An 8-in-1 test & measurement instrument for the electronics workbench
A well-equipped electronics lab is crammed with power supplies, measuring devices, test equipment and signal generators. Wouldn‘t it be better to have one compact device for almost all tasks? Based on the Arduino, a PC interface is to be developed that’s as versatile as possible for measurement and control. It simply hangs on a USB cable and – depending on the software – forms the measuring head of a digital voltmeter or PC oscilloscope, a signal generator, an adjustable voltage source, a frequency counter, an ohmmeter, a capacitance meter, a characteristic curve recorder, and much more.
The circuits and methods collected here are not only relevant for exactly these tasks in the "MSR" electronics lab, but many details can also be used within completely different contexts.
Projekte mit Arduino Uno und Raspberry Pi
In diesem Buch werden Anwendungen von Arduino Uno und Raspberry Pi 4 in praxisnahen Projekten auf Basis von CAN-Bus detailliert beschrieben. Durch den Einsatz von entweder Arduino Uno oder Raspberry Pi in Verbindung mit handelsüblichen CAN-Bus-Schnittstellenmodulen werden die Entwicklung, Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sowie die Überprüfung von Projekten auf CAN-Bus-Basis erheblich erleichtert.
Dieses Buch richtet sich an jeden, der mehr über den CAN-Bus lernen möchte und mit den Grundlagen der Elektronik vertraut ist. Hilfreich ist auch Erfahrung mit den Programmiersprachen C und Python sowie mit der Programmierung von Arduino Uno unter Verwendung seiner IDE und von Raspberry Pi zu haben.
Das Buch ist eine nützliche Informationsquelle und ein Nachschlagewerk für jeden, der Antworten auf eine oder mehrere der folgenden Fragen sucht:
Welche Bussysteme stehen für die Automobilindustrie zur Verfügung?
Was sind die Grundprinzipien des CAN-Bus?
Welche Arten von Frames (oder Datenpaketen) stehen in einem CAN-Bussystem zur Verfügung?
Wie können Fehler in einem CAN-Bussystem erkannt werden, und wie zuverlässig ist ein CAN-Bussystem?
Welche Arten von CAN-Bus-Controllern gibt es?
Welches sind die Funktionsprinzipien des MCP2515 CAN-Bus-Controllers?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Arduino Uno realisieren?
Wie kann ich Arduino oder Raspberry Pi CAN-Bus-Projekte mit 2 und 3 Knoten erstellen?
Wie kann ich die Daten auf dem CAN-Bus analysieren?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Raspberry Pi ausführen?
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.
Technology is constantly changing. New microcontrollers become available every year. The one thing that has stayed the same is the C programming language used to program these microcontrollers. If you would like to learn this standard language to program microcontrollers, then this book is for you!
Arduino is the hardware platform used to teach the C programming language as Arduino boards are available worldwide and contain the popular AVR microcontrollers from Atmel.
Atmel Studio is used as the development environment for writing C programs for AVR microcontrollers. It is a full-featured integrated development environment (IDE) that uses the GCC C software tools for AVR microcontrollers and is free to download.
At a glance:
Start learning to program from the very first chapter
No programming experience is necessary
Learn by doing – type and run the example programs
A fun way to learn the C programming language
Ideal for electronic hobbyists, students and engineers wanting to learn the C programming language in an embedded environment on AVR microcontrollers
Use the free full-featured Atmel Studio IDE software for Windows
Write C programs for 8-bit AVR microcontrollers as found on the Arduino Uno and MEGA boards
Example code runs on Arduino Uno and Arduino MEGA 2560 boards and can be adapted to run on other AVR microcontrollers or boards
Use the AVR Dragon programmer/debugger in conjunction with Atmel Studio to debug C programs
DIE NEURONEN IN NEURONALEN NETZWERKEN VERSTEHENTeil 1. Künstliche Neuronen
EMV-VOR-KONFORMITÄTSTESTER FÜR IHR PROJEKT MIT DC-VERSORGUNGTeil 1: Was ist eine Netznachbildung?
ELEKTRONISCHE LAST FÜR DC UND ACBis zu 400 V und 10 A
ALLER ANFANG …ist gar nicht schwer!
NVIDIA JETSON NANO - BILDVERARBEITUNG FÜR EINSTEIGERTeil 1: Hard- und Software im Überblick
NETZTRANSFORMATOREN AUS DER NÄHE BETRACHTETWie verhalten sie sich beim Ein- und Ausschalten?
