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AI in Practice Dive into the fascinating world of robotics and automation! This Elektor Special shows you how to build your own robots with creativity, a little know-how, and affordable technology. From your first DIY project with Arduino or Raspberry Pi to intelligent systems with AI – this issue makes modern robotics understandable and accessible. Discover practical instructions, inspiring projects, and exciting insights into the maker scene. Learn how experimentation, community, and openness give rise to true innovation – and why robotics is so much more than just a technical hobby. Contents Imagination turns into reality Arduino-controlled Drawing Robot GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino YDLIDAR X4Pro Lidar xHuskyLens AI Camera DOF Robot Arm with Raspberry Pi Pico Manufacturing Robots with Fischertechnik Pneumatic Industrial Robot Why Do We Keep Building Robot Dogs? Elektor Mini-Wheelie Robot Vehicles and Autonomous Driving

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Dieser komplette Mikrocontroller-Programmierkurs auf Basis des Raspberry Pi Pico umfasst ein Lehrbuch, ein Komponenten-Kit, praxisnahe Projekte sowie einen umfassenden Online-Kurs mit Simulationen. Er eignet sich ideal für das schrittweise Erlernen der Embedded-Programmierung mit Arduino anhand eines praktischen, hands-on Ansatzes. Eine praxisnahe Einführung in Embedded Systems mit dem Raspberry Pi Pico Dieser Kurs richtet sich an Personen ohne Vorkenntnisse im Bereich Embedded Systems, die einen strukturierten und beispielbasierten Einstieg suchen. Ein Kit bestehend aus LEDs und Widerständen, Schaltern, Sensoren und Aktoren, Displays, einem Breadboard und Kabeln sowie weiteren Komponenten ist enthalten. Diese werden im Kurs verwendet, um Beispielanwendungen zu veranschaulichen. Vorkenntnisse mit Arduino oder Embedded-Entwicklung sind nicht erforderlich. Jeder Abschnitt enthält praktische Beispiele und Mini-Projekte, die wichtige Konzepte festigen und zur weiteren Vertiefung anregen. Am Ende des Kurses werden Sie nicht nur in der Lage sein, die Beispiele nachzuvollziehen, sondern auch eigene Ideen und Anwendungen umzusetzen. Was werden Sie lernen? Programmierung von Mikrocontrollern in MicroPython mit dem Raspberry Pi Pico unter Verwendung der Thonny IDE Arbeiten mit digitalen Ein- und Ausgängen, Auslesen von Tastern und Encodern, Steuern von LEDs und Relais Auslesen analoger Eingänge, Spannungen und analoger Sensoren Erzeugung analoger Ausgangssignale und PWM Verwendung serieller Kommunikation wie UART, I²C und SPI zur Steuerung von Displays und zum Auslesen digitaler Sensoren und SD-Karten Zeitmanagement Arbeiten mit Interrupts Echtzeit-Sensordatenerfassung und Steuerung über Taster, LEDs und Displays Steuerung von Aktoren wie Relais und Servomotoren Für wen ist dieser Kurs geeignet? Studierende und Selbstlerner im Bereich Embedded Systems Makers und IoT-Enthusiasten, die ihre Hardware-Kenntnisse verbessern möchten Lehrkräfte und Trainer, die sofort einsetzbares Unterrichtsmaterial suchen Was ist im Lieferumfang enthalten? Zugang zum vollständigen Kurs auf der Elektor Academy Pro-Lernplattform Raspberry Pi Pico Mikrocontroller-Board (+ USB-Kabel) Buch: Programming Microcontrollers in MicroPython Downloadbare Projektdateien für jedes Modul Komponenten-Set: 2× LED, rot, 5 mm LED, grün, 5 mm 3× Widerstand, 470 Ω, 0,25 W LDR Potentiometer, 10 kΩ, linear Taster Drehencoder-Modul Relaismodul DHT22 Feuchtigkeits- und Temperatursensor TM1637-kompatibles 4-stelliges 7-Segment-Display MPU-6050 IMU mit Stiftleisten SSD1306-kompatibles I²C OLED-Display Micro-SD-Kartenadapter mit Stiftleiste Buzzer SG90 Mikro-Servo ILI9341-kompatibles SPI 240×320 TFT-Display 20× Jumperkabel Breadboard Alle Programmierkurse (und Unterschiede im Inhalt) Kurs Arduino Raspberry Pi Pico with Arduino C/C++ ESP32 with Arduino C/C++ Raspberry Pi Pico with MicroPython ESP32 with MicroPython Online-Kurs Access to Arduino Course Access to Pico with Arduino C/C++ Course Access to ESP32 with Arduino C/C++ Course Access to Pico with MicroPython Course Access to ESP32 with MicroPython Course Board Uno R3 Raspberry Pi Pico ESP32 Raspberry Pi Pico ESP32 Buch Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino Programming Microcontrollers in MicroPython Programming Microcontrollers in MicroPython Kit 40-teiliges Komponenten-Set 40-teiliges Komponenten-Set 40-teiliges Komponenten-Set 40-teiliges Komponenten-Set 40-teiliges Komponenten-Set

