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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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Eine Einführung in die Schaltungssimulation LTspice wurde von Mike Engelhardt entwickelt und gehört inzwischen zu Analog Devices. Es handelt sich dabei um ein Programm zur Schaltplanerstellung – einen leistungsstarken, schnellen und kostenlosen SPICE-Simulator sowie um ein Werkzeug zur Darstellung von Kurvenverläufen. Es bietet eine umfangreiche Bauteildatenbank, die weltweit durch SPICE-Modelle unterstützt wird. Mit LTspice kann man schnell und einfach Schaltpläne erstellen. Dank der leistungsfähigen grafischen Ausgabefunktionen lassen sich Spannungen und Ströme in einer Schaltung, die Leistungsaufnahme der Bauteile und viele weitere Parameter darstellen. Ziel dieses Buches ist es, den Entwurf und die Simulation elektronischer Schaltungen mit LTspice zu vermitteln. Es behandelt unter anderem folgende Themen: DC und AC-Schaltungen Kleinsignal- und Z-Dioden Transistorschaltungen inkl. Oszillatoren Tryristor-, Diac- und Triacschaltungen Operationsverstärkerschaltungen inkl. Oszillatoren Der 555 Timer-IC Filter Spannungsregler Optokoppler Erstellung von Spannungskurven Simulation von Logikschaltungen mit der 74HC-Familie SPICE-Modellierung LTspice ist ein äußerst vielseitiges Werkzeug zur Simulation elektronischer Schaltungen mit zahlreichen Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten. Eine vollständige Behandlung aller Details würde jedoch den Rahmen dieses Buches sprengen. Daher konzentriert sich das Buch auf die gängigsten Themen wie DC- und AC-Analyse, Parametersweep, Übertragungsfunktionen, Oszillatoren, Diagramme und weitere grundlegende Anwendungen. Obwohl es sich um eine Einführung handelt, deckt dieses Buch dennoch die meisten Interessensgebiete all jener ab, die sich mit der Simulation elektronischer Schaltungen beschäftigen.

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Build your own AI microcontroller applications from scratch The MAX78000FTHR from Maxim Integrated is a small development board based on the MAX78000 MCU. The main usage of this board is in artificial intelligence applications (AI) which generally require large amounts of processing power and memory. It marries an Arm Cortex-M4 processor with a floating-point unit (FPU), convolutional neural network (CNN) accelerator, and RISC-V core into a single device. It is designed for ultra-low power consumption, making it ideal for many portable AI-based applications. This book is project-based and aims to teach the basic features of the MAX78000FTHR. It demonstrates how it can be used in various classical and AI-based projects. Each project is described in detail and complete program listings are provided. Readers should be able to use the projects as they are, or modify them to suit their applications. This book covers the following features of the MAX78000FTHR microcontroller development board: Onboard LEDs and buttons External LEDs and buttons Using analog-to-digital converters I²C projects SPI projects UART projects External interrupts and timer interrupts Using the onboard microphone Using the onboard camera Convolutional Neural Network

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A Handbook on DIY Nowadays, security problems are rarely properly solved or correctly addressed. Electronic security is only part of the chain in making a system secure. Electronic security is usually addressed as network or software security, neglecting other aspects, but the chain is only as strong as its weakest link. This book is about electronic hardware security, with an emphasis on problems that you can solve on a shoestring DIY budget. It deals mostly with secure communications, cryptosystems, and espionage. You will quickly appreciate that you can’t simply buy a trustworthy and reliable cryptosystem off the shelf. You will then realise that this applies equally to individuals, corporations, and governments. If you want to increase your electronic security awareness in a world already overcrowded with networks of microphones and cameras, this is a book for you. Furthermore, if you want to do something DIY by designing and expanding upon simple electronic systems, please continue reading. Some of the devices described are already published as projects in the Elektor magazine. Some are still ideas yet to be worked out. Complexity is the main enemy of security, so we'll try to keep to simple systems. Every chapter will analyse real-life espionage events or at least several hypothetical scenarios that will hopefully spark your imagination. The final goal is to build a security-conscious mindset (or “to get into a head of a spy”) which is necessary to recognise possible threats beforehand, to design a truly secure system. Don’t bother reading if: you think you and your secrets are 100% safe and secure you think somebody else can effectively handle your security you think conspiracy theories only exist in theory – Telefunken’s masterpiece the “FS-5000 Harpoon” was built on one!

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Einführung und praxisorientierte Grundlagen Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) hat einen zwiespältigen Ruf: Einerseits gilt sie als langweilig, manchmal als teures, wenn nicht gar unnötiges Übel, andererseits wird sie auch mystisch verklärt – als „Hightech-Voodoo“. In diesem Buch wird der Versuch unternommen, der EMV den Schrecken zu nehmen – durch methodisches Arbeiten und das richtige Verständnis der elektrotechnischen Grundlagen. Elektromagnetische Beeinflussungen unterliegen zwar stochastischen Prozessen, der Erfolg ist aber kein Zufall, sondern der Lohn systematischer Arbeit. EMV ist eine Frage der Produktqualität! Dieses Buch bietet einen Einstieg in das Thema EMV. Es stellt die oben genannten Zusammenhänge dar und gibt Elektronikentwicklern, Systemingenieuren sowie interessierten Hobbyelektronikern einen Überblick und ein Handbuch zum Thema EMV – natürlich, wie so oft, ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Die Idee zu diesem Buch entstand bei der Erstellung von Vorlesungsskripten. Viele Beispiele und Erfahrungen aus der jahrelangen Praxis sind in dieses Buch eingeflossen.

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En moins de 100 lignes de code par projet avec les cartes Feather Sense et Clue Express d'Adafruit Le langage de programmation Python est apprécié par les pédagogues parce que sa syntaxe le rend facile à comprendre. Il s'est également imposé chez les informaticiens expérimentés. La société Adafruit a développé une version spéciale de Python pour l'embarquer sur les microcontrôleurs à 32 bits : CircuitPython. Ce livre permettra au lecteur de s'initier à la programmation en CircuitPython sur deux cartes : Feather BlueFruit Sense (également appelée Feather nRF52840 Sense) et CLUE nRF52840 Express. Chacune est animée par le SoC nRF52840 de NORDIC avec une architecture à 32 bits. Pour ce voyage dans le monde de la programmation embarquée, l'auteur sort du chemin classique, à savoir un cours complet sur la programmation orientée objet appliquée à ce langage. Il préfère emmener le lecteur directement sur le terrain avec des projets qui mettent en oeuvre les cartes et différents périphériques. Plus d'une quarantaine d'exemples et de montages permettent de découvrir la richesse de CircuitPython. Toutefois l'auteur s'est imposé une limite pour ne pas décourager les novices : le code de chaque projet ne dépasse jamais la centaine de lignes. Pour ce qui est du matériel, là aussi la simplicité domine : aucun programmateur, un simple PC suffit ; aucun soudage grâce au câblage sur platine d'essai. Les cartes d'extension FeatherWing à enficher sur la Feather nRF52840 Sense permettent de démultiplier ses fonctions : matrice de LED, enregistreur de données, écran à encre électronique, écran OLED, écran TFT, commande de moteurs, audio, relais… Toutes les étapes (assemblage des différents composants, installation des bibliothèques requises, programmation, tests…) sont expliquées en détail. Le code des différents exemples et projets est disponible sur Github. Le résultat de chaque projet est même présenté sur de courtes vidéos disponibles sur YouTube. À la fin de sa lecture, le nouveau Pythonien pourra facilement approfondir les notions abordées et donner vie à ses propres projets grâce aux outils qu'il aura essayés. Ce livre s'adresse aux lycéens et étudiants ainsi qu'à toute la communauté des makers. Chaîne YouTube de l'auteur : YouTube (Michaël Bottin)