PICAN 3 - YES WE CAN!CAN-Zusatzboard für Raspberry Pi 4
BALKONKRAFTWERKSelbst installiert = schnell amortisiert!
FOTOGRAFIEREN UND VIDEO-STREAMING MIT DEM RASPBERRY PI 4Die High-Quality-Kamera des Raspberry Pi in der Praxis
VERWENDUNG VON DISPLAYS IN RASPBERRY-PI-PROJEKTENBeispiel-Kapitel: Organische Leuchtdioden-Displays (OLED)
PARALLAX PROPELLER 2Teil 4: Senden von Strings
60 JAHRE ELEKTOR: SEPTEMBER-RENAISSANCEDer Plan, der Plan, ein leerer Wahn ...
ZUTRITT FÜR UNBEFUGE VERBOTEN ERWÜNSCHTIn Friesland, wo die Röhren blühen ...
HYBRIDE SCHALTUNGENBemerkenswerte Bauteile
KOMPASSROSE MIT DEM GY-271Oder, warum man mit dem Handy Achten gehen muss…
KENNEN SIE IHREN FUSSABDRUCKBerechnen Sie die CO2-Bilanz Ihrer Elektronik
ESP32-VERBUNDENES THERMOSTATLagern Sie Ihren Wein bei der richtigen Temperatur!
MAGNETISCHE LEVITATION DIE DIGITALE ARTEin ESP32 Pico ersetzt den analogen Komparator
ULTIMATE ARDUINO UNO HARDWARE MANUALEin beispielhaftes Kapitel: Bootloader für den Haupt-Mikrocontroller
MICROPYTHON FÜR DEN ESP32 UND CO.Teil 2. Matrix-Displays einfach ansteuern
MADMACHINE SWIFTIO-KARTEModerne Sprache trifft moderne Hardware
AUS DEM LEBEN GEGRIFFENEine elektronische On/Off-Beziehung
HEXADOKUSudoku für Elektroniker
Elektor GREEN en GOLD leden kunnen deze uitgave hier downloaden.
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Een stroombron voor het testen van Z-diodesControle van Z-diodes van 1 tot 54 V bij 1 tot 50 mA
ESD polsbandtesterEen testapparaat met indicatie voor ‘goed’, ‘grensgeval’ en ‘afgekeurd’
Testapparaat voor de respons op piekbelastingen van voedingenEen generator voor repeterende stapsgewijze belasting voor laboratoriumvoedingen
Euclidische sequencer zonder microcontrollerTriggerpatronen en CV-sequenties met eenvoudige CMOS-logica
LED-knipperlicht voor heksystemen en meer, inclusief geluidssignaal
Printen nodig? De Elektor PCB-service staat voor u klaar
Tandenborstel-timerMet een kleine PIC
Een contactloos magnetisch combinatieslotMet de AS5600 rotatie-positie sensor
Batterijgevoede ruisarme voorversterkervoor dynamische microfoons
Het Arduino Nano testLabMeten, sturen en regelen
Rhythmische basverlichtingBenadruk het ritme van je muziek
Low-cut filterGeen risico op audio-terugkoppeling op uw systeem
Nauwkeurige 1 Hz blokgolfgenerator voor breadboardsEen betrouwbare klokpuls op basis van CMOS
555 onderstebovenDutycycles tot nul
Van Halfgeleidergids tot Circuit Specials65 jaar innovatie op het gebied van elektronica
Elektrische isolatieCAN-interface met digitale isolator en voedingsmodule
SpongillatorEen sponsgebaseerde oscillator
Echte willekeurige getallengeneratorMet geïntegreerde chi-kwadraattoets
3D-viewer voor HTML-pagina'sEenvoudig en vrijwel zonder code
Programmeren met TLScriptEen scripttaal voor metingen, tests en besturing
Schakelingsontwerp: tips van experts
FeedbackWat is het en waarom is het belangrijk?