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Der Raspberry Pi stellt einen sehr preiswerten, aber doch vollwertigen Computer dar, an den auf einfache Weise verschiedenste Elektronik angeschlossen werden kann. Dieses Buch geht auf eine der Stärken des Raspberry Pi ein: die Kombination von Elektronik und Software. Nach einer kurzen Einführung zum Raspberry Pi wird auf die benötigte Software eingegangen. Im Anschluss wird das Linux-Betriebssystem kurz vorgestellt – gefolgt von einer Einführung in die Programmierung mit Bash, Python und JavaScript. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Python. Die Erläuterungen sind in allen Fällen kurz und bündig und trotzdem so ausführlich, dass das Notwendigste besprochen wird, um die folgenden Projekte zu verstehen und individuell anzupassen. Dieses Buch beschreibt 45 spannende und interessante Projekte, wie zum Beispiel ein Wechselblinklicht, eine Motorregelung, Erzeugen und Verarbeiten analoger Signale, ein digitales Thermometer, ein Lichtmesser. Aber auch kompliziertere Projekte wie eine Motor-Geschwindigkeitsregelung, ein Webserver mit CGI (Common Gateway Interface) und Client-Server-Programme werden vorgestellt. Sie können dieses Buch als Projektbuch verwenden und die Projekte nachbauen, um sie dann in der Praxis einzusetzen. Durch die ausführliche Beschreibung mit Schaltplänen und Fotos gestaltet sich der Aufbau auf dem Steckbrett recht einfach. Sie können dieses Buch auch als Lehrbuch verwenden. Bei jedem Projekt wird erklärt, warum es auf diese Art und Weise ausgeführt ist. Sie lernen viel über den Raspberry Pi, Python und die verwendeten Bauteile, so dass Sie selbst die Projekte anpassen, nach eigenen Wünschen erweitern oder mehrere Projekte miteinander kombinieren können. Um Ihnen die Software-Installation zu erleichtern, hat der Autor das Betriebssystem und alle Programmbeispiele auf einer SD-Karte zusammengetragen. Passend zu den Projekten ist neben dieser SD-Karte auch ein Hardware-Starterkit bei Elektor erhältlich.

