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Einfache und kostengünstige digitale Signalverarbeitung Ziel dieses Buches ist es, die Grundprinzipien der digitalen Signalverarbeitung (DSP) zu vermitteln und sie unter Verwendung eines Minimums an Mathematik aus praktischer Sicht einzuführen. Es wird nur das Grundniveau der Theorie zeitdiskreter Systeme vermittelt, das ausreicht, um DSP-Anwendungen in Echtzeit zu implementieren. Die praktischen Umsetzungen werden in Echtzeit mithilfe des beliebten Mikrocontroller-Entwicklungsboards ESP32 DevKitC beschrieben. Mit dem kostengünstigen und äußerst beliebten ESP32-Mikrocontroller sollten Sie in der Lage sein, grundlegende DSP-Projekte mit Abtastfrequenzen im Audiobereich zu entwerfen. Die gesamte Programmierung erfolgt mit der beliebten Arduino IDE in Verbindung mit dem C-Sprachcompiler. Nachdem das Buch eine solide Grundlage der DSP-Theorie und relevante Diskussionen über die wichtigsten DSP-Softwaretools auf dem Markt gelegt hat, werden die folgenden audiobasierten Sound- und DSP-Projekte vorgestellt: Verwendung eines I²S-basierten digitalen Mikrofons zur Audioaufnahme Verwendung eines I²S-basierten Klasse-D-Audioverstärkers und Lautsprechers Wiedergabe von auf einer SD-Karte gespeicherter MP3-Musik über einen I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Wiedergabe von im ESP32-Flash-Speicher gespeicherten MP3-Musikdateien über einen I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Mono- und Stereo-Internetradio mit I²S-basierten Verstärkern und Lautsprechern Text-zu-Sprache-Ausgabe mit einem I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Verwendung der Lautstärkeregelung in I²S-basierten Verstärker- und Lautsprechersystemen Ein sprechender Veranstaltungszähler mit einem I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Ein einstellbarer Sinusgenerator mit I²S-basiertem Verstärker und Lautsprecher Verwendung des schnellen 24-Bit-ADC/DAC-Moduls Pmod I²S2 Digitales Tiefpass- und Bandpass-Echtzeit-FIR-Filterdesign mit externer und interner A/D- und D/A-Wandlung Digitales Tiefpass- und Bandpass-Echtzeit-IIR-Filterdesign mit externer und interner A/D- und D/A-Wandlung Schnelle Fourier-Transformationen (FFT)

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AI Projects for the Raspberry Pi with the AI HAT+ Edge AI is transforming everyday devices by putting intelligence where it matters most: directly inside the hardware. With on-device inference, a camera can recognize a visitor instantly, a phone can translate speech without streaming audio to the cloud, and a wearable can detect anomalies in real time—fast, private, and reliable even when the network disappears. This book is your practical guide to building exactly those kinds of systems with the Raspberry Pi AI HAT+ and the Hailo-8L accelerator. You’ll start with clear foundations: core AI and machine-learning concepts, how neural networks work, and what truly distinguishes Edge AI from cloud AI—plus an honest look at ethical considerations and future impacts. Then it’s straight to hands-on physical computing. Step by step, you’ll set up Raspberry Pi OS, power and cooling, and develop in Python using the Thonny IDE. You’ll learn GPIO basics with lights and servos, mount the AI HAT+ hardware, install and verify the Hailo software stack, and connect the right camera—official modules or USB webcams, even multiple cameras. From your first pipeline to real projects, you’ll run person detection, pose estimation, segmentation, and depth estimation, then level up with YOLO object detection: smart alerts, guest counters, and custom extensions. You’ll even connect vision to motion by combining gesture recognition with servo-driven mechanisms, including a robotic arm. With troubleshooting tips, hardware essentials, and a practical Python refresher, this book turns Edge AI from buzzword into buildable reality.

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Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine Entdeckungsreise in die Welt der digitalen Elektronik. Nach dem Aufbau einer soliden Wissensbasis hierüber verlagert sich der Schwerpunkt zur programmierbaren Logik. Wie lassen sich mit vorhandenen Bausteinen logische Systeme aufbauen und wie koppelt man sie sicher und störungsfrei an die analoge Außenwelt? Das sind Fragen, die das Buch beantwortet. Moderne logische Systeme sind so komplex, dass deren Aufbau mit separaten Bauelementen wie einzelnen Gattern, Flipflops, Zählern oder Teilern eine fast unmögliche Aufgabe ist. Deshalb beschäftigt sich das Buch in der zweiten Hälfte mit der programmierbaren Logik in Form von FPGA- und CPLD-ICs. Sie lernen Methoden kennen, die als Brücke zwischen dem klassischen Design und der zeitgemäßen Entwicklung mit FPGA fungieren. Neben dem schematischen FPGA-Entwurf setzt sich das Buch auch mit Sprachen wie Verilog und VHDL auseinander. Das abschließende Projekt, eine Uhr mit Alarmfunktion in Verilog und VHDL, zeigt den praktischen Nutzen der programmierbaren Logik. Neben den erforderlichen Programmierkenntnissen ist auch der praktische Schaltungsaufbau von Bedeutung. Der Autor erläutert die wesentlichen Bedingungen hierfür, beispielsweise die der erforderlichen Stromversorgung und der optimalen (Analog-)Signalverarbeitung. Alle in diesem Buch besprochenen Beispiele lassen sich mit der kostenfreien FPGA-Entwicklungsumgebung Quartus von Altera realisieren.

