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32 new Projects, Practical Examples and Exercises with the Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board Electronics and microcontroller technology offer the opportunity to be creative. This practical microcontroller course provides you with the chance to bring your own Arduino projects and experience such moments of success. Ideally, everything works as you imagined when you switch it on for the first time. In practice, however, things rarely work as expected. At that point, you need knowledge to efficiently search for and find the reason for the malfunction. In this book for advanced users, we delve deep into the world of microcontrollers and the Arduino IDE to learn new procedures and details, enabling you to successfully tackle and solve even more challenging situations. With this book, the author gives the reader the necessary tools to create projects independently and also to be able to find errors quickly. Instead of just offering ready-made solutions, he explains the background, the hardware used, and any tools required. He sets tasks in which the reader contributes their own creativity and writes the Arduino sketch themselves. If you don’t have a good idea and get stuck, there is, of course, a suggested solution for every project and every task, along with the corresponding software, which is commented on and explained in detail in the book. This practical course will teach you more about the inner workings of the Arduino Nano and its microcontroller. You will get to know hardware modules that you can use to realize new and interesting projects. You will familiarize yourself with software methods such as ‘state machines,’ which can often be used to solve problems more easily and clearly. The numerous practical projects and exercise sketches are once again realized on the Arduino Nano MCCAB Training Board, which you may already be familiar with from the course book ‘Microcontrollers Hands-on Course for Arduino Starters’, and which contains all the hardware peripherals and operating elements we need for the input/output operations of our sketches. Readers who do not yet own the Arduino Nano MCCAB Training Board can purchase the required hardware separately, or alternatively, build it on a breadboard.

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32 neue Projekte, praktische Beispiele und Übungen mit dem Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard Die Elektronik und die Mikrocontrollertechnik bieten die Möglichkeit, kreativ tätig zu sein. Mit diesem Mikrocontroller-Praxiskurs besteht die Möglichkeit, eigene Arduino-Projekte zu realisieren und solche Erfolgsmomente erleben zu können. Im Idealfall funktioniert beim ersten Einschalten alles so, wie man es sich vorgestellt hat. In der Praxis läuft es dagegen selten wie erwartet. Dann braucht man Kenntnisse, um den Grund für das Nichtfunktionieren effizient suchen und finden zu können. In diesem Buch für Fortgeschrittene steigen wir tief in die Welt der Mikrocontroller und der Arduino IDE ein, um neue Verfahren und Details kennen zu lernen, und erfolgreich noch anspruchsvollere Situationen angehen und lösen zu können. Mit diesem Buch gibt der Autor dem Leser das nötige Rüstzeug, um eigenständig Projekte zu kreieren und auch schnell Fehler finden zu können. Anstatt nur fertige Lösungen zu bieten, erklärt er die Hintergründe, die verwendete Hardware und die eventuell benötigten Tools. Er stellt Aufgaben, bei denen der Leser seine eigene Kreativität einbringt und den Arduino-Sketch selbst schreibt. Falls man einmal keine vernünftige Idee hat und nicht weiterkommt, gibt es natürlich zu jedem Projekt und zu jeder Aufgabe einen Lösungsvorschlag mit zugehöriger Software, der im Buch ausführlich kommentiert und erklärt wird. Sie erfahren mit diesem Praxiskurs mehr über das Innenleben des Arduino Nano und des darauf befindlichen Mikrocontrollers. Sie lernen Hardware-Module kennen, mit denen Sie neue interessante Projekte realisieren werden. Sie beschäftigen sich mit Softwareverfahren wie z. B. "Zustandsmaschinen", durch deren Anwendung sich Aufgabenstellungen oft einfacher und übersichtlicher lösen lassen. Die zahlreichen praktischen Projekt- und Übungs-Sketche realisieren wir wieder auf dem vom "Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger" bekannten MCCAB Trainingsboard, das die gesamte Hardware-Peripherie und die Bedienungselemente enthält, die wir für die Ein-/Ausgabe-Operationen unserer Sketche benötigen. Leser, die das MCCAB Trainingsboard noch nicht besitzen, können die benötigte Hardware separat erwerben, oder alternativ auch auf einem Breadboard aufbauen.

