Learn RC and RL Filters with Hands-On Circuits and Simulation
Introduction to Electronic Filters is your comprehensive guide to understanding, designing, and applying first-order electronic filters using resistors, capacitors, and inductors. Whether you are a student, maker, or educator, this book demystifies the theory behind RC and RL filters and bridges the gap between concepts and real-world applications through simulation and experimentation.
From the basics of frequency response and phase shift to hands-on breadboard builds and Python-based simulations, this book offers a deeply practical learning experience. You will learn to analyse filters using Bode plots and phasors, and explore applications in audio tone shaping, sensor signal conditioning, noise reduction, and power supply filtering.
As you progress, you’ll build, measure, simulate, and tune filters using modern tools like CircuitLab, Python, and the Analog Discovery 3. Each chapter includes thoughtfully crafted activities that reinforce learning by doing – designing filters for specific tasks, simulating dynamic behaviour, and observing how theory translates into performance.
Inside you’ll find:
A clear introduction to the fundamentals of electronic filters
Detailed explanations of RC and RL filters, cutoff frequency, and phase
Guided activities using both simulation and hardware tools
Real-life applications in audio, sensors, power supplies, and more
A beginner-friendly primer on Python and algebra for electronics
Whether you’re working through simulations or experimenting with real components on your workbench, this book will help you develop a solid understanding of electronic filters and their role in practical circuits.
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.
De mens is van nature uitgerust met sensoren voor geluid, licht, geur, smaak en gevoel. Zintuigen die met elektronica slechts ten dele gekopieerd kunnen worden. Met de Elektor sensorkit kunnen we wel aardig in de buurt komen.
Sensoren kunnen elektronica aansturen, maar ze kunnen ons ook van informatie voorzien. Daarom vormt niet alleen het meten van grootheden, maar ook het zichtbaar maken ervan via de Arduino seriële monitor een niet onbelangrijk deel van dit boek.
De microprocessor ATtiny85 die de Arduino-taal begrijpt, maakt het experimenteren met sensoren gemakkelijk en goedkoop. We zullen niet snel een Arduino-kaartje vast solderen in een permanente opstelling. Bij een achtpotige ATtiny zal dat geen schuldgevoel opleveren. Dat neemt niet weg dat alle sketches gewoon op elk Arduino-board draaien met mogelijk hier en daar een aanpassing van pennummers omdat die kunnen verschillen met reguliere Arduino-boards.
We zullen uitgebreid aandacht besteden aan het programmeren van de ATtiny. Veel schakelingen zijn bruikbaar in het natuurkundepracticum op school of voor bedrijfsmatige toepassingen. Maar de nadruk ligt toch wel op de (beginnende) elektronicahobbyist die zijn vrije tijd op een leuke maar vooral ook nuttige manier wil besteden. Want meer dan ooit tevoren heeft techniek de toekomst.
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.
35 Projekte mit Raspberry Pi und Arduino
Das Internet of Things (Internet der Dinge) ist eine unumkehrbare Entwicklung. Wir möchten gerne alles im Haus mit unserem Smartphone oder Tablet erledigen – von Facebook bis Fernsehen, Lampen steuern oder die Heizungstemperatur einstellen.
In diesem Buch stellen wir 35 interessante und nützliche Projekte vor, die demonstrieren, wie Sie selbst ein Internet-of-Things-System anlegen können. Wir gehen auf die Hardware ein, einer perfekten Symbiose von Raspberry Pi und Arduino, und entwickeln die Software, die eine Steuerung über das Internet verwirklicht. Wir setzen dabei WLAN- und Funkverbindungen ein und vermeiden so einen Kabelsalat im Haus.
Wenn Sie die Projekte aufbauen, verfügen Sie über ein vollständiges Internet-of-Things-System, mit dem Sie alles im Haus bedienen, steuern und überwachen können, zum Beispiel ob Post im Briefkasten steckt oder das Auto in der Garage steht. Sie können bequem vom Sofa aus das Licht einschalten oder die Alarmanlage aktivieren/deaktivieren. Durch die ausführlichen Erläuterungen wird es Ihnen ein Leichtes sein, Projekte anzupassen, um zum Beispiel die Kaffeemaschine oder das Fernsehgerät aus der Ferne ein- und auszuschalten. Über den Index finden Sie leicht kreative Projekte, die Ihnen als Ausgangspunkt für eigene Entwicklungen dienen können, mit denen Sie selber alles, was Sie wollen, mit dem Internet verbinden können.
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.
Hands-on in more than 50 projects
STM32 Nucleo family of processors are manufactured by STMicroelectronics. These are low-cost ARM microcontroller development boards. This book is about developing projects using the popular STM32CubeIDE software with the Nucleo-L476RG development board. In the early Chapters of the book the architecture of the Nucleo family is briefly described.
The book covers many projects using most features of the Nucleo-L476RG development board where the full software listings for the STM32CubeIDE are given for each project together with extensive descriptions. The projects range from simple flashing LEDs to more complex projects using modules, devices, and libraries such as GPIO, ADC, DAC, I²C, SPI, LCD, DMA, analogue inputs, power management, X-CUBE-MEMS1 library, DEBUGGING, and others. In addition, several projects are given using the popular Nucleo Expansion Boards. These Expansion Boards plug on top of the Nucleo development boards and provide sensors, relays, accelerometers, gyroscopes, Wi-Fi, and many others. Using an expansion board together with the X-CUBE-MEMS1 library simplifies the task of project development considerably.