Eén board, eindeloze ideeën: Arduino UNO QVan retro-gaming tot realtime milieumonitoring
Hoe u een donut-antenne repareert
Standby-KillerEen echte aan/uit-schakelaar voor uw tv
Batterijen testenBatterijen meten met de Arduino Nano
Voeding voor audioversterkersEen goede voeding zonder netbrom
HF prototype printplatenMaak zelf snel een prototype printplaat
Type 3-overspanningsbeveiligingEen type 3-overspanningsbeveiliging voor uw gevoelige apparatuur
IoT-kamerthermostaat boardMet een op ESP32-C3/S3 gebaseerde Xiao MCU-module
Van star naar slimFlexibele en gedrukte elektronica, tussen visie en industriële realiteit
Bouw uw eigen RISC-V-controllerEerste stappen met de NEORV32 RISC-V softcore voor goedkope FPGA’s
Het gebruik van Arduino’s seriële plotterGrafieken plotten met Arduino is gemakkelijk
CLUE van AdafruitEen slimme oplossing voor IoT-projecten
Bufferboard voor de Raspberry Pi 400Bescherm uw I/O’s Raspberry Pi RP2040-boards in overvloed
Een handboek voor DHZ elektronische beveiliging en spionageSRAM – gebakken of diepgevroren
Onderdelen identificerenTips & trucs, vakkunstigheden en andere nuttige informatie DHZ aanraakloze lichtschakelaar
Alle begin......gaat compenseren en transformeren
Nieuwe embedded-ontwikkelingenRust en het up-to-date houden van IoT-implementaties Infographics Hoe de industrie- en automobielsector zullen profiteren van 5G
Relais met bewegende spoelVreemde onderdelen
Oost West Lab BestAlles draait om de bank...
Kennismaking met neuronen in neurale netwerkenDeel 4: embedded neuronen
Magnetische levitatie “the very easy way”De derde en meest compacte versie
PLC-programmering met de Raspberry Pi en het OpenPLC-projectVisualisatie van PLC-programma’s met AdvancedHMI
Uit het leven gegrepenInpakken en wegwezen
Onder de radarMicrocontrollers die u zou moeten kennen
Draadloos monitoren en debuggenvoor Arduino, ESP32 en co.
Draagbare temperatuur- en vochtigheidsmetermet gebruiksklare modules
Lithium-accupacks reparerenSpaart geld + geeft meer kracht!
GUI's maken met PythonMeme-Generator
De drie grote vraagtekensWaarom wat wie Hexadoku
Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit!
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DIY-SolarakkusÜber den Selbstbau von Energiespeichern für Solaranlagen
Solarmodul-SimulatorFür Test und Optimierung von MPP-Trackern und Invertern
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Medizinische RoboterÜberwindung technischer und regulatorischer Hürden
Frostwächter für ObstpflanzenMit Temperatur-Datenlogger
Das analoge DingDer Arduino des Analog-Computings?
Sparsames NetzrelaisMit über 90% Leistungsreduzierung
Verbesserung der DC-Last ET5410A+Keep cool and be quiet!
electronica 2024 im Rückblick
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Test- und Messlabor mit Raspberry PiDas Wichtigste zuerst: Der ADC
Elektronischer LastwiderstandEin Projekt aus der Kiste
2025: Eine Odyssee in die KIEinige Projekte für das neue Jahr
Projekt-Update: Modulares DC-Leistungsmessgerät AmpVolt v2.0100 Ampere und mehr!
