From Simple Ciphers to Secure Systems
Understanding how to apply cryptography on modern microcontrollers is essential for building secure, reliable, and trustworthy systems. This book explains cryptography in the context of embedded hardware, from classical ciphers that illustrate core principles to modern techniques such as AES for practical high-security applications.
By combining mathematical theory with real-world microcontroller implementations, readers learn not only how cryptography works, but also how to implement it effectively on systems with limited processing power and memory. The book is intended for students starting out in cryptography, hobbyists securing personal projects, and engineers looking for a structured guide to embedded security.
The book covers these key topics in applied cryptography:
Classical ciphers on Arduino Uno and Raspberry Pi Pico, with full programs: Spartan Scytale, Hebrew Atbash, Caesar, ROT13, Alberti Disk, Vigenère, Affine, Polybius, Playfair, Beaufort, Ottoman Codebook, and One-Time Pad.
Hacking classical ciphers using microcontrollers, with examples.
Pseudo-random (PRNG) and true random number generation (TRNG) on microcontrollers.
Symmetric-key cryptography with full programs: DES and AES-128/256.
Memory and speed constraints of cryptography on microcontrollers.
Asymmetric cryptography: public/private keys, digital signatures, key distribution and derivation (KDF), RSA, and SHA-256 implementations.
A complete secure communication program using RSA and AES-256.
A glossary of commonly used cryptography terms.
Build your textbook weather station or conduct environmental research together with the whole world. With many practical projects for Arduino, Raspberry Pi, NodeMCU, ESP32, and other development boards.
Weather stations have enjoyed great popularity for decades. Every current and even every long discontinued electronics magazine has regularly featured articles on building your own weather station. Over the years, they have become increasingly sophisticated and can now be fully integrated into an automated home — although this often requires loyalty to an (expensive) brand manufacturer across all components.
With your own weather and environmental data, you can keep up and measure things that no commercial station can. It’s also fun: expand your knowledge of electronics, current microcontroller development boards and programming languages in a fun and meaningful way. For less than 10 euros you can get started and record your first environmental data — with time and growing interest, you will continue to expand your system.
In this Edition
Which Microcontroller Fits My Project?
The Right Development Environment
Tracking Wind and Weather
Weather Display with OpenWeatherMap and Vacuum Fluorescent Display
Volatile Organic Compounds in the Air We Breathe
Working with MQ Sensors: Measuring Carbon Monoxide — Odorless but Toxic
CO2 Traffic Light with ThingSpeak IoT Connection
An Automatic Plant Watering System
Good Indoor Climate: Temperature and Humidity are Important criteria
Classy Thermometer with Vintage Tube Technology
Nostalgic Weather House for the Whole Family
Measuring Air Pressure and Temperature Accurately
Sunburn Warning Device
DIY Sensor for Sunshine Duration
Simple Smartphone Says: Fog or Clear View?
Identifying Earthquakes
Liquid Level Measurement for Vessels and Reservoirs
Water pH Value Measurement
Detecting Radioactive Radiation
GPS: Sensor Location Service Across the Globe
Saving and Timestamping Log Files on SD Cards
LoRaWAN, The Things Network, and ThingSpeak
Operating a LoRaWAN Gateway for TTN
Defying "Wind and Weather"
Mega Display with Weather Forecasz
MOTOREN AANSTUREN MET H-BRUGGENeen inleiding tot gelijkstroom-, stappen- en borstelloze motoren
HET ELEKTOR LAB-TEAMonze aanpak, onze tools – en meer...
RASPBERRY PI ALS KVM-AFSTANDSBEDIENINGsoftwaretest Pi-KVM
IQAUDIO CODEC ZEROgeluidskaart voor de Raspberry Pi-familie
WAT WE KUNNEN LEREN VAN HET PIKVM-PROJECTeen vraaggesprek met Maxim Devaev
AUTONOOM RIJDEN MET 2D-LIDARESP32 Pico interpreteert gegevens van de lidar-module DE RASPBERRY PI ZERO 2 W GAAT QUAD-CORE NOTITIES BIJ VAN HET WORLD ETHICAL ELECTRONICS FORUM 2021
MOTORBESTURINGhoe de complexiteit van motorbesturing wordt gereduceerd
GROTE ELEKTROMOTORENbasisprincipes en nuttige informatie AAN DE SLAG MET DE ESP32-C3 RISC-V MCU
BESCHERM UZELF EN ANDEREN!DHZ-hoofdschakelaar voor uw werkbank
GUI'S MAKEN MET PYTHON (DEEL 2)Spionnennaamkiezer
PRODUCTRONICA FAST FORWARD 2021: DE WINNAARSspannende technologieën en creatieve engineeringoplossingen
VEELZIJDIGE SERVOTESTERcontroleer het gedrag, ook zonder datasheet
MODBUS VIA WLANdeel 2: software voor de Modbus TCP WLAN-module
KENNISMAKING MET NEURONEN IN NEURALE NETWERKENdeel 3: neuronen in de praktijk
IN EEN OPEN SOURCE-PROCESSORvoorbeeldhoofdstuk: vergelijking van Lattice- en Xilinx-FPGA’s
ALLE BEGIN......is nog niet klaar met de spoel
PROJECT 2.0correcties, updates en brieven van lezers
KLEUR NAAR GELUIDeen kleursensor via I2C uitlezen
BATTLAB-ONEmeet en optimaliseer de gebruiksduur van IoT-accu’s
EENVOUDIGE AARDLEKTESTERisolatietest voor lichtnetinstallaties
ARMOEDE EN ELEKTRONICAhet streven naar duurzame ontwikkeling
HEXADOKUpuzzelen voor elektronici
Ce cours complet de programmation du microcontrôleur ESP32 comprend un manuel, un kit de composants, des projets pratiques ainsi qu’un cours en ligne complet avec simulations. Il est idéal pour apprendre pas à pas la programmation des systèmes embarqués avec MicroPython grâce à une approche pratique.
Une introduction pratique aux systèmes embarqués avec l’ESP32
Ce cours s’adresse aux débutants en systèmes embarqués recherchant une approche structurée et basée sur des exemples.
Un kit de composants comprenant des LED et des résistances, des interrupteurs, des capteurs et actionneurs, des afficheurs, une breadboard et des fils est inclus. Ceux-ci sont utilisés dans le cours pour illustrer des applications concrètes.
Aucune expérience préalable avec Arduino ou le développement embarqué n’est requise. Chaque section propose des exemples pratiques et des mini-projets conçus pour renforcer les concepts clés et encourager l’exploration. À la fin du cours, vous serez capable non seulement de reproduire les exemples, mais aussi de développer vos propres idées et applications.
Que allez-vous apprendre ?
Programmation de microcontrôleurs en MicroPython avec l'ESP32 via l'IDE Thonny
Utilisation des entrées/sorties numériques, lecture de boutons et encodeurs, commande de LED et relais
Lecture des entrées analogiques, tensions et capteurs analogiques
Génération de signaux analogiques et PWM
Utilisation des communications série comme UART, I²C et SPI pour piloter des afficheurs et lire des capteurs numériques et cartes SD
Gestion du temps
Utilisation des interruptions
Entrées capteurs en temps réel et contrôle via boutons, LED et afficheurs
Commande d’actionneurs comme relais et servomoteurs
À qui s’adresse ce cours ?
Étudiants et autodidactes explorant les systèmes embarqués
Makers et passionnés d’IoT souhaitant améliorer leurs compétences en hardware
Formateurs et enseignants à la recherche de matériel pédagogique prêt à l’emploi
Contenu de la boîte
Accès au cours complet sur la plateforme Elektor Academy Pro
Carte microcontrôleur ESP32 + câble USB
Livre : Programming Microcontrollers in MicroPython
Fichiers de projet téléchargeables pour chaque module
Boîte de composants :
2× LED, rouge, 5 mm
LED, verte, 5 mm
3× résistance, 470 Ω, 0,25 W
LDR
Potentiomètre, 10 kΩ, linéaire
Bouton-poussoir
Module encodeur rotatif
Module relais
Capteur DHT22 (température & humidité)
Afficheur 7 segments 4 digits compatible TM1637
MPU-6050 IMU avec connecteurs
Afficheur OLED I²C compatible SSD1306
Adaptateur carte micro SD avec connecteur
Buzzer
Micro servo SG90
Écran TFT SPI 240×320 compatible ILI9341
20× fils jumper
Breadboard
Tous les cours de programmation (et différences de contenu)
Cours
Arduino
Raspberry Pi Pico with Arduino C/C++
ESP32 with Arduino C/C++
Raspberry Pi Pico with MicroPython
ESP32 with MicroPython
Cours en ligne
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
Carte
Uno R3
Raspberry Pi Pico
ESP32
Raspberry Pi Pico
ESP32
Livre
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
Boîte de composants (40 pièces)
Boîte de composants (40 pièces)
Boîte de composants (40 pièces)
Boîte de composants (40 pièces)
Boîte de composants (40 pièces)
Le téléchargement intégral de ce numéro est disponible pour nos membres GOLD et GREEN sur le site Elektor Magazine !
Pas encore membre ? Cliquez ici.
CaptureCountdétecteur et compteur d'objets basé sur le Raspberry Pi 5
référence de tension avec Arduino Pro Minilinéariser et calibrer les entrées analogiques
FPGA pour les débutantsThe Path From MCU to FPGA Programming
mise à jour : STM32 Wireless Innovation Design Contest 2024
Bluetooth LE avec MAUIControl Apps for Android & Co.
carte d'extension de portsaugmentez le nombre d'E/S de votre carte de développement
carte spéciale IAapprentissage automatique avec le Jetson Nano
2024 : l'Odyssée de l'IApremiers essais avec TensorFlow
262 144 façons de jouer au Jeu de la Vieun projet de lecteur en bref
sur le vifle souffle du dragon sur mon cou
faites tourner votre moteur CCSample Projects from the Elektor Motor Control Development Bundle
Adaptateur ESP32-RS-232A Wireless Link for Classic Test Equipment
démarrer en électronique…en savoir plus sur les ampli-op
bibliothèques ESP recommandées
composants piézoélectriques
compteur d'objets intelligentreconnaissance d'images simplifiée avec Edge Impulse
des solutions à vos problèmes de développement de systèmes embarqués les plus délicats
Terminal ESP32un appareil portable avec un écran tactile
commencer avec le RTOS Zephyraussi puissant que difficile à maîtriser
Award-Winning EthicsDialogue avec Alexander Gerfer, Directeur Technique chez Würth Elektronik eiSos sur la promotion du comportement respectueux et innovant
projet 2.0corrections, mises à jour et courrier des lecteurs
Elektor GREEN en GOLD leden kunnen deze uitgave hier downloaden.
Nog geen lid? Klik hier om een lidmaatschap af te sluiten.
PIO programmeren op de Raspberry Pi PicoNegen instructies, veel mogelijkheden
AI buiten de browser brengenAI-CLI's gebruiken voor het coderen, compileren en valideren van embedded projecten
De Scrutiny DebuggerDebuggen, visualiseren en testen van code in Embedded C/C++
Sigfox breakout board (1)Een zelfgebouwde radio BoB
Low-Noise voeding (2)Constructie, montage en praktische implementatie
Eenvoudige signaalgenerator met de RP2040Analoge en digitale signalen voor ongeveer €10
De toekomst van slimme huizen verkennen met Matter en Edge AIBieden de nieuwste updates van Matter en de opkomst van Edge AI technici eindelijk de tools om de intelligente, slimme huizen te bouwen die gebruikers zijn beloofd?
Differentiële druksensorenVoorspellend onderhoud in HVAC-systemen
Security by designTechnische basisprincipes beperken storingen
Embedded security is niet langer optioneel
CRA en PQC herzien prioriteiten voor embedded securityWaarom zelfs kleine IoT- en industriële bedrijven een upgradeplan nodig hebben
embedded world 2026Een interview met Benedikt Weyerer, Executive Director embedded world
Praktijkervaring met I3CGebruik van hardware van ST en Microchip
Het BLEnky-projectSnelle prototyping voor Bluetooth Low Energy toepassingen
Pulsbreedtemodulatievan een eenvoudige aan/uit-thermostaat naar een rimpelloos DC-signaal
AudiotronicaOorstrelende elektronica voor zelfbouw
Uit het leven gegrepenRead the f...ing manual!
ESP32 audio transceiver board (Deel 4)Afstemmen van de kloksignalen en een bekabelde versie
2026: An AI OdysseyDe kater van Vibe-Coding in 2025
Symmetrische DC-belastingStatische of dynamische en symmetrische gelijkstroombelasting
Gezichten tellen met MaixCAMEen eenvoudige methode om de omvang van het publiek vast te leggen
Preiswerter Audio-MessplatzMit PC-Software und USB-Audio-Interface
Netzspannungs-FrequenzmessgerätNetzfrequenz und -spannung überwachen
Kleines InduktivitätsmessgerätEine erschwingliche Lösung für Ihr Heimlabor
Reiten auf der SchallwelleEin Blick auf das Makerfabs Acoustic Levitation Kit
Aller Anfang...muss nicht schwer sein: Dioden als Gleichrichter
E-FFWD: Der Blick wieder nach vorn gerichtet!
Erste Schritte mit dem OszilloskopFinden Sie den Weg durch den Knopf-und-Tasten-Dschungel
Raspberry Pi Pico als Software Defined RadioFür das MSF-Zeitsignal
Feuchtigkeitssensoren für GießanlagenAutomatische Bewässerung
Umbruch in der Mess- und PrüftechnikInnovationen kleinerer Akteure
Infografik 7-8/2022
Inspiration: Was wirklich wichtig istInterview mit dem Unternehmer Walter Arkesteijn von InnoFaith Beauty Sciences
EMV-Störungen durch Speicherdrosseln minimieren
Grafische Benutzeroberflächen mit Python:Tic-Tac-Toe
Reed-RelaisBemerkenswerte Bauteile
Einfaches analoges ESR-Messgerätmit Drehspulinstrument-Genauigkeit
CO2-Ampel mit Sigfox-InterfaceVom WLAN unabhängig!
Frauen in der Technik„Es geht nur so lange um Leistung, bis diese Leistung Titten hat.“
Low-Budget Tablet-Oszilloskop ADS1013DGutes Preis-/Leistungsverhältnis?
Aufgeschraubt und reingeschaut: Wireless Smart PlugsSmarte Funksteckdosen mit ESP8266 & Co.
Hautwiderstand und HautkapazitätKleine Experimente mit der menschlichen Hülle
Aus dem Leben gegriffenDer Prophet gilt nichts im Vaterland
Messgerät Pokit – die eierlegende Wollmilchsau?Klein und mit vielen Messmöglichkeiten
HexadokuSudoku für Elektroniker
Open-Source-Code mit Arduino IDE und PlatformIO
Autonomes Fahren: GPS, Accelerometer, Gyroskop
PS3-Controller
Mikrocontroller wie der Arduino und Einplatinenrechner wie der Raspberry Pi haben sich zu beliebten Komponenten entwickelt. Dritter im Bunde ist der ESP32 der Firma Espressif. Mikrocontroller dieser Baureihe zeichnen sich durch eine Vielzahl implementierter Funktionen aus, die bei einem Arduino konventioneller Prägung mit einem Atmel-AVR-Mikrocontroller erst mit weiterer Hardware möglich sind. Prominentes Beispiel sind hier die WiFi- und Bluetooth-Funktionalitäten. Gegenüber einem Raspberry Pi zeichnen sie sich durch einen deutlich geringeren Preis aus.
Allgemeine Informationen für die Realisierung eines Roboterauto-Projekts mit dem ESP32 sind leicht zu finden. Dabei handelt es sich aber oft nur um Ausführungen zu einem Teilaspekt, ohne inhaltliche oder funktionale Abstimmung. So ist nicht nur die Beschaffung der benötigten Informationen mühselig und zeitaufwändig, sie kann auch außerordentlich fehlerträchtig sein.
Ansatzpunkt dieses Buches ist, diese Lücke zu schließen. Es geht auf verschiedene Möglichkeiten eines Chassis ein, vermittelt nötige Kenntnisse und führt schrittweise von einer einfachen Motorsteuerung zu einem komplexen sensor- und sprachgesteuerten Roboterauto. Hacks rund um GPS und eine PlayStation 3 runden die Sache ab.
Inhalt
Bei der Reihenfolge der Kapitel wurde versucht – beginnend bei der Darstellung von grundlegenden Informationen – über die Lösung einfacher Aufgaben zu etwas anspruchsvolleren Techniken zu führen.
Der Mikrocontroller ESP32
Die Software erstellen
Die Stromversorgung
Rund um die Hardware
Das Chassis
Der Gleichstrommotor
Kabellose Steuerung über WiFi
Mit Sensoren Hindernisse erkennen
Eine eigene Roboterauto-App
Servo und Lichtsensor
GPS
Accelerometer / Gyroskop
PS3-Controller
Roboterauto-App
Hinweis zur Software
Die Dateien haben das Suffix (.cpp). Grund ist die Entwicklung mit PlatformIO. Mit Copy & Paste sollten sie auch in der Arduino-IDE verwendet werden können.
Practical Applications and Project with Arduino, ESP32, and RP2040
Immerse yourself in the fascinating world of control engineering with Arduino and ESP32! This book offers you a practical introduction to classic and modern control methods, including PID controllers, fuzzy logic, and sliding-mode controllers.
In the first part, you will learn the basics of the popular Arduino controllers, such as the Arduino Uno and the ESP32, as well as the integration of sensors for temperature and pH measurement (NTC, PT100, PT1000, and pH sensor).
You will learn how to use these sensors in various projects and how to visualize data on a Nextion TFT display. The course continues with an introduction to actuators such as MOSFET switches, H-bridges, and solid-state relays, which are used to control motors and actuators. You will learn to analyze and model controlled systems, including PT1 and PT2 control.
The book focuses on the implementation of fuzzy and PID controllers for controlling temperature and DC motors. Both the Arduino Uno and the ESP32 are used. The sliding-mode controller is also introduced.
In the second-to-last chapter, you will explore the basics of neural networks and learn how machine learning can be used on an Arduino. In the last chapter, there is a practical example of a fuzzy controller for feeding electricity into the household grid.
This book is the perfect choice for engineers, students, and electronics engineers who want to expand their projects with innovative control techniques.
Build Your Own RISC-V ControllerFirst Steps with the NEORV32 RISC-V Softcore for Low-Cost FPGAs
How to Use Arduino’s Serial PlotterPlotting Graphs With Arduino Is Easy
CLUE from AdafruitA Smart Solution for IoT Projects
Buffer Board for the Raspberry Pi 400Protect the I/Os Raspberry Pi RP2040 Boards Aplenty
A Handbook on DIY Electronic Security and EspionageSRAM Heated or Deep-Frozen
Component IdentificationTips & Tricks, Best Practices and Other Useful Information DIY Touchless Light Switch
Starting out in ElectronicsMatching and Transforming
What’s New in Embedded Development?Rust and Keeping IoT Deployments Updated Infographics How the Industrial and Automotive Sectors Will Benefit from 5G
Moving Coil RelaysPeculiar Parts, the series
HomeLab ToursEverything Revolves Around the Tools...
Understanding the Neurons in Neural Networks (Part 4)Embedded Neurons
Magnetic Levitation the Very Easy WayThe Third and Most Compact Version
PLC Programming with the Raspberry Pi and the OpenPLC ProjectVisualization of PLC Programs with AdvancedHMI
From Life's ExperiencePack Up and Leave
Under Your RadarMicrocontrollers You Should Know About
Monitor and Debug Over the AirA Solution for Arduino, ESP32 and Co.
Portable Temperature- and Humidity-Measuring DeviceUsing Ready-Made Modules
Lithium Battery Pack RepairSave Money + More Power!
GUIs with PythonMeme-Generator
Three Questions to Build OnWhy, What, and Who?
HexadokuThe Original Elektorized Sudoku
Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit!
Sie sind noch kein Mitglied? Hier klicken!
CaptureCountEin Objektdetektor und -zähler auf dem Raspberry Pi 5
Spannungsreferenz mit Arduino Pro MiniLinearisieren und kalibrieren Sie analoge Eingänge
FPGAs für EinsteigerDer Weg vom Mikrocontroller zur FPGA-Programmierung
Update: STM32 Wireless Innovation Design Contest 2024
Bluetooth LE mit MAUISteuer-Apps für Android und Co.
Breakout-Board für Port-ErweiterungMehr I/Os für Ihr Entwicklungssystem
AI-SpezialistMachine Learning mit dem Jetson Nano
2024: Eine Odyssee in die KIErste Gehversuche mit TensorFlow
262.144 Wege, das Spiel des Lebens zu spielenEin Leserprojekt in Kürze
Aus dem Leben gegriffenDer Chinesische Drache
Bringen Sie Ihren DC-Bürstenmotor zum Laufen!Beispielprojekte aus dem Motor Control Development Bundle von Elektor
ESP32-RS232-AdapterWireless-Anbindung klassischer Messgeräte
Aller Anfang......muss nicht schwer sein: Mehr über Operationsverstärker
Empfehlungen für ESP-Bibliotheken
Piezoelektrische BauelementeBemerkenswerte Bauteile
Ein intelligenter ObjektzählerBilderkennung leicht gemacht mit Edge Impulse
Meistern Sie die kniffligsten Probleme Ihrer Embedded-Entwicklungen!
ESP32-TerminalEin Handheld-Gerät mit Touch-Display
Erste Schritte mit dem Zephyr RTOSSehr leistungsfähig, aber schwer zu beherrschen
Preisgekrönte EthikEin Gespräch mit CTO Alexander Gerfer von Würth Elektronik eiSos über die Ermöglichung von Innovation und achtsames Verhalten
Projekt 2.0Korrekturen, Updates und Leserbriefe