All the projects in the book have been tested and are working. The following sub-headings are given for each project: Project Title, Description, Aim, Block Diagram, Circuit Diagram, and Program Listing for the STM32CubeIDE.
In this book you will learn about
STM32 microcontroller architecture;
the Nucleo-L476RG development board in projects using the STM32CubeIDE integrated software development tool;
external and internal interrupts and DMA;
DEBUG, a program developed using the STM32CubeIDE;
the MCU in Sleep, Stop, and in Standby modes;
Nucleo Expansion Boards with the Nucleo development boards.
What you need
a PC with Internet connection and a USB port;
STM32CubeIDE software (available at STMicroelectronics website free of charge)
the project source files, available from the book’s webpage hosted by Elektor;
Nucleo-L476RG development board;
simple electronic devices such as LEDs, temperature sensor, I²C and SPI chips, and a few more;
Nucleo Expansion Boards (optional).
Dieses Buch beschäftigt sich mit DC-Elektromotoren und deren Einsatz in Arduino und Raspberry Pi Zero W-Projekten. Das Buch enthält zahlreiche Motorsteuerungsprojekte, wobei jedes Projekt denselben Aufbau besitzt:
Projekttitel
Beschreibung des Projekts
Blockschaltbild
Schaltplan
Zusammenbau
Vollständiges Programmlisting
Umfassende Erläuterung des Programms
Die Projekte im Buch umfassen die Standard-DC-Motoren, Schrittmotoren, Servomotoren und mobile Roboter. Das Buch richtet sich an Elektronik-Bastler, die Projekte mit dem Arduino Uno oder dem Raspberry Pi Zero W entwickeln und dabei Motoren einsetzen möchten.
Ein besonders reizvolles Projekt dieses Buches ist die Fernsteuerung eines mobilen Roboters von einem Mobiltelefon aus mit dem Arduino Uno sowie dem Raspberry Pi Zero W. Dieses Projekt wird sowohl über Wi-Fi als auch über Bluetooth mit dem Handy gesteuert. Die Leser sollten in der Lage sein, einen Roboter vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen, indem sie einfache Befehle vom Mobiltelefon aus senden.
Die vollständigen Programmlistings aller Projekte sowie die detaillierten Programmbeschreibungen finden Sie im Buch. Der Leser kann die Projekte Schritt für Schritt nachbauen oder sie an die eigenen Bedürfnisse anpassen.
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.
Praxisnahe Projekte, Profi-Tricks und eigene Anwendungen
Dieses Buch führt Sie Schritt für Schritt in die faszinierende Welt der State Machines ein und zeigt, wie Sie Hardware direkt und effizient ansteuern können – jenseits klassischer CPU-gesteuerter Ansätze.
In diesem Buch lernen Sie:
LEDs und NeoPixel kreativ steuern: Blinken, Dimmen, Farbwechsel und komplexe Animationen
Taster und Encoder zuverlässig auslesen und in Echtzeit in Ihre Projekte integrieren
Analoge Eingänge (ADC) nutzen und Signale digital steuern
Servos präzise ansteuern und Bewegungsabläufe automatisieren
SPI mit PIO umsetzen, um Displays, Sensoren und Module anzusteuern
Menüsysteme und Submenüs auf SPI-Displays realisieren, inklusive Navigation über mehrere Taster
PWM, Signalgenerierung und Frequenzsteuerung für akustische oder visuelle Effekte
Debugging-Strategien und Tipps, um Ihre PIO-Programme effizient zu entwickeln
Alle Beispiele sind praxisnah, sofort umsetzbar und zuverlässig. Mit klaren Anleitungen, Hintergrundwissen und fertigen Codebeispielen lernen Sie, die PIO-Fähigkeiten des Pico maximal zu nutzen – egal ob für Maker-Projekte, Prototypen oder professionelle Anwendungen.
Erleben Sie, wie Sie komplexe Hardwaresteuerung elegant mit dem Pico realisieren können – schneller, flexibler und leistungsfähiger als je zuvor.
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.
STM32 Nucleo family of processors are manufactured by STMicroelectronics. These are low-cost ARM microcontroller development boards. This book is about developing projects using the popular Nucleo development board. In the early chapters of the book, the architecture of the Nucleo family is briefly described.
Software development tools that can be used with the Nucleo boards such as the Mbed, Keil MDK, TrueSTUDIO, and the System Workbench are described briefly in later Chapters.
The book covers many projects using most features of the STM32 Nucleo development boards where the full software listings for Mbed and System Workbench are given for every project. The projects range from simple flashing LEDs to more complex projects using modules and devices such as GPIO, ADC, DAC, I²C, LCD, analog inputs and others.
In addition, several projects are given using the Nucleo Expansion Boards, including popular expansion boards such as solid-state relay, MEMS and environmental sensors, DC motor driver, Wi-Fi, and stepper motor driver.
These Expansion Boards plug on top of the Nucleo development boards and simplify the task of project development considerably.
Features of this book
Learn the architecture of the STM32 microcontrollers
Learn how to use the Nucleo development board in projects using Mbed and System Workbench Toolchains
Learn how to use the Nucleo Expansion Boards with the Nucleo development boards
Update
The Mbed compiler has been replaced with two software packages: The Mbed Studio and Keil Studio Cloud. Both of these software packages are free of charge and are available on the Internet. If you need assistance using the Keil Studio Cloud, please download the Guide below.