Projekt 2.0
Ethische Transparenz sichtbar gemachtErgebnisse der Umfrage 2024 von Ethics in Electronics
Elektor Audio-DSP FX-Prozessor-BoardTeil 2: Anwendungen erstellen
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
Plus de 50 circuits et projets
Sirène de style américain
Deux codeurs rotatifs sur une seule entrée analogique
Construire un gradateur numérique 220-V CA avec Arduino
Source de courant pour LED
Détecter quatre contacts avec une seule broche
Petit interrupteur marche/arrêt avec protection de batterie
Distributeur de désinfectant DIY pour les mains
Un orgue électronique simple
Ampli stéréo ultrasimple
Interrupteur activé par le son pour amplificateurs
Balanced/Unbalanced Converter
Filtre externe pour réseau électrique
Télécommande comodo
Boîte de direct pour smartphone
Amusez-vous avec les feux de circulation
Commande de thyristor avec un seul bouton
Posemètre quasi analogique pour chambre noire
Circuits à volonté de la communauté Hackster.io
Minuteur analogique de bronzage
Encore une interface LCD à un seul fil
Générateur PWM simple avec AVR ATtiny13
Une seconde vie pour les piles
Interrupteur tactile pour les lampes à LED
Testeur de LED et d?interrupteurs DIP
Testeur de contrôle IR Go/No-Go
Testeur de semiconducteurs de puissance
SPI pour les LED WS2812(B)
Mesure des inductances de puissance
Une seule prise pour le RPi et le CN/A audio
Accessoire de test DIY pour le compteur LCR
Ampèremètre Arduino
Orgue à deux doigts
Calibrateur de CAN à faible bruit
Convertisseur élévateur DC/DC
Deux potentiomètres sur une entrée numérique
Capteur de proximité acoustique
Capteur de radiateur sans pile
Détecter les micros et les caméras sans fil
Minuteur pour éclairage intérieur de voiture
Simulateur de bougie
Minuteur numérique de cuisine
Milliohmmètre
Minuteur de production d?eau chaude
Chargeur simple pour les batteries 2S 18650
Référence de fréquence avec ATtiny
Commutateur IR à faible puissance
Recycler le chargeur de téléphone de votre voiture
Préamplificateur de microphone pour Arduino
Filtres IEM DIY
Dé électronique sans microcontrôleur
Condensateur digital
Clignotant à LED autochargeable
Aussi dans ce numéro
KiCad 6 ? Cinq fonctionnalités à prendre en compte
Flashback ? Ordinateur SC/MP d?Elektor
Interview ? Faire de l?art avec l?électricité
Mon premier circuit imprimé ? Se lancer avec KiCad
Minimiser le matériel avec un logiciel intelligent
Infographie ? Faits et chiffres
Nouveaux dispositifs d?Analog
Flashback ? Le détecteur de métaux d?Elektor
Hexadoku ? Casse-tête pour elektorniciens
Verwirklichen Sie Ihre Projekt-Träume: Der Kilometerzähler fürs Hamsterrad, eine vollautomatische Steuerung Ihrer Ameisenfarm mit Webinterface, oder den Sandwich-O-Mat – eine Maschine, die Sandwich-Toasts nach Wahl belegt und überbackt.
Mit dem Arduino und der DIY- oder Maker-Bewegung wurde nicht nur der Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung kinderleicht, auch eine zweite Entwicklung fand statt: Findige Entwickler brachten kleine Boards – sogenannte Shields oder Module – auf den Markt, die den Einsatz von zusätzlicher Hardware stark vereinfachten. Die kleinen Baugruppen enthalten alle wichtigen elektronischen Teile, um mit ein paar Steckkabeln an den Mikrocontroller angeschlossen zu werden, so dass ein frickeliger und aufwändiger Aufbau auf dem Steckboard entfällt. Zudem ist es so möglich, auch winzig kleine Bauteile zu handhaben, die keine Anschlussbeinchen mehr haben (sogenannte SMDs).
Enthaltene Projekte
Arduino sucht Anschluss
BMP, Einführung in Bibliotheken und I²C
Mit dem Mehrzweck-Shield I/O-Grundlagen kennenlernen
I²C-LCD-Adapter und Punktmatrixanzeigen
LCD Keypad Shield
Level-Konverter
W5100: Internetanbindung
I/O-Erweiterungs-Shields
Relais und Solid-State-Relais
Das Multi-Funktions-Shield: eine universelle Bedieneinheit
SD-Kartenleser über SPI anbinden
Tasten und 7-Segmentanzeigen
16-Bit ADC
DAC MCP4725
16-fach PWM Servo-Treiber
MP3-Player
GPS-Datenlogger mit SD-Karte
Touch-Sensor
Joystick
SHT31: Temperatur und Luftfeuchtigkeit
UV A-Sensor VEML6070
VL53L0X Time-of-Flight
Ultraschallsensor-Entfernungsmesser
LED-Punktmatrixanzeige mit MAX7219
RTC DS3231
Port-Expander MCP23017
433 MHz Funk
MPU-650: Gyroskop
Beschleunigungssensor ADXL345
WS2812 RGB-LEDs
Spannungsversorgung
MQ-xx Gassensoren
CO2-Gassensor
ACS712 Stromstärkesensor
INA219 Stromstärkesensor
L298 Motortreiber
MFRC522 RFID
28BYJ-48 Stepper-Motor
TMC2209 Silent-Step-Stick
X9C10x Digitales Poti
Farb-TFT-Display mit ST7735
e-Paper Display
Bluetooth
Geigerzähler
SIM800L GSM-Modul
I²C-Multiplexer
Controller Area Network
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.