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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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This complete STM32 microcontroller programming course features a textbook, a component kit, hands-on projects, and a comprehensive online course. It is ideal for step-by-step learning of embedded systems programming in MicroPython using a practical, hands-on approach. A Practical Introduction to Embedded Systems with the STM32 This course is designed for people who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to get started. A kit of parts comprising LEDs and resistors, switches, sensors and actuators, displays, a breadboard and wires, and more is included. These are used in the course to illustrate example applications. No prior experience with MicroPython or embedded development is required. Each section features hands-on examples and mini projects designed to reinforce key concepts and inspire deeper exploration. By the end of the course, you’ll be able not only to reproduce the examples but also to build on them with your own ideas and applications. What Will You Learn? Microcontroller programming in MicroPython on the STM32 using the Thonny IDE Working with Digital I/O, read buttons and encoders, control LEDs and relays Read analog inputs, voltages, and analog sensors Generating analog output signals and PWM Use serial communication like UART, I²C and SPI to control displays and read digital sensors and SD cards Managing time Working with interrupts Real-time sensor input and control via buttons, LEDs, and displays Control actuators like relays and servo motors Who Is It For? Students and self-learners exploring embedded systems Makers and IoT enthusiasts looking to improve their hardware skills Educators and trainers seeking ready-to-teach material What's Inside the Box? Access to the full course on the Elektor Academy Pro Learning Platform STM32 NUCLEO-F411RE microcontroller board Book: MicroPython for STM32 Downloadable project files for every module Component Box: 2× LED, red, 5 mm LED, green, 5 mm 3× Resistor, 470 Ω, 0.25 W LDR Potentiometer, 10 kΩ, linear Pushbutton Rotary encoder module Relay module DHT22 Humidity & Temperature Sensor TM1637-compatible 4-digit 7-segment display MPU-6050 IMU with headers SSD1306-compatible I²C OLED display Micro SD card adapter with header Buzzer SG90 Micro Servo ILI9341-compatible SPI 240×320 TFT display 20× Jumper wires Breadboard

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Learn to interface and program hardware devices in a wide range of useful applications, using ARM7 microcontrollers and the C programming language. Examples covered in full detail include a simple LED to a multi-megabyte SD card running the FAT file system. Features of this book Build prototype circuits on breadboard or Veroboard and interface to ARM microcontrollers. A 32-bit ARM7 microcontroller is used in interfacing and software examples. Interfacing principles apply to other ARM microcontrollers and other non-ARM microcontrollers as well. Example programs are written in the C programming language. Use only free or open source software. Download and install all programming tools from the Internet. Template project files are provided for easy project creation. Hardware Interface to LEDs, transistors, optocouplers, relays, solenoids, switches, keypads, LCD displays, seven segment displays, DC motors, stepper motors, external analogue signals using the ADC, RS232, RS-485, TWI, USB, SPI and SD memory cards. Software Once hardware has been interfaced to a microcontroller, software must be written to control the hardware. You will learn how to write programs to operate externally interfaced hardware devices, use timers and interrupts. Also learn how to port FAT file system code for use with an SD memory card, program the PWM to produce an audio sine wave, program the PWM to speed control a DC motor and more. A chapter on more advanced ARM microcontrollers is included with an overview of some of the newest ARM microcontrollers and their features.

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Projects with Thonny-IDE, uPyCraft-IