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.
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
2 canaux • 350 MHz • 1 Géch/s • 50000 wfm/s • Écran tactile de 7 pouces
Le FNIRSI DPOS350P est un appareil 4-en-1 élégant et puissant sous forme de tablette ! Cet appareil compact et portable offre des fonctionnalités avancées : il combine un oscilloscope à 2 canaux (350 MHz), un générateur de signaux (50 MHz), un analyseur de réponse en fréquence (50 MHz) et un analyseur de spectre (200 kHz–350 MHz), le tout dans un seul appareil.
Que vous soyez en R&D, en dépannage ou en tests sur le terrain, le DPOS350P vous offre les outils nécessaires pour mesurer, générer, analyser et visualiser des signaux électroniques avec précision et clarté. Son écran tactile haute résolution réactif et ses commandes intuitives rendent l'analyse des signaux rapide, flexible et efficace.
Caractéristiques
Intégration multifonction puissante
Oscilloscope 2 canaux 350 MHz avec échantillonnage en temps réel de 1 Géch/s
Générateur de signaux 50 MHz avec 14 formes d'onde standard et personnalisées
Analyseur de spectre (200 kHz–350 MHz) : Parfait pour les interférences électromagnétiques, RF et Tests HF
Analyseur de réponse en fréquence (ARF) jusqu'à 50 MHz
Capture de forme d'onde haute performance
Fréquence de rafraîchissement de 50000 wfm/s pour une clarté du signal en temps réel
Bande passante de 350 MHz (mode monocanal)
Détecte les anomalies rares et à faible probabilité
Affichage net et Fonctionnement fluide
Écran tactile IPS 7" (résolution 1024 x 600)
Basculement entre l'affichage des niveaux de gris et de la température de couleur
Facilité d'utilisation dans divers environnements de test
Fiable, protégé et charge rapide
Protection haute tension jusqu'à 400 V
Charge rapide avec QC 18 W (charge complète en 2 heures)
Conçu pour un fonctionnement stable à long terme
Stockage et exportation des données
Enregistrement jusqu'à 500 enregistrements de formes d'onde + 90 captures d'écran
Exportation USB pour faciliter la création de rapports et l'analyse hors ligne
Spécifications
Général
Écran
7 pouces (IPS plein angle de vision)
Résolution
1024 x 600 pixels
Mode interaction
Écran tactile capacitif
Consommation totale
10 W
Configuration à la mise sous tension
5 préréglages
Chargement
QC 18 W, 12 V/1,5 A (USB-C)
Batterie
Batterie au lithium 3,7 V, 8000 mAh
Autonomie de la batterie
Environ 3 heures en fonctionnement, 5 heures en veille
Dissipation thermique
Refroidissement par air
Interface d'extension
Port de données USB
Arrêt automatique
15 à 60 minutes / arrêt
Mise à jour du micrologiciel
Prise en charge de la mise à niveau des images ISO
Langues
Anglais / Portugais / Russe / Chinois
Dimensions
190 x 128 x 37 mm
Oscilloscope
Voies analogiques
2
Bande passante analogique
350 MHz
Temps de montée
1 ns
Fréquence d'échantillonnage en temps réel
1 Géch/s
Profondeur mémoire
60 Kpts
Impédance d'entrée
1 MΩ / 14PF
Plage de base de temps
5 ns ~ 50 s
Base de temps de défilement
50 ms ~ 50 s
Sensibilité verticale
2 mV ~ 20 V (1X)
Plage verticale
16 mV ~ 160 V (1X)
Précision CC
±2%
Temps Précision
±0,01%
Couplage d'entrée
CC / CA
Atténuation de la sonde
1X / 10X / 100X
Limite de bande passante matérielle
150 Mbit/s / 20 Mbit/s
Mode haute résolution
8 bits ~ 16 bits
Mesures de paramètres
12 types
Mesure du curseur
Temps, période, fréquence, niveau, tension
Détection du déclencheur
Déclenchement numérique