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Praxisnahe Projekte, Profi-Tricks und eigene Anwendungen Dieses Buch führt Sie Schritt für Schritt in die faszinierende Welt der State Machines ein und zeigt, wie Sie Hardware direkt und effizient ansteuern können – jenseits klassischer CPU-gesteuerter Ansätze. In diesem Buch lernen Sie: LEDs und NeoPixel kreativ steuern: Blinken, Dimmen, Farbwechsel und komplexe Animationen Taster und Encoder zuverlässig auslesen und in Echtzeit in Ihre Projekte integrieren Analoge Eingänge (ADC) nutzen und Signale digital steuern Servos präzise ansteuern und Bewegungsabläufe automatisieren SPI mit PIO umsetzen, um Displays, Sensoren und Module anzusteuern Menüsysteme und Submenüs auf SPI-Displays realisieren, inklusive Navigation über mehrere Taster PWM, Signalgenerierung und Frequenzsteuerung für akustische oder visuelle Effekte Debugging-Strategien und Tipps, um Ihre PIO-Programme effizient zu entwickeln Alle Beispiele sind praxisnah, sofort umsetzbar und zuverlässig. Mit klaren Anleitungen, Hintergrundwissen und fertigen Codebeispielen lernen Sie, die PIO-Fähigkeiten des Pico maximal zu nutzen – egal ob für Maker-Projekte, Prototypen oder professionelle Anwendungen. Erleben Sie, wie Sie komplexe Hardwaresteuerung elegant mit dem Pico realisieren können – schneller, flexibler und leistungsfähiger als je zuvor.

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Praktische Anwendungen und Projekte mit Arduino, ESP32 und RP2040 Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Regelungstechnik mit Arduino und ESP32! Dieses Buch bietet Ihnen einen praxisnahen Einstieg in die klassischen und modernen Methoden der Regelung, darunter PID-Regler, Fuzzy-Logik und Sliding-Mode-Regler. Im ersten Teil lernen Sie die Grundlagen der beliebten Arduino-Controller, wie den Arduino Uno und den ESP32, sowie die Integration von Sensoren für Temperatur- und pH-Messung (NTC, PT100, PT1000, pH-Sensor). Sie erfahren, wie diese Sensoren in verschiedenen Projekten eingesetzt werden und wie Sie Daten auf einem Nextion TFT-Display visualisieren. Weiter geht es mit der Einführung in Stellglieder wie MOSFET-Schalter, H-Brücken und Solid-State-Relais, die zur Steuerung von Motoren und Aktoren verwendet werden. Sie lernen, Regelstrecken zu analysieren und zu modellieren, einschließlich PT1- und PT2-Regelungen. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Implementierung von Fuzzy- und PID-Reglern zur Regelung von Temperatur und DC-Motoren. Dabei werden sowohl der Arduino Uno als auch der ESP32 eingesetzt. Zudem wird der Sliding-Mode-Regler vorgestellt. Im vorletzten Kapitel erkunden Sie die Grundlagen neuronaler Netze und lernen, wie maschinelles Lernen auf einem Arduino eingesetzt werden kann. Im letzten Kapitel gibt es noch ein praktisches Beispiel für einen Fuzzy-Regler zur Stromeinspeisung ins Hausnetz. Dieses Buch ist die perfekte Wahl für Ingenieure, Studierende und Elektroniker, die ihre Projekte mit innovativen Regelungstechniken erweitern möchten.

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Ready to explore the world around you? By attaching the Sense HAT to your Raspberry Pi, you can quickly and easily develop a variety of creative applications, useful experiments, and exciting games. The Sense HAT contains several helpful environmental sensors: temperature, humidity, pressure, accelerometer, magnetometer, and gyroscope. Additionally, an 8x8 LED matrix is provided with RGB LEDs, which can be used to display multi-color scrolling or fixed information, such as the sensor data. Use the small onboard joystick for games or applications that require user input. In Innovate with Sense HAT for Raspberry Pi, Dr. Dogan Ibrahim explains how to use the Sense HAT in Raspberry Pi Zero W-based projects. Using simple terms, he details how to incorporate the Sense HAT board in interesting visual and sensor-based projects. You can complete all the projects with other Raspberry Pi models without any modifications. Exploring with Sense HAT for Raspberry Pi includes projects featuring external hardware components in addition to the Sense HAT board. You will learn to connect the Sense HAT board to the Raspberry Pi using jumper wires so that some of the GPIO ports are free to be interfaced to external components, such as to buzzers, relays, LEDs, LCDs, motors, and other sensors. The book includes full program listings and detailed project descriptions. Complete circuit diagrams of the projects using external components are given where necessary. All the projects were developed using the latest version of the Python 3 programming language. You can easily download projects from the book’s web page. Let’s start exploring with Sense HAT.