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Practical Projects and Programs With Experimenting with Red Pitaya STEMlab Gen 2, Red Pitaya goes beyond a versatile board. It becomes a powerful laboratory instrument for precision measurement, analysis, and control. From the fundamentals of electronic project development, monitoring, control, and design to testing, this book walks you step-by-step through everything you need to know to harness the full potential of Red Pitaya hardware and software. The book presents real-time, FPGA-based projects that are developed on a PC using the Vivado environment, then transferred to the Red Pitaya for execution and testing. You will learn about enhanced performance, expanded I/O capabilities, improved FPGA features, and advanced connectivity options that open up new frontiers for precision measurement, monitoring, and control in your embedded applications. Inside the book you will discover: A deep dive into Red Pitaya architecture and hardware design Electronic experiments using Red Pitaya for measurement and monitoring Hands-on projects using the Python programming language Practical guidance for FPGA programming using Red Pitaya Red Pitaya FPGA projects using the Verilog HDL under Vivado IDE Practical design of electronic projects including measurement and testing Step-by-step examples that bridge theory and real-world implementation Whether you are designing your own electronic circuits, developing signal analysis tools, or creating real-time control or monitoring systems, this book provides you the knowledge and confidence you need to fully learn and customize the Red Pitaya platform.

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USB-Logikanalysatoren am PC mit Arduino, Raspberry Pi und Co Schritt-für-Schritt-Anleitungen führen Sie in die Analyse moderner Protokolle von I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 und 1-Wire ein. Anhand von zahlreichen Experimentierschaltungen mit dem Raspberry Pi Pico, Arduino Uno und dem Bus Pirate üben Sie die praxisnahe Anwendung gängiger USB-Logikanalysatoren ein. Alle in diesem Buch vorgestellten Experimentierschaltungen wurden vollständig getestet und sind funktionsfähig. Die notwendigen Programmlistings sind enthalten, es sind keine besonderen Programmier- oder Elektronikkenntnisse für diese Schaltungen notwendig. Es werden die Programmiersprachen MicroPython und C mit den Entwicklungsumgebungen Thonny und Arduino IDE eingesetzt. Dieses Buch verwendet mehrere Modelle flexibler und weit verbreiteter USB-Logikanalysatoren und zeigt die Stärken und Schwächen jeder Preisklasse. Sie werden kennenlernen, welche Kriterien für Ihre Arbeit wichtig sind und in der Lage sein, das für Sie passende Gerät zu finden. Egal ob Arduino, Raspberry Pi oder Raspberry Pi Pico: Die abgebildeten Beispielschaltungen ermöglichen einen schnellen Start in die Protokollanalyse und können auch als Grundlage für eigene weitere Experimente dienen. Sie werden alle wichtigen Begriffe und Zusammenhänge kennenlernen, eigene Experimente durchführen, selbstständig Protokolle analysieren und nach der Lektüre dieses Buches – im Bereich der digitalen Signale und Protokolle – ein umfassendes Wissen aufgebaut haben.

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STmicroelectronics’ wireless IoT & wearable sensor development kit ‘SensorTile.box’ is a portable multi-sensor circuit board housed in a plastic box and developed by STMicroelectronics. It is equipped with a high-performance 32-bit ARM Cortex-M4 processor with DSP and FPU, and various sensor modules, such as accelerometer, gyroscope, temperature sensor, humidity sensor, atmospheric pressure sensor, microphone, and so on. SensorTile.box is ready to use with wireless IoT and Bluetooth connectivity that can easily be used with an iOS or Android compatible smartphone, regardless of the level of expertise of the users. SensorTile.box is shipped with a long-life battery and all the user has to do is connect the battery to the circuit to start using the box. The SensorTile.box can be operated in three modes: Basic mode, Expert mode, and Pro mode. Basic mode is the easiest way of using the box since it is pre-loaded with demo apps and all the user has to do is choose the required apps and display or plot the measured data on a smartphone using an app called STE BLE Sensor. In Expert mode users can develop simple apps using a graphical wizard provided with the STE BLE Sensor. Pro mode is the most complex mode allowing users to develop programs and upload them to the SensorTile.box. This book is an introduction to the SensorTile.box and includes the following: Brief specifications of the SensorTile.box; description of how to install the STE BLE Sensor app on an iOS or Android compatible smartphone required to communicate with the box. Operation of the SensorTile.box in Basic mode is described in detail by going through all of the pre-loaded demo apps, explaining how to run these apps through a smartphone. An introduction to the Expert mode with many example apps developed and explained in detail enabling users to develop their own apps in this mode. Again, the STE BLE Sensor app is used on the smartphone to communicate with the SensorTile.box and to run the developed apps. The book then describes in detail how to upload the sensor data to the cloud. This is an important topic since it allows the sensor measurements to be accessed from anywhere with an Internet connection, at any time. Finally, Pro mode is described in detail where more experienced people can use the SensorTile.box to develop, debug, and test their own apps using the STM32 open development environment (STM32 ODE). The Chapter explains how to upload the developed firmware to the SensorTile.box using several methods. Additionally, the installation and use of the Unicleo-GUI package is described with reference to the SensorTile.box. This PC software package enables all of the SensorTile.box sensor measurements to be displayed or plotted in real time on the PC.

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ModbusRTU and ModbusTCP examples with the Arduino Uno and ESP8266 Introduction to PLC programming with OpenPLC, the first fully open source Programmable Logic Controller on the Raspberry Pi, and Modbus examples with Arduino Uno and ESP8266 PLC programming is very common in industry and home automation. This book describes how the Raspberry Pi 4 can be used as a Programmable Logic Controller. Before taking you into the programming, the author starts with the software installation on the Raspberry Pi and the PLC editor on the PC, followed by a description of the hardware. You'll then find interesting examples in the different programming languages complying with the IEC 61131-3 standard. This manual also explains in detail how to use the PLC editor and how to load and execute the programs on the Raspberry Pi. All IEC languages are explained with examples, starting with LD (Ladder Diagram) over ST (Structured Control Language) to SFC (Special Function Chart). All examples can be downloaded from the author's website. Networking gets thorough attention too. The Arduino Uno and the ESP8266 are programmed as ModbusRTU or ModbusTCP modules to get access to external peripherals, reading sensors and switching electrical loads. I/O circuits complying with the 24 V industry standard may also be of interest for the reader. The book ends with an overview of commands for ST and LD. After reading the book, the reader will be able to create his own controllers with the Raspberry Pi.

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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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Multitasking and multiprocessing have become a very important topic in microcontroller-based systems, namely in complex commercial, domestic, and industrial automation applications. As the complexity of projects grows, more functionalities are demanded from the projects. Such projects require the use of multiple inter-related tasks running on the same system and sharing the available resources, such as the CPU, memory, and input-output ports. As a result of this, the importance of multitasking operations in microcontroller-based applications has grown steadily over the last few years. Many complex automation projects now make use of some form of a multitasking kernel. This book is project-based and its main aim is to teach the basic features of multitasking using the Python 3 programming language on Raspberry Pi. Many fully tested projects are provided in the book using the multitasking modules of Python. Each project is described fully and in detail. Complete program listings are given for each project. Readers should be able to use the projects as they are, or modify them to suit their own needs. The following Python multitasking modules have been described and used in the projects: Fork Thread Threading Subprocess Multiprocessing The book includes simple multitasking projects such as independently controlling multiple LEDs, to more complex multitasking projects such as on/off temperature control, traffic lights control, 2-digit, and 4-digit 7-segment LED event counter, reaction timer, stepper motor control, keypad based projects, car park controller, and many more. The fundamental multitasking concepts such as process synchronization, process communication, and memory sharing techniques have been described in projects concerning event flags, queues, semaphores, values, and so on.

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