Canal de déclenchement
CH1 / CH2
Mode de déclenchement
Auto / Simple / Normal
Front de déclenchement
Rising edge / Falling edge
Suppression du déclencheur
L1 ~ L3
Niveau de déclenchement
Manuel / automatique 10% ~ 90%
Stockage de captures d'écran
90 images
Stockage de formes d'onde
500 groupes
Grille d'arrière-plan
Afficher / Masquer
Mouvement de la forme d'onde
Réglage grossier / réglage fin
Protection contre les surtensions
Tension de tenue 400 V
Luminosité de la forme d'onde
Réglable
Affichage FFT simple
Oui
Fluorescence numérique
Oui
Affichage de la température de couleur
Oui
Mode X-Y
Oui
Base de temps ZOOM
Oui
Réglage automatique par simple pression sur une touche
Oui
Remise à zéro par simple pression sur une touche
Oui
Navigateur de données
Oui
Générateur de signaux
Types de formes d'onde
14 fonctions standard + forme d'onde capturée
Fréquence
0 à 50 MHz (onde sinusoïdale uniquement, autres formes d'onde jusqu'à 10M/5M/3M)
Amplitude
0 à 5 VPP
Décalage
-2,5 V à +2,5 V
Utilité Cycle
0,1~99,9%
Résolution en fréquence
1 Hz
Résolution en amplitude
1 mV
Résolution du décalage
1 mV
Résolution du rapport cyclique
0,1%
Forme d'onde capturée personnalisable
500 groupes
Analyseur de réponse en fréquence (ARF)
Fréquence du signal d'excitation
100 Hz ~ 50 MHz
Amplitude du signal d'excitation
0~5 VPP
Décalage du signal d'excitation
-2,5 V ~ +2,5 V
Nombre de fréquences d'excitation
20~500
Mesure du curseur
Fréquence / gain / Phase
Mode de fonctionnement
Simple / cyclique
Calibrage du système
Oui
Analyseur de spectre
Méthode de conversion
FFT
Longueur FFT
4K ~ 32K
Gamme de fréquences
200 KHz ~ 350 MHz
Plage de niveaux
-60 dBmV ~ +260 dBmV
Mesure du curseur
Fréquence / amplitude
Paramètre de marquage
Harmoniques d'énergie maximale
Graphique en cascade
Oui
Graphique en cascade 3D
Oui
Ajustement automatique
Oui
Calibrage du système
Oui
Inclus
1x FNIRSI DPOS350P (4-en-1)
2x Sondes de 350 MHz
1x Chargeur rapide QC 18 W (UE)
1x Câble de données USB
1x Pince crocodile
1x Sac de rangement
1x Manuel
Téléchargements
Manual
Firmware
Projects with Arduino Uno & Raspberry Pi with Examples for the MCP2515 CAN Bus Interface Module
This book details the use of the Arduino Uno and the Raspberry Pi 4 in practical CAN bus based projects. Using either the Arduino Uno or the Raspberry Pi with off-the-shelf CAN bus interface modules considerably ease developing, debugging, and testing CAN bus based projects.
This book is written for students, practicing engineers, enthusiasts, and for everyone else wanting to learn more about the CAN bus and its applications. The book assumes that the reader has some knowledge of basic electronics. Knowledge of the C and Python programming languages and programming the Arduino Uno using its IDE and Raspberry Pi will be useful, especially if the reader intends to develop microcontroller-based projects using the CAN bus.
The book should be a useful source of reference material for anyone interested in finding answers to questions such as:
What bus systems are available for the automotive industry?
What are the principles of the CAN bus?
How can I create a physical CAN bus?
What types of frames (or data packets) are available in a CAN bus system?
How can errors be detected in a CAN bus system and how dependable is a CAN bus system?
What types of CAN bus controllers exist?
How do I use the MCP2515 CAN bus controller?
How do I create 2-node Arduino Uno-based CAN bus projects?
How do I create 3-node Arduino Uno-based CAN bus projects?
How do I set the acceptance masks and acceptance filters?
How do I analyze data on the CAN bus?
How do I create 2-node Raspberry Pi-based CAN bus projects?
How do I create 3-node Raspberry Pi-based CAN bus projects?
AI in Practice
Dive into the fascinating world of robotics and automation!
This Elektor Special shows you how to build your own robots with creativity, a little know-how, and affordable technology. From your first DIY project with Arduino or Raspberry Pi to intelligent systems with AI – this issue makes modern robotics understandable and accessible.
Discover practical instructions, inspiring projects, and exciting insights into the maker scene. Learn how experimentation, community, and openness give rise to true innovation – and why robotics is so much more than just a technical hobby.
Contents
Imagination turns into reality
Arduino-controlled Drawing Robot
GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino
YDLIDAR X4Pro Lidar
xHuskyLens AI Camera
DOF Robot Arm with Raspberry Pi Pico
Manufacturing Robots with Fischertechnik
Pneumatic Industrial Robot
Why Do We Keep Building Robot Dogs?
Elektor Mini-Wheelie
Robot Vehicles and Autonomous Driving
Based on PIC microcontrollers and Arduino
Every mobile phone includes a GSM/GPRS modem which enables the phone to communicate with the external world. With the help of the GSM modems, users can establish audio conversations and send and receive SMS text messages. In addition, the GPRS modem enables users to connect to the internet and to send and receive large files such as pictures and video over the internet.
This book is aimed for the people who may want to learn how to use the GSM/GPRS modems in microcontroller based projects. Two types of popular microcontroller families are considered in the e-book: PIC microcontrollers, and the Arduino. The highly popular mid-performance PIC18F87J50 microcontroller is used in PIC based projects together with a GSM Click board. In addition, the SIM900 GSM/GPRS shield is used with the Arduino Uno projects. Both GSM and GPRS based projects are included in the e-book.
The book will enable you to control equipment remotely by sending SMS messages from your mobile phone to the microcontroller, send the ambient temperature readings from the microcontroller to a mobile phone as SMS messages, use the GPRS commands to access the internet from a microcontroller, send temperature readings to the cloud using UDP and TCP protocols and so on.
It is assumed that the reader has some basic working knowledge of the C language and the use of microcontrollers in simple projects. Although not necessary, knowledge of at least one member of the PIC microcontroller family and the Arduino Uno will be an advantage. It will also be useful if the user has some knowledge of basic electronics.
Analogue Electronics and Microcontrollers Projects
Hobbyist electronics can be a fun way to learn new skills that can be helpful to your career. Those who understand the basics of electronics can design their own circuits and projects. However, before you run, you need to learn to walk.
It all starts with analogue electronics. You should be familiar with the simple components and circuits and understand their basic behaviors and the issues you may encounter. The best way to do this is through real experiments. Theory alone is not enough. This book offers a large number of practical entry-level circuits, with which everyone can gain the basic experience.
Through the widespread introduction of microcontrollers, a new chapter in electronics has begun. Microcontrollers are now performing more and more tasks that were originally solved using discrete components and conventional ICs. Starting out has become easier and easier thanks to platforms including Bascom, Arduino, micro:bit. The book introduces numerous manageable microcontroller applications. It’s now a case of less soldering and more programming.
Clever Tricks with ATmega328 Pro Mini Boards
With a simple Pro Mini board and a few other components, projects that 20 or 30 years ago were unthinkable (or would have cost a small fortune) are realized easily and affordably in this book: From simple LED effects to a full battery charging and testing station that will put a rechargeable through its paces, there’s something for everyone.
All the projects are based on the ATmega328 microcontroller, which offers endless measuring, switching, and control options with its 20 input and output lines. For example, with a 7-segment display and a few resistors, you can build a voltmeter or an NTC-based thermometer. The Arduino platform offers the perfect development environment for programming this range of boards.
Besides these very practical projects, the book also provides the necessary knowledge for you to create projects based on your own ideas. How to measure, and what? Which transistor is suitable for switching a certain load? When is it better to use an IC? How do you switch mains voltage? Even LilyPad-based battery-operated projects are discussed in detail, as well as many different motors, from simple DC motors to stepper motors.
Sensors are another exciting topic: For example, a simple infrared receiver that can give disused remote controls a new lease on life controlling your home, and a tiny component that can actually measure the difference in air pressure between floor and table height!
Cette offre groupée contient le populaire horloge de sable Elektor pour Raspberry Pi Pico et la nouvelle upgrade tête laser Elektor, offrant encore plus d'options d'affichage de l'heure. Non seulement vous pouvez « graver » l'heure actuelle dans le sable, mais vous pouvez désormais également l'écrire sur une feuille phosphorescente ou créer des dessins verts.
Contenu de l'offre groupée
Horloge de sable Elektor pour Raspberry Pi Pico (prix normal : 50 €)
Upgrade tête laser Elektor pour horloge de sable (prix normal : 35 €)
Horloge de sable Elektor pour Raspberry Pi Pico (Accroche-regard basé sur le Raspberry Pi)
Une horloge à sable standard ne fait qu'indiquer le temps qui passe. En revanche, cette horloge à sable contrôlée par le Raspberry Pi Pico indique l'heure exacte en 'gravant' les quatre chiffres de l'heure et des minutes dans la couche de sable. Après un temps réglable, le sable est aplati par deux moteurs vibrants et tout recommence.
Au cœur de l'horloge de sable se trouvent deux servomoteurs qui entraînent un stylo dans un mécanisme de pantographe. Un troisième servomoteur soulève le stylo de haut en bas. Le bac à sable est équipé de deux moteurs vibrants qui aplatissent le sable. La partie électronique de l'horloge des sables se compose d'un Raspberry Pi Pico et d'une carte RTC/driver avec une horloge en temps réel, ainsi que des circuits de commande pour les servomoteurs.
Un manuel de construction détaillé peut être téléchargé.
Caractéristiques
Dimensions: 135 x 110 x 80 mm
Temps de construction : environ. 1,5 à 2 heures
Inclus
3x Feuilles acryliques prédécoupées avec toutes les pièces mécaniques
3x Mini servomoteurs
2x moteurs de vibration
1x Raspberry Pi Pico
1x Carte RTC/pilote avec les pièces assemblées
Ecrous, boulons, entretoises et fils pour l'assemblage
Sable blanc à grains fins
Upgrade tête laser Elektor pour horloge de sablee
La nouvelle tête laser Elektor transforme l'horloge de sable dans une horloge qui écrit l'heure sur un film qui brille dans le noir au lieu de sable. En plus d’afficher l’heure, il peut également être utilisé pour créer des dessins éphémères. Le pointeur laser de 5 mW, avec une longueur d'onde de 405 nm, produit des dessins vert vif sur le film qui brille dans le noir. Pour de meilleurs résultats, utilisez le kit dans une pièce faiblement éclairée. Attention : ne regardez jamais directement dans le faisceau laser !
Le kit comprend tous les composants nécessaires, mais la soudure de trois fils est nécessaire.
Remarque : Ce kit est également compatible avec l'horloge de sable d'origine basée sur Arduino de 2017. Pour plus de détails, voir Elektor 1-2/2017 et Elektor 1-2/2018.
Le FNIRSI 2D15P est un outil de test compact 3-en-1 qui combine un oscilloscope numérique à 2 canaux, un multimètre True RMS et un générateur de formes d'onde dans un seul appareil. Doté d'un écran tactile capacitif de 4,3 pouces, d'une bande passante de 100 MHz, d'une fréquence d'échantillonnage de 500 Méch/s et d'une vitesse d'acquisition jusqu'à 1200 images/s, il est idéal pour le dépannage rapide, l'analyse de signaux et les tests électroniques.