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From Theory to Practical Applications in Wireless Energy Transfer and Harvesting Wireless power transmission has gained significant global interest, particularly with the rise of electric vehicles and the Internet of Things (IoT). It’s a technology that allows the transfer of electricity without physical connections, offering solutions for everything from powering small devices over short distances to long-range energy transmission for more complex systems. Wireless Power Design provides a balanced mix of theoretical knowledge and practical insights, helping you explore the potential of wireless energy transfer and harvesting technologies. The book presents a series of hands-on projects that cover various aspects of wireless power systems, each accompanied by detailed explanations and parameter listings. The following five projects guide you through key areas of wireless power: Project 1: Wireless Powering of Advanced IoT Devices Project 2: Wireless Powered Devices on the Frontline – The Future and Challenges Project 3: Wireless Powering of Devices Using Inductive Technology Project 4: Wireless Power Transmission for IoT Devices Project 5: Charging Robot Crawler Inside the Pipeline These projects explore different aspects of wireless power, from inductive charging to wireless energy transmission, offering practical solutions for real-world applications. The book includes projects that use simulation tools like CST Microwave Studio and Keysight ADS for design and analysis, with a focus on practical design considerations and real-world implementation techniques.

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PC USB Logic Analyzers with Arduino, Raspberry Pi, and Co. Step-by-step instructions guide you through the analysis of modern protocols such as I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 and 1-Wire. With the help of numerous experimental circuits based on the Raspberry Pi Pico, Arduino Uno and the Bus Pirate, you will learn the practical application of popular USB logic analyzers. All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE. This book uses several models of flexible and widely available USB logic analyzers and shows the strengths and weaknesses of each price range. You will learn about the criteria that matter for your work and be able to find the right device for you. Whether Arduino, Raspberry Pi or Raspberry Pi Pico, the example circuits shown allow you to get started quickly with protocol analysis and can also serve as a basis for your own experiments. After reading this book, you will be familiar with all the important terms and contexts, conduct your own experiments, analyze protocols independently, culminating in a comprehensive knowledge set of digital signals and protocols.

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Mastering the Language and the Development Platform Many people would like to learn Java but getting started is not easy since programming with Java requires at least two things: mastering the programming language and the development environment. With the help of many examples, this book shows how the language is structured. In addition, it employs the Eclipse development environment as an example of a powerful tool to teach developing Java programs. In Basics, the first part of the book, you acquire your Java and Eclipse basic knowledge. This part lays the programming foundations, gives you an overview of Java technology, and shows you what is special about object-oriented programming. In the second part called Java Language, everything revolves around the subtleties of the Java language and this is where the first small Java applications are created, aided by a fine blend of the knowledge part and practical exercises. Java Technology is both the name and the focus of the third part which also introduces you to the rules to observe when programming, what class libraries are and what advantages they have. In addition, you will learn how to test programs, what algorithms are, and how to program them. The fourth part, Java Projects, enables you to apply all the previous elements in an application with a graphical user interface. The project shows how to develop a larger application piece by piece with the Eclipse development environment. The Appendix concludes with a section on frequent errors that can occur when working with Eclipse, and a Glossary.

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Hebt u altijd al uw elektronicaproject willen aansturen vanuiteen kleurrijke app op een Android smartphone of tablet? Dat is mogelijk met het in dit boek beschreven Android I/O-board. Met de bijbehorende software-library kunt u in Android Studio eenvoudig zelf een app programmeren die dit mogelijk maakt. Het Android I/O-board (los verkrijgbaar, wordt niet met boek meegeleverd!) bezit 22 pennen die u vanuit een app kunt aansturen als digitale I/O, ADC, PWM, touch-sensing en counter. Het Android I/O-board kan met de Android smartphone communiceren via Bluetooth, WiFi of USB. Het board is ook als datalogger te gebruiken. Kortom, dit is een veelzijdig board dat in ieder project past. Dit boek beschrijft stap voor stap hoe u uw project tot een succes kunt maken. Het boek behandelt gestructureerd de volgende onderwerpen: Een snelle handleiding hoe u uw Android I/O-board up and running krijgt. Een uitleg van alle mogelijkheden van het Android I/Oboard, met uitgebreide voorbeelden bij de verschillende opties. Een stap-voor-stap handleiding hoe u een app kunt programmeren in Android Studio. Een beschrijving van de firmware op het Android I/O-board en hoe u dit zelf met MPLAB-X kunt aanpassen. Voorbeeld-projecten om inspiratie op te doen hoe u uw eigen project kunt aansturen met het Android I/O-board.

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Der ESP8266 von Espressif ist ein Wi-Fi-Mikrochip mit vollem TCP/IP-Stack und Mikrocontroller-Fähigkeit. Es hat mit seinem niedrigen Preis Wellen in der Herstellergemeinschaft geschlagen. Aber viele Entwickler waren unzufrieden mit dem hohen Stromverbrauch von ESP8266. Der ESP32, ausgestattet mit einem ULP (Ultra Low Power) Coprozessor, bietet eine Lösung. Dieses E-Book enthält eine Reihe von Projekten mit ESP32 & ESP8266 sowie ein Interview mit dem CEO von Espressif Teo Swee Ann. Artikel ESP32 für den Einsatz in Geräten der Industrie 4.0 Scrollende Nachrichtenanzeige, 512 LEDs per WLAN mit ESP-12F ansteuern Das vernetzte Treibhaus, IoT-Modellprojekt mit MQTT und Node-RED VFD-Röhren-Uhr mit ESP32, Internet-Zeit auf Vintage-Displays ESP32 stromsparend, die Programmierung des ULP-Coprozessors DCF77-Emulator mit ESP8266, DCF durch Internet-Zeit ersetzen Was steckt hinter dem berühmtem ESP8266? WLAN-Thermostat, flexible und programmierbare Temperatursteuerung Timer für den WLAN-Thermostat, sieben Kanäle mit atomarer Genauigkeit Schweizer Taschenmesser für Mikrocontroller, PlatformIO als universelles Programmier-Tool ESP32 für Power-User, native Programmierung Weather-Display, aktuelle Wetterdaten auf einem LC-Display darstellen GoNotify, ein flexibles IoT-Sensorinterface. Einfach in die Cloud. Der große Bruder des ESP8266, erste Schritte mit dem ESP32 und der Arduino-IDE MicroPython, Python für kleine Systeme RGBDigit Clock, farbenfrohe 7-Segment-Displays zeigen Zeit und Klima USB-Programmieradapter für die ESP-Module von Espressif Heizkesselmonitor mit ESP8266, Haustechnik für die Energiewende WLAN für Mikrocontroller, steuern mit dem ESP8266 Die Rückkehr des WLAN-Controller-Boards, Smartphone steuert IoT-Objekte WLAN kompakt und autonom, oder: Wie man den ESP8266 auch ohne MCU einsetzen kann

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Program and build RPi Pico-based ham station utilities, tools, and instruments Although much classical HF and mobile equipment is still in use by large numbers of amateurs, the use of computers and digital techniques has now become very popular among amateur radio operators. Nowadays, anyone can purchase a €5 Raspberry Pi Pico microcontroller board and develop many amateur radio projects using the “Pico” and some external components. This book is aimed at amateur radio enthusiasts, Electronic Engineering students, and anyone interested in learning to use the Raspberry Pi Pico to shape their electronic projects. The book is suitable for beginners in electronics as well as for those with wide experience. Step-by-step installation of the MicroPython programming environment is described. Some knowledge of the Python programming language is helpful to be able to comprehend and modify the projects given in the book. The book introduces the Raspberry Pi Pico and gives examples of many general-purpose, software-only projects that familiarize the reader with the Python programming language. In addition to the software-only projects tailored to the amateur radio operator, Chapter 6 in particular presents over 36 hardware-based projects for “hams”, including: Station mains power on/off control Radio station clock GPS based station geographical coordinates Radio station temperature and humidity Various waveform generation methods using software and hardware (DDS) Frequency counter Voltmeter / ammeter / ohmmeter / capacitance meter RF meter and RF attenuators Morse code exercisers RadioStation Click board Raspberry Pi Pico based FM radio Using Bluetooth and Wi-Fi with Raspberry Pi Pico Radio station security with RFID Audio amplifier module with rotary encoder volume control Morse decoder Using the FS1000A TX-RX modules to communicate with Arduino

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MQTT ist ein leichtgewichtiges, ereignis- und nachrichtenorientiertes Protokoll zur effizienten und asynchronen Kommunikation zwischen Geräten auch über limitierte Netzwerke. Das bereits 1999 von IBM entwickelte Protokoll eignet sich heute in besonderer Weise für Internet-of-Things-Anwendungen. Im Gegensatz zu HTTP mit Request/Response-Verfahren ist bei MQTT eine Publish/Subscribe-Architektur umgesetzt. Es stehen mittlerweile zahlreiche MQTT-Broker und -Clients zur Verfügung. Aufgrund der Unterstützung durch die Eclipse Foundation, IBM und vieler anderer stehen zahlreiche Komponenten kostenlos im Internet zur Verfügung. Client-Bibliotheken gibt es für die unterschiedlichsten Plattformen und Programmiersprachen. Unterstützt werden u. a. die PC-Plattform mit Java und .Net sowie Arduino und Raspberry Pi. Das MQTT-Praxisbuch führt Schritt für Schritt in die praktische Arbeit mit diesem ressourcensparenden Protokoll ein. Dabei widmet der Autor Walter Trojan dem Thema IoT-Sicherheit ein ausführliches Kapitel. Anhand von abgeschlossenen Projekten zum Nachbauen stellt der Autor in beeindruckender Weise die praktische Bedeutung des MQTT-Protokolls in modernen IoT-Anwendungen dar: MQTT auf ESP8266 MQTT mit Arduino-IDE MQTT-Benchmarks MQTT auf dem Raspberry Pi Flow-Programmierung mit Node-RED Boss aller Automaten: openHAB Projekt Gewächshaus mit automatisierter Beleuchtung, Bewässerung, Temperaturregelung sowie Luft- und Erdfeuchtigkeitsmessung

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Das Buch ist im Wesentlichen zweigeteilt: Im ersten Teil werden Techniken vorgestellt, mit denen parallele Programmabläufe realisiert werden können. Diese reichen von der einfachen automatischen Ablaufsteuerung eines Hintergrundprozesses durch Interrupts bis zur Implementierung eines an die beschränkten Möglichkeiten von AVR-Mikrocontrollern angepassten RTOS. Die Realisierung von Hintergrundprozessen lässt sich auf bequeme Weise mit Interrupts durchführen. Auf die Probleme der Synchronisierung mit Hintergrundprozessen wird ausführlich eingegangen. Interrupts werden zwar auch in ihrer „natürlichen“ Umgebung vorgestellt, aber es werden auch „exotische“ Einsätze von Interrupts beschrieben, z. B. der Einsatz eines Timer-Interrupts als Programmschleifenzähler. Dass sinnvolles Multitasking auch für die kleineren Mikrocontroller der AVR-Serie möglich ist, wird mit Kleinsystemen demonstriert, die auch auf einem ATtiny2313 ablaufen können. Für Controller mit besserer Ausstattung ist das System SLIMOS gedacht – in dem Prozesse dynamische Objekte sind – in dem Prozesse mit Semaphoren und Ereignissen synchronisiert werden können – welches Interrupts als Ereignisse integriert und eine Zeitablaufsteuerung für inaktive Prozesse besitzt.Der zweite Teil des Buches ist der Numerik gewidmet. Höhepunkt ist die Implementierung einer AVR-freundlichen Fließkommaarithmetik, die dennoch den Standard IEEE 754 soweit umsetzt, wie das bei den kleinen AVR-Prozessoren sinnvoll erscheint. Der Vorstellung und Erläuterung dieses Standards ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Zusätzlich gibt es noch ein vorbereitendes Kapitel, in dem die Grundbegriffe der Fließkommaarithmetik erklärt werden, das aber auch esoterische Aspekte erläutert, wie etwa das vom Standard geforderte Rechnen mit Unendlichkeiten. Ein weiteres Kapitel beschreibt die Erzeugung von Zufallszahlen. Es wird gezeigt, wie Zufallszahlen mit diskreter Verteilung, Gleichverteilung, Exponentialverteilung und Normalverteilung berechnet werden können. Sie werden als sehr schnelle Versionen in Fixkommaarithmetik bereit gestellt, woraus dann Fließkommaversionen entwickelt werden. Ein Beispiel für ihren Einsatz ist im Simulationsabschnitt des SLIMOS-Kapitels zu finden.Der Anhang bietet u. a. eine sehr AVR-freundliche Realisierung der Methode von Fletcher und die Implementierung von Funktoren, die elegante Problemlösungen gestatten.Alle Programme sind so ausführlich erläutert und kommentiert, dass der Leser keine Schwierigkeiten damit haben dürfte, sie an eigene Bedürfnisse anzupassen. Der für alle Programme verwendete Assembler wird vom Hersteller der AVR-Mikrocontroller kostenlos zur Verfügung gestellt.Band 2 ist als gedrucktes Buch erhältlich: Systemprogrammierung II für AVR-Mikrocontroller

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