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Architecture, Programming and Applications The MSP430 is a popular family of microcontrollers from Texas Instruments. In this book we will work with the smallest type, which is the powerful MSP430G2553. We will look at the capabilities of this microcontroller in detail, as it is well-suited for self-made projects because it is available in a P-DIP20 package. We will take a closer look at the microcontroller and then build, step by step, some interesting applications, including a 'Hello World' blinking LED and a nice clock application, which can calculate the day of the week based on the date. You also will learn how to create code for the MSP microcontroller in assembler. In addition to that, we will work with the MSP-Arduino IDE, which makes it quite easy to create fast applications without special in-depth knowledge of the microcontrollers. All the code used in the book is available for download from the Elektor website.

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Learn to Build Intelligent Embedded Systems Build smarter embedded systems with Arduino UNO Q. This book gives you the tools, knowledge, and confidence to turn ideas into intelligent, working solutions using the Arduino UNO Q platform. Discover how to build intelligent embedded systems with the Arduino UNO Q and AI. Unlock the full potential of the Arduino UNO Q, a next-generation platform that combines the real-time power of the STM32U585 microcontroller with the flexibility of a Qualcomm Dragonwing QRB2210 microprocessor. Learn how to rapidly prototype real-world applications using the Arduino IDE for low-level embedded control and Python in Arduino App Lab for high-level development. Build confidence through hands-on projects that guide you step by step from basic board features to complete working systems. Explore ready-to-use, AI based Arduino App Lab examples and see how they can jump-start your development and reduce time to deployment. Step into the world of Edge AI with a clear, practical introduction to Edge Impulse Studio—no prior AI experience required. Follow a complete, real-world workflow to create a Keyword Spotting AI application, covering data collection, model training, optimization, and on-device inference using the Edge Impulse Studio. Bridge the gap between embedded systems and machine learning and learn how to bring intelligence directly onto your hardware. Perfect for embedded engineers, educators, students, and makers looking to stay ahead in AI-enabled product development.

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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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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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Vom Messwert zur stabilen Entscheidung Wie wird aus einem einfachen Mikrocontroller ein intelligentes System, das Sensorwerte erfasst, verarbeitet und sinnvoll darauf reagiert? Dieses Buch zeigt es Ihnen Schritt für Schritt – verständlich, praxisnah und ohne unnötige Vorkenntnisse. Sie beginnen mit den Grundlagen der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge. Anschließend lernen Sie, wie Sensorwerte gelesen, geglättet und zuverlässig bewertet werden. Anschauliche Beispiele erklären, warum einzelne Messwerte oft täuschen können und wie Mittelwertbildung, Hysterese und einfache Entscheidungsregeln für stabile Ergebnisse sorgen. Nach und nach erweitern Sie Ihre Projekte um Displays, I²C-Kommunikation und mehrere vernetzte Mikrocontroller. So entstehen verteilte Systeme, in denen Raspberry Pi Pico und ATtiny-Controller Daten austauschen und gemeinsam Aufgaben übernehmen. Im fortgeschrittenen Teil erhalten Sie einen leicht verständlichen Einstieg in Merkmalsbildung, Datenvorverarbeitung, hybride Entscheidungsmodelle und TinyML-nahe Anwendungen. Dabei verbinden Sie klassische Regelungstechnik mit modernen datenbasierten Methoden. Alle Projekte werden von ausführlich kommentierten Programmen in C und MicroPython begleitet. Das Buch richtet sich an Einsteiger, Maker, Studierende und alle, die Embedded-Systeme von Grund auf verstehen möchten. Am Ende können Sie eigene Systeme entwickeln, die nicht nur messen, sondern Informationen auswerten, zuverlässige Entscheidungen treffen und gezielt reagieren.

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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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Cours complet sur le microcontrôleur ESP32, comprenant une carte d’extension MCU spécialement conçue, des projets pratiques et un guide en ligne complet – idéal pour apprendre le matériel, la programmation et la connectivité étape par étape. Introduction pratique aux systèmes embarqués avec l'ESP32 Ce cours est conçu pour les débutants en systèmes embarqués qui recherchent une approche structurée et concrète pour se lancer. Si vous avez déjà exploré l'électronique générale ou les ressources basées sur Arduino, mais que vous les avez trouvées trop générales ou manquant de conseils pratiques, ce cours offre une alternative plus ciblée. Grâce au kit « ESP32 by Example » (EEK) – un ensemble de composants compacts et abordables comprenant des LED, des capteurs, un écran OLED et un processeur de mouvement – vous travaillerez avec une configuration matérielle cohérente tout au long du cours. Une fois assemblé, l'EEK reste quasiment inchangé, ce qui vous permet de vous concentrer sur l'apprentissage et l'expérimentation sans reconfiguration constante. Sujets abordés : Comprendre et programmer le microcontrôleur ESP32 Écrire et déployer du code avec l’IDE Arduino Explorer les systèmes cyberphysiques, jusqu’au pilotage de drones de base Aucune expérience préalable avec Arduino ou le développement embarqué n’est requise. Chaque section propose des exemples pratiques et des mini-projets conçus pour consolider les concepts clés et encourager une exploration plus approfondie. À la fin de ce cours, vous serez capable non seulement de reproduire les exemples du livre, mais aussi de les enrichir avec vos propres idées et applications. Que vous soyez intéressé par la programmation embarquée, les systèmes interactifs ou le pilotage de drones, ce cours vous offre une approche claire et pratique pour débuter. Ce que vous apprendrez ? Programmation embarquée avec l'ESP32 à l'aide de l'IDE Arduino Acquisition et contrôle en temps réel des données de capteurs via boutons, LED et écrans Interaction gestuelle grâce au capteur de mouvement MPU6050 Intégration d'une manette de jeu Bluetooth et simulation de contrôle de drone Réseaux Wi-Fi et UDP, serveurs web locaux et NTP Communication MQTT avec des plateformes cloud telles qu'AWS et Arduino IoT Comment concevoir et déployer des systèmes IoT complets Idéal pour Étudiants et autodidactes explorant les systèmes embarqués Créateurs et passionnés d'IoT souhaitant perfectionner leurs compétences en matériel Enseignants et formateurs à la recherche de ressources pédagogiques prêtes à l'emploi Développeurs souhaitant aller au-delà des bases de Raspberry Pi ou Arduino Une assistance en cas de besoin Accès aux formateurs via Elektor Academy Forums communautaires utiles et documentation essentielle Que contient la boîte (cours) ? Nouveau livre de 384 pages : « ESP32 by Example » (valeur : 45 €) Kit Elektor ESP32 by Example (EEK) : Carte d’extension pour microcontrôleur avec 6 LED et 6 boutons intégrés + écran OLED, module accéléromètre et gyroscope 3 axes MPU6050 (valeur : 40 €) Carte Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather MCU (valeur : 30 €) Carte ESP32 Cheap Yellow Display (valeur : 25 €) Capteur d’humidité et de température DHT11 Plaque d'essai Câbles de connexion Câble USB-C Accès au cours complet sur la plateforme d'apprentissage Elektor Academy Pro Vidéos pédagogiques Fichiers de projet Arduino téléchargeables pour chaque module Matériel pédagogique (de cette boîte/ce cours) ▶  Cliquez ici pour ouvrir Module 1 – Getting Started with the ESP32 & EEK Module 2 – Digital Output – LEDs and GPIO Module 3 – Switches and Input Handling Module 4 – EEK and PWM Module 5 – OLED and Display Output Module 6 – Motion Sensing with the MPU6050 Module 7 – Capstone Project (EEK in Action) Module 8 – WiFi and Web Control with ESP32 Module 9 – Cloud Concepts using EEK Module 10 – Hands-on: Arduino IoT Cloud and EEK Module 11 – BlueTooth and EEK GamePad Integration Module 12 – Why Drones? Module 13 – Drone Simulator Concepts Module 14 – Simple Drone Flight Control Module 15 – Real-Time Drone Flight Control Module 16 – Drone Control Mini-Projects Module 17 – Middleware and Python Scripting Module 18 – Python Applications for Drone Control Module 19 – Capstone EEK Control Project and Presentation À propos de l'auteur Jim Solderitsch est un enseignant, architecte logiciel, développeur de systèmes et chercheur en cybersécurité spécialisé dans les systèmes cyberphysiques. Il est actuellement professeur associé en sciences informatiques à l'Villanova University en Pennsylvanie. Qu'est-ce qu'Elektor Academy Pro ? Elektor Academy Pro propose des solutions d’apprentissage spécialisées, conçues pour les professionnels, les équipes d’ingénieurs et les experts techniques du secteur de l’électronique et des systèmes embarqués. Elle permet aux individus et aux organisations d’approfondir leurs connaissances pratiques, de perfectionner leurs compétences et de garder une longueur d’avance grâce à des ressources de haute qualité et des outils de formation concrets. Des projets réels aux formations animées par des spécialistes, en passant par des analyses techniques approfondies, Elektor donne aux ingénieurs les moyens de relever les défis actuels du secteur. Notre offre de formation inclut des livres Academy, des coffrets Pro, des webinaires, des conférences et des magazines B2B spécialisés – tous conçus pour favoriser le développement professionnel. Que vous soyez ingénieur, expert R&D ou décideur technique, Elektor Academy Pro fait le lien entre la théorie et la pratique, vous aide à maîtriser les technologies émergentes et à faire progresser l’innovation dans votre entreprise.

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A Project-Based Introduction to Microcontrollers and Drone Control A Practical Introduction to Embedded Systems with the ESP32 This book is intended for readers who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to begin. If you’ve explored general-purpose electronics or Arduino-based resources but found them too broad or lacking in practical application, this guide offers a more focused alternative. With a small, affordable set of components – such as LEDs, sensors, an OLED screen and a motion sensor – you’ll build and work with the same hardware setup throughout the book. This allows you to focus on learning and experimenting without constant reconfiguration. Topics include: Understanding and programming the ESP32 microcontroller Using the Arduino IDE to write and deploy code Exploring cyber-physical systems, culminating in basic drone control No prior experience with Arduino or embedded development is required. Each section includes hands-on examples and mini-projects designed to reinforce core concepts and encourage deeper exploration. By the end, you’ll be equipped not only to reproduce the book’s examples, but also to extend them toward your own ideas and applications. Whether your interest is in learning embedded programming, building interactive systems, or exploring educational drone control, this book provides a clear and practical path to getting started.

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The Arduino Uno is an open-source microcontroller development system encompassing hardware, an Integrated Development Environment (IDE), and a vast number of libraries. It is supported by an enormous community of programmers, electronic engineers, enthusiasts, and academics. The libraries in particular really smooth Arduino programming and reduce programming time. What’s more, the libraries greatly facilitate testing your programs since most come fully tested and working. The Raspberry Pi 4 can be used in many applications such as audio and video media devices. It also works in industrial controllers, robotics, games, and in many domestic and commercial applications. The Raspberry Pi 4 also offers Wi-Fi and Bluetooth capability which makes it great for remote and Internet-based control and monitoring applications. This book is about using both the Raspberry Pi 4 and the Arduino Uno in PID-based automatic control applications. The book starts with basic theory of the control systems and feedback control. Working and tested projects are given for controlling real-life systems using PID controllers. The open-loop step time response, tuning the PID parameters, and the closed-loop time response of the developed systems are discussed together with the block diagrams, circuit diagrams, PID controller algorithms, and the full program listings for both the Raspberry Pi and the Arduino Uno. The projects given in the book aim to teach the theory and applications of PID controllers and can be modified easily as desired for other applications. The projects given for the Raspberry Pi 4 should work with all other models of Raspberry Pi family. The book covers the following topics: Open-loop and closed-loop control systems Analog and digital sensors Transfer functions and continuous-time systems First-order and second-order system time responses Discrete-time digital systems Continuous-time PID controllers Discrete-time PID controllers ON-OFF temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno PID-based temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno PID-based DC motor control with Raspberry Pi and Arduino Uno PID-based water level control with Raspberry Pi and Arduino Uno PID-based LED-LDR brightness control with Raspberry Pi and Arduino Uno

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With Examples for Raspberry Pi Pico and ESP32 Creating and programming small electronic systems is now easier than ever before. With inexpensive development boards and modern software tools, anyone curious about embedded design can quickly move from an idea to a working piece of hardware. At the heart of this change is MicroPython—a clear, interactive, and beginner-friendly way to program microcontrollers while still remaining closely connected to the underlying electronics. This book introduces embedded programming through MicroPython on popular platforms such as the Raspberry Pi Pico and the ESP32. You will discover how to use microcontrollers for reading inputs, processing data, and controlling outputs in a predictable, real-time loop. With just a few lines of code, you can blink LEDs, read sensors, drive motors, and communicate with the outside world. The interactive REPL programming interface encourages experimentation and fast learning, making concepts tangible from the very first chapter. While different boards offer different capabilities, they all share the same core principles. Timers, GPIO, analog I/O, PWM, interrupts, and communication interfaces form the foundation of every embedded system. By focusing on these universal building blocks, this book helps you build skills that transfer across platforms and scale naturally toward more advanced development. Whether you are a beginner or an experienced programmer entering embedded systems, you will find that working with MicroPython is both practical and genuinely enjoyable.

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Microcontrollers have become an indispensable part of modern electronics. They make things possible that vastly exceed what could be done previously. Innumerable applications show that almost nothing is impossible. There’s thus every reason to learn more about them, but that raises the question of where to find a good introduction to this fascinating technology. The answer is easy: this Microcontroller Basics book, combined with the 89S8252 Flash Board project published by Elektor Electronics. However, this book offers more than just a basic introduction. It clearly explains the technology using various microcontroller circuits and programs written in several different programming languages. Three microcontrollers from the 8051 family are used in the sample applications, ranging from the simple 89C2051 to the AN2131, which is designed to support USB applications. The programming tools include assemblers, Basic-52 and BASCOM-51, and several C compilers. Every reader can thus find the programming environment most suitable to his or her needs. In the course of the book, the reader gradually develops increased competence in converting his or her ideas into microcontroller circuitry. All of the sample programs can be downloaded from the Elektor Electronics website or the author’s website. That has the added advantage that the latest versions are always available.

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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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