Caractéristiques
Entrée double canal (100 MHz en monocanal, 50 MHz en bicanal)
Profondeurs de mémoire sélectionnables
Bande passante limitée à 20 MHz
Visualisation en niveaux de gris et température de couleur
Opérations mathématiques (addition, soustraction, multiplication, division, etc.)
Mode XY et persistance infinie
Fonction curseur et 13 mesures automatiques
Modes de déclenchement : Auto / Normal / Single
Multimètre True RMS (19999 points)
Générateur de signal DDS 10 MHz
Spécifications
Généralités
Écran
Écran tactile capacitif IPS 4,3 pouces
Fonctionnement
Tactile + Molette + Boutons physiques
Chargement
USB-C (charge rapide 12 V/1 A)
Batterie
Batterie au lithium 5000 mAh
Dimensions
19,6 x 12,9 x 5,7 cm
Poids
1,1 kg
Oscilloscope
Canaux
2
Bande passante analogique
100 MHz
Fréquence d'échantillonnage
500 Méch/s
Profondeur de mémoire
10K, 100K, 1M
Impédance d'entrée
1 MΩ
Plage de la base de temps
5 ns - 50 s
Sensibilité verticale
10 mV - 10 V/div
Tension d'entrée max.
800 V (sonde x10)
Mode de déclenchement
Auto, Normal, Single
Type de déclenchement
Montant, Descendant, Fronts montants et descendants
Couplage
CA/CC
Persistance
min / 2s / 5s / 10s / 20s / 50s / ∞
Calcul Opérations
Oui
Capture de forme d'onde
Oui
Exportation de forme d'onde
Oui
Mesure du curseur
Oui
Multimètre
Tension CC
1.9999V / 19.999V / 199.99V / 1000V
Tension CA
1.9999V / 19.999V / 199.99V / 750.0V
Courant CC
19.999mA / 199.99mA / 1.9999A / 9.999A
Courant CA
19.999mA / 199.99mA / 1.9999A / 9.999A
Résistance
19.999MΩ / 1.9999MΩ / 199.99KΩ / 19.999KΩ / 1.9999KΩ / 199.99Ω
Capacité
999.9uF / 99.99uF / 9.999uF / 999.9nF / 99.99nF / 9.999nF / 9.999mF / 99.99mF
Diode
Oui
Continuité
Oui
Générateur de signaux
Canaux
1
Fréquence
0–10 MHz
Amplitude
0,1–3,0 Vpp
Rapport cyclique
0–100%
Inclus
1x FNIRSI 2D15P oscilloscope
2x Sondes d'oscilloscope P6100
1x Sonde multimètre
1x Sonde à pince crocodile
1x Câble de données USB
1x Manuel
Téléchargements
Manual
Firmware V2.7.0.7
Mit Arduino – Schaltungsprojekte für Profis wird der Leser umfassend in die Hardware und Software der Arduino-Plattform eingeführt. Einfache, leicht verständliche Projekte am Anfang des Buches führen Schritt für Schritt in die Open-Source-Plattform ein. Die Projekte werden dann zunehmend komplexer, um dem Leser möglichst viele konkrete Lösungsmöglichkeiten aufzuzeigen, die mit dem Arduino-Mikrocontroller auch für angehende Profis zur Verfügung stehen.
Dabei wird neben den erforderlichen theoretischen Grundlagen stets größter Wert auf eine praxisorientierte Ausrichtung gelegt. So werden wichtige Techniken wie AD-Wandlung, Timer oder Interrupts stets in Praxisprojekte eingebettet. Es entstehen Lauflichteffekte, ein Aufwachlicht, voll funktionsfähige Voltmeter, präzise Digitalthermometer, Uhren in allen Variationen, Reaktionszeitmesser oder mausgesteuerte Roboterarme. Und ganz nebenbei hat der Leser die Grundlagen der zugehörigen Controller-Technik verstanden und im wahrsten Sinne des Wortes begriffen.