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Over 45 Builds for the Legendary 555 Chip (and the 556, 558) The 555 timer IC, originally introduced by the Signetics Corporation around 1971, is sure to rank high among the most popular analog integrated circuits ever produced. Originally called the IC Time Machine, this chip has been used in many timer-related projects by countless people over decades. This book is all about designing projects based on the 555 timer IC. Over 45 fully tested and documented projects are presented. All projects have been fully tested by the author by constructing them individually on a breadboard. You are not expected to have any programming experiences for constructing or using the projects given in the book. However, it’s definitely useful to have some knowledge of basic electronics and the use of a breadboard for constructing and testing electronic circuits. Some of the projects in the book are: Alternately Flashing Two LEDs Changing LED Flashing Rate Touch Sensor On/Off Switch Switch On/Off Delay Light-Dependent Sound Dark/Light Switch Tone Burst Generator Long Duration Timer Chasing LEDs LED Roulette Game Traffic Lights Continuity Tester Electronic Lock Switch Contact Debouncing Toy Electronic Organ Multiple Sensor Alarm System Metronome Voltage Multipliers Electronic Dice 7-Segment Display Counter Motor Control 7-Segment Display Dice Electronic Siren Various Other Projects The projects given in the book can be modified or expanded by you for your very own applications. Electronic engineering students, people engaged in designing small electronic circuits, and electronic hobbyists should find the projects in the book instructive, fun, interesting, and useful.

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Program, build, and master over 60 projects with Python The Raspberry Pi 5 is the latest single-board computer from the Raspberry Pi Foundation. It can be used in many applications, such as in audio and video media centers, as a desktop computer, in industrial controllers, robotics, and in many domestic and commercial applications. In addition to the well-established features found in other Raspberry Pi computers, the Raspberry Pi 5 offers Wi-Fi and Bluetooth (classic and BLE), which makes it a perfect match for IoT as well as in remote and Internet-based control and monitoring applications. It is now possible to develop many real-time projects such as audio digital signal processing, real-time digital filtering, real-time digital control and monitoring, and many other real-time operations using this tiny powerhouse. The book starts with an introduction to the Raspberry Pi 5 computer and covers the important topics of accessing the computer locally and remotely. Use of the console language commands as well as accessing and using the desktop GUI are described with working examples. The remaining parts of the book cover many Raspberry Pi 5-based hardware projects using components and devices such as LEDs and buzzers LCDs Ultrasonic sensors Temperature and atmospheric pressure sensors The Sense HAT Camera modules Example projects are given using Wi-Fi and Bluetooth modules to send and receive data from smartphones and PCs, and sending real-time temperature and atmospheric pressure data to the cloud. All projects given in the book have been fully tested for correct operation. Only basic programming and electronics experience are required to follow the projects. Brief descriptions, block diagrams, detailed circuit diagrams, and full Python program listings are given for all projects described.

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Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern. Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet. In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert. Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren. Das Buch behandelt folgende Themen: Steuer- und Regelsysteme Analoge und digitale Sensoren Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung Zeitdiskrete digitale Systeme Zeitkontinuierliche PID-Regler Zeitdiskrete PID-Regler Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno

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With Examples for Arduino UNO, Raspberry Pi Pico and ESP32 Programming small electronic systems has never been more accessible. Tasks that once demanded expensive tools, specialized hardware, and deep electrical engineering expertise can now be tackled with low-cost development boards and approachable software. At the centre of this shift is the Arduino environment, which provides a unified and familiar way to program a wide range of microcontroller platforms—from classic AVR boards like the Arduino UNO to modern ARM-based boards such as the Raspberry Pi Pico, and powerful Wi-Fi-enabled devices like the ESP32. This book introduces embedded programming through the core idea that defines all microcontrollers: reading inputs, processing information, and controlling outputs in a predictable loop. The Arduino environment abstracts much of the hardware complexity, allowing you to focus on behaviour rather than implementation details. With just a few lines of code, you can blink LEDs, read sensors, control motors, and communicate with other devices. While the Arduino UNO, Raspberry Pi Pico, and ESP32 boards differ greatly in performance and features, they share the same fundamental building blocks: digital and analog I/O, timers, serial communication, PWM, interrupts, and power management. Learning these concepts within the Arduino framework builds skills that transfer easily across platforms and scale toward more advanced applications. By exploring multiple boards while maintaining a consistent programming approach, this book helps you progress from simple experiments to confidently produce well-structured designs—showing that embedded development can be both practical and enjoyable.

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If you enjoy DIY electronics, projects, software and robots, you’ll find this book intellectually stimulating and immediately useful. With the right parts and a little guidance, you can build robot systems that suit your needs more than overpriced commercial systems can. 20 years ago, robots based on simple 8-bit processors and touch sensors were the norm. Now, it’s possible to build multi-core robots that can react to their surroundings with intelligence. Today’s robots combine sensor readings from accelerometers, gyroscopes and computer vision sensors to learn about their environments. They can respond using sophisticated control algorithms and they can process data both locally and in the cloud. This book, which covers the theory and best practices associated with advanced robot technologies, was written to help roboticists, whether amateur hobbyist or professional, take their designs to the next level. As will be seen, building advanced applications does not require extremely costly robot technology. All that is needed is simply the knowledge of which technologies are out there and how best to use each of them. Each chapter in this book will introduce one of these different technologies and discuss how best to use it in a robotics application. On the hardware side, we’ll cover microcontrollers, servos, and sensors, hopefully inspiring you to design your own awe-inspiring, next-generation systems. On the software side, we’ll cover programming languages, debugging, algorithms, and state machines. We’ll focus on the Arduino, the Parallax Propeller, Revolution Education PICAXE and projects I’ve with which I’ve been involved, including the TBot educational robot, the PropScope oscilloscope, the 12Blocks visual programming language, and the ViewPort development environment. In addition, we’ll serve up a comprehensive introduction to a variety of essential topics, including output (e.g. LEDs, servo motors), and communication technologies (e.g. infrared, audio), that you can use to develop systems that interact to stimuli and communicate with humans and other robots. To make these topics as accessible as possible, handy schematics, sample code and practical tips regarding building and debugging have been included. Hanno Sander Christchurch, New Zealand

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This book is about teaching the Python programming language using the Raspberry Pi 4 computer. The book makes an introduction to Raspberry Pi 4 and then teaches Python with the topics: variables, strings, arrays, matrices, tuples, lists, dictionaries, user functions, flow of control, printing, keyboard input, graphics, GUI, object oriented programming and many more topics. The book is aimed for beginners, students, practising engineers, hobbyists, and for anyone else who may want to learn to program in Python. The book includes many example programs and case studies. All the example programs and case studies have been tested fully by the author and are all working. The example programs aim to teach the various programming concepts of Python. The case studies cover the use of Python in the analysis and design of electronic circuits. Some of the case study topics are: Resistor colour code identification Resistive potential divider circuits Resistive attenuator design Zener diode voltage regulator design RC and RLC transient circuits Circuit frequency response Saving data on external memory stick Mesh and node circuit analysis using matrices Resonance in RLC circuits Transistor Biasing analysis Transistor amplifier design Design of active filters Interfacing hardware with GPIO, I²C and SPI Using Wi-Fi with Python and TCP/IP and UDP programs Using Bluetooth from Python Full program listings of all the programs used in the book are available at the Elektor website of the book. Readers should be able just to copy and use these programs in their Raspberry Pi projects without any modifications.

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