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Mit diesem Buch erweitert der Leser seine Mikrocontroller-Kenntnisse auf Grund eigener Erfahrungen und Erfolgserlebnisse und wird dazu noch ganz nebenbei in die Welt des Arduino und seiner Entwicklungsumgebung eingeführt. Am Ende dieses vergnüglichen und fast spielerischen Lehrgangs stellen Begriffe wie I/O, Speicherplatz, Interrupts, Kommunikationsstandards, A/D-Konverter (und vieles mehr) keine Geheimnisse mehr dar und der Leser ist in der Lage, auch andere Mikrocontroller zu programmieren. Mit anderen Worten: ein erstes Mikrocontroller-Buch mit Happy End. Dieses Buch ist für Sie geeignet, wenn Sie Anfänger auf dem Gebiet der Mikrocontroller sind, als Arduino-User bzw. -Enthusiast Ihre Kenntnisse vertiefen möchten, Elektronik studieren oder als Lehrer inspiriert werden möchten. Neues Konzept: Dieses Buch überrascht mit einem völlig neuen Konzept an Schaltungsbeispielen: Mit speziellen Arduino-Anwendungen vertreiben Sie störende Freunde und Familienmitglieder sicher und zuverlässig aus Ihrer Umgebung und machen so Schluss mit lästigen gesellschaftlichen Verpflichtungen, so dass Sie in Zukunft Ihre komplette Freizeit nur noch der Programmierung von Mikrocontrollern widmen können. Originelle Anwendungsbeispiele Geringe Hardware-Kosten Freie und offene Software (Open Source)

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Réalisez vos propres projets avec la carte d'apprentissage Elektor Arduino Nano MCCAB Le microcontrôleur est probablement le sous-domaine le plus fascinant de l'électronique. Grâce à la multitude de fonctions qu'il combine sur sa puce, il constitue un outil universel permettant aux développeurs de réaliser leurs projets. Pratiquement tous les appareils d'usage quotidien sont aujourd'hui dotés d'un microcontrôleur. Cependant, pour un débutant en électronique, réaliser ses propres idées avec un microcontrôleur est resté jusqu'à présent une chimère en raison de sa complexité. Le concept Arduino a largement simplifié l'utilisation des microcontrôleurs, de sorte que même les débutant peuvent désormais réaliser leurs propres idées électroniques avec un microcontrôleur. Livre et matériel dans un pack : apprendre par la pratique Ce livre, qui est inclus dans le pack, montre comment vous pouvez réaliser vos propres projets avec un microcontrôleur, même sans grande expérience en électronique et en langages de programmation. Il s'agit d'un cours pratique sur les microcontrôleurs pour débutants, car après un aperçu des éléments internes du microcontrôleur et une introduction au langage de programmation C, le cours se concentre sur les exercices pratiques. Le lecteur acquiert les connaissances nécessaires en apprenant par la pratique : dans la vaste section pratique comprenant 12 projets et 46 exercices, ce qui est appris dans la première partie du livre est étayé par de nombreux exemples. Les exercices sont structurés de telle sorte que l'utilisateur se voit confier une tâche à résoudre en utilisant les connaissances acquises dans la partie théorique du livre. Chaque exercice est suivi d'un exemple de solution qui est expliqué et commenté en détail, ce qui aide l'utilisateur à résoudre les problèmes et à les comparer avec sa propre solution. Arduino IDE L'Arduino IDE est un environnement de développement logiciel qui peut être téléchargé gratuitement sur votre PC et qui contient l'ensemble des logiciels nécessaires à la réalisation de vos propres projets de microcontrôleurs. Vous écrivez vos programmes (sketch) avec l'éditeur de l'IDE dans le langage de programmation C. Vous les traduisez en bits et octets que le microcontrôleur comprend à l'aide du compilateur intégré à l'IDE Arduino, puis vous les chargez dans la mémoire du microcontrôleur sur la carte d'apprentissage Elektor Arduino MCCAB Nano à l'aide d'un câble USB. Interroger ou contrôler des capteurs, des moteurs ou des ensembles externes Outre un module microcontrôleur Arduino Nano, la carte d'apprentissage Elektor Arduino Nano MCCAB contient tous les composants nécessaires aux exercices, tels que des diodes électroluminescentes, des interrupteurs, des boutons-poussoirs, des émetteurs de signaux acoustiques, etc. Ce système de formation à microcontrôleur permet également d'interroger ou de commander des capteurs, des moteurs ou des assemblages externes. Spécifications (Carte de formation Arduino Nano MCCAB) Alimentation électrique Via la connexion USB du PC connecté ou un bloc d'alimentation externe (non inclus) Tension de fonctionnement +5 Vcc Tension d'entrée Toutes les entrées 0 V to +5 V VX1 and VX2 +8 V to +12 V (uniquement en cas d'utilisation d'une alimentation externe) Périphérie du matériel LCD 2x16 caractères Potentiomètre P1 & P2 JP3 : sélection de la tension de fonctionnement de P1 et P2 Distributeur SV4 : Distributeur pour les tensions de fonctionnementSV5, SV6 : Distributeur pour les entrées/sorties du microcontrôleur Interrupteurs et boutons Bouton RESET sur le module Arduino Nano 6x interrupteurs à bouton poussoir K1 ... K6 6x interrupteurs à glissière S1 ... S6 JP2 : Connexion des interrupteurs avec les entrées du microcontrôleur Buzzer Buzzer piézo Buzzer1 avec cavalier sur JP6 Voyants lumineux 11 x LED : Indicateur d'état des entrées/sorties LED L sur le module Arduino Nano, connectée au GPIO D13 JP6 : Connexion des LED LD10 ... LD20 avec les GPIO D2 ... D12 Interfaces sérieSPI ET I²C JP4 : Sélection du signal à la broche X du connecteur SPI SV12 SV9 à SV12 : interface SPI (3,3 V/5 V) ou interface I²C Sortie de commutation pour les appareils externes SV1, SV7 : sortie de commutation (maximum +24 V/160 mA, alimentation externe) SV2 : 2x13 connecteurs pour la connexion de modules externes Matrice de 3x3 LED(9 LED rouges) SV3 : Colonnes de la matrice LED 3x3 (sorties D6 ... D8) JP1 : Connexion des lignes avec les GPIOs D3 ... D5 Logiciel Bibliothèque MCCABLib Contrôle des composants matériels (interrupteurs, boutons, DEL, matrice de DEL 3x3, buzzer) sur la carte de formation MCCAB. Température de fonctionnement Jusqu'à +40 °C Dimensions 100 x 100 x 20 mm Spécifications (Arduino Nano) Microcontrôleur ATmega328P Architecture AVR Tension de fonctionnement 5 V Mémoire flash 32 Ko, dont 2 Ko utilisés par le chargeur de démarrage SRAM 2 KB Vitesse d'horloge 16 MHz Connecteurs d'entrée analogique 8 EEPROM 1 KB Courant continu par connecteur d'E/S 40 mA sur un connecteur d'E/S, maximum total de 200 mA sur l'ensemble des connecteurs Tension d'entrée 7-12 V Connecteurs E/S numériques 22 (dont 6 PWM) Sortie PWMt 6 Consommation électrique 19 mA Dimensions 18 x 45 mm Poids 7 g Inclus Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board Arduino Nano Livre : Microcontrollers Hands-on Course for Arduino Starters

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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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Mikrocontroller haben sich in den letzten Jahren in praktisch allen Bereichen der modernen Technik etabliert. In zunehmendem Maße dringen sie auch in die Gebiete der Künstlichen Intelligenz und der Robotertechnik vor. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende Einführung in die Welt der Controller-Technik mit all ihren Facetten, von der einfachen Steuerung über die Sensor-Technik bis hin zur Datenübertragung in das Internet. Als Basis dafür dient das von Elektor entwickelte AVR-Playground-Board. Das Board kann mit Controllern der ATmega-Familie bestückt werden und ist mit dem bekannten Arduino-System kompatibel, so dass auch die verschiedenen Arduino-Hardware-Erweiterungen verwendet werden können. Für die Programmierung kommt die Sprache „C“ zum Einsatz. Auch hier wird im Buch auf das Arduino-System zurückgegriffen. Die frei verfügbare Arduino-Entwicklungsumgebung erlaubt den leichten Einstieg, ohne dass später Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Die Hardware-nahe Programmierung steht dabei besonders im Fokus. Nach der Erläuterung von grundlegenden Anwendungen wird auf die anspruchsvolleren Themen wie Interrupts, Timer und Counter, Pulsweitenmodulation und Analog-Digital-Wandlung eingegangen. Praktische Anwendungen können sowohl mit einem Arduino als auch mit dem AVR-Playground-Board durchgeführt werden. Da das AVR-Playground-Board bereits über eine Vielzahl von Peripherie-Einheiten verfügt, sind nur noch wenige externe Bauteile erforderlich. Das Board kann im Elektor-Shop hier bezogen werden.

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Third, extended and revised edition with AVR Playground and Elektor Uno R4 Arduino boards have become hugely successful. They are simple to use and inexpensive. This book will not only familiarize you with the world of Arduino but it will also teach you how to program microcontrollers in general. In this book theory is put into practice on an Arduino board using the Arduino programming environment. Some hardware is developed too: a multi-purpose shield to build some of the experiments from the first 10 chapters on; the AVR Playground, a real Arduino-based microcontroller development board for comfortable application development, and the Elektor Uno R4, an Arduino Uno R3 on steroids. The author, an Elektor Expert, provides the reader with the basic theoretical knowledge necessary to program any microcontroller: inputs and outputs (analog and digital), interrupts, communication busses (RS-232, SPI, I²C, 1-wire, SMBus, etc.), timers, and much more. The programs and sketches presented in the book show how to use various common electronic components: matrix keyboards, displays (LED, alphanumeric and graphic color LCD), motors, sensors (temperature, pressure, humidity, sound, light, and infrared), rotary encoders, piezo buzzers, pushbuttons, relays, etc. This book will be your first book about microcontrollers with a happy ending! This book is for you if you are a beginner in microcontrollers, an Arduino user (hobbyist, tinkerer, artist, etc.) wishing to deepen your knowledge,an Electronics Graduate under Undergraduate student or a teacher looking for ideas. Thanks to Arduino the implementation of the presented concepts is simple and fun. Some of the proposed projects are very original: Money Game Misophone (a musical fork) Car GPS Scrambler Weather Station DCF77 Decoder Illegal Time Transmitter Infrared Remote Manipulator Annoying Sound Generator Italian Horn Alarm Overheating Detector PID Controller Data Logger SVG File Oscilloscope 6-Channel Voltmeter All projects and code examples in this book have been tried and tested on an Arduino Uno board. They should also work with the Arduino Mega and every other compatible board that exposes the Arduino shield extension connectors. Please note For this book, the author has designed a versatile printed circuit board that can be stacked on an Arduino board. The assembly can be used not only to try out many of the projects presented in this book but also allows for new exercises that in turn provide the opportunity to discover new techniques. Also available is a kit of parts including the PCB and all components. With this kit you can build most of the circuits described in the book and more. Datasheets Active Components Used (.PDF file): ATmega328 (Arduino Uno) ATmega2560 (Arduino Mega 2560) BC547 (bipolar transistor, chapters 7, 8, 9) BD139 (bipolar power transistor, chapter 10) BS170 (N-MOS transistor, chapter 8) DCF77 (receiver module, chapter 9) DS18B20 (temperature sensor, chapter 10) DS18S20 (temperature sensor, chapter 10) HP03S (pressure sensor, chapter 8) IRF630 (N-MOS power transistor, chapter 7) IRF9630 (P-MOS power transistor, chapter 7) LMC6464 (quad op-amp, chapter 7) MLX90614 (infrared sensor, chapter 10) SHT11 (humidity sensor, chapter 8) TS922 (dual op-amp, chapter 9) TSOP34836 (infrared receiver, chapter 9) TSOP1736 (infrared receiver, chapter 9) MPX4115 (analogue pressure sensor, chapter 11) MCCOG21605B6W-SPTLYI (I²C LCD, chapter 12) SST25VF016B (SPI EEPROM, chapter 13) About the author Clemens Valens, born in the Netherlands, lives in France since 1997. Manager at Elektor Labs and Webmaster of ElektorLabs, in love with electronics, he develops microcontroller systems for fun, and sometimes for his employer too. Polyglot—he is fluent in C, C++, PASCAL, BASIC and several assembler dialects—Clemens spends most of his time on his computer while his wife, their two children and two cats try to attract his attention (only the cats succeed). Visit the author’s website: www.polyvalens.com.Authentic testimony of Hervé M., one of the first readers of the book:'I almost cried with joy when this book made me understand things in only three sentences that seemed previously completely impenetrable.'

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PIC und AVR verstehen In diesem Buch werden wir uns ausschließlich mit 8-Bit-Mikrocontrollern beschäftigen, und zwar mit Mikrocontrollern der 8-Bit-PIC- und der 8-Bit-AVR-Mikrocontroller-Linien. Bei der PIC-Familie handelt es sich dabei um PIC10, PIC12, PIC16 und PIC18; bei der AVR-Familie um ATtiny, ATmega und ATxmega. Die vorgestellten 8-Bit-Chips sind für sehr viele Anwendungen vollkommen ausreichend und preislich auch attraktiv. Durch die Lektüre des Buches erhalten Sie ein fundiertes Wissen über die genannten 8-Bit-Mikrocontroller, über ihre Architektur, ihre Pinbelegungen und über ihre Programmierung. Weil wir uns in diesem Buch mit den Grundlagen der Architektur der PICs und AVRs vertraut machen möchten, werden wir auch für alle PIC- und AVR-Anwendungen Assembler einsetzen, denn die Assembler-Sprache erlaubt es, die Technik im Detail kennenzulernen. Wenn man wirklich wissen möchte, was sich im Mikrocontroller abspielt, greift man zu Assembler. Damit hat man die beste Gelegenheit, sehr nah an den Kern zu kommen. Und wenn man schon einen Mikrocontroller-Typ kennengelernt und verstanden hat, ist es bei dem nächsten deutlich einfacher, auch wenn er von einem anderen Hersteller kommt. Bei anderen Programmiersprachen bleibt die Technik immer ziemlich tief versteckt. Die Assembler-Beispiele sind so einfach gestaltet, dass sie jeder mit den im Buch aufgezeigten Programmiertechniken erstellen kann. Weil es sich um einfache Beispiele handelt, werden wir sie alle auf einer universellen Lochrasterplatine realisieren. Manche sind auch auf einem Experimentier-Breadboard umsetzbar.

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Programmierung in Assembler und C am Beispiel der ATtiny-Familie Dieses Buch bietet einen eingehenden Blick auf die 8-Bit-AVR-Architektur in ATtiny- und ATmega-Mikrocontrollern, hauptsächlich aus der Sicht der Software und der Programmierung. Erforschen Sie die AVR-Architektur unter Verwendung von C und Assembler in Microchip Studio (früher Atmel Studio) mit ATtiny-Mikrocontrollern. Lernen Sie die Details der internen Funktionsweise von AVR-Mikrocontrollern kennen, einschließlich der internen Register und des Speicherplans von ATtiny-Bausteinen. Programmieren Sie ATtiny-Mikrocontroller mit einem Atmel-ICE-Programmiergerät/Debugger oder verwenden Sie ein preiswertes Hobby-Programmiergerät oder sogar einen Arduino Uno als Programmiergerät. Die meisten Code-Beispiele können mit dem Microchip Studio AVR-Simulator ausgeführt werden. Lernen Sie, Programme für ATtiny-Mikrocontroller in Assembler zu schreiben. Erfahren Sie, wie Assemblersprache in Maschinencodebefehle umgewandelt wird. Finden Sie heraus, wie Programme, die in der Programmiersprache C geschrieben wurden, in Assemblersprache und schließlich in Maschinencode umgewandelt werden. Verwenden Sie den Microchip Studio Debugger in Kombination mit einem Hardware-USB-Programmierer/Debugger, um Assembler- und C-Programme zu testen oder verwenden Sie den Microchip Studio AVR-Simulator. ATtiny-Mikrocontroller im DIP-Gehäuse werden verwendet, um eine einfache Nutzung auf Breadboards zu ermöglichen. Erfahren Sie mehr über Timing und Taktimpuls in AVR-Mikrocontrollern mit ATtiny-Bausteinen. Werden Sie zu einem AVR-Experten mit fortgeschrittenen Debugging- und Programmierfähigkeiten.

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Learning Embedded Systems with STM32 Nucleo Boards Embedded programming has become more accessible than ever before. Development boards are inexpensive, software tools are easy to install, and the Arduino IDE provides a familiar environment for creating embedded applications. Combined with the STM32 Nucleo family of development boards, it offers an excellent platform for learning how modern microcontrollers interact with the physical world. This book introduces embedded programming using the Arduino environment on STM32 Nucleo boards. You will learn how a microcontroller continuously reads inputs, processes information, and controls outputs in a predictable real-time loop. Through practical examples, you will discover how to control LEDs, read switches and sensors, generate PWM signals, drive motors, and exchange data with other devices, all while becoming familiar with the capabilities of STM32 microcontrollers. Although the STM32 family includes devices with different performance levels, memory sizes, and peripheral sets, they all share the same architectural concepts. Digital and analog I/O, timers, interrupts, PWM, communication interfaces, and low-power operation are fundamental features found throughout the STM32 ecosystem. Understanding these building blocks will enable you to work confidently with a wide range of STM32 devices, from entry-level microcontrollers to more advanced applications. By focusing on practical programming techniques rather than hardware complexity, this book develops skills that remain useful well beyond the examples presented. Whether you are taking your first steps in embedded systems or expanding your experience with STM32 microcontrollers, you will gain a solid understanding of both the Arduino development environment and the principles that underpin embedded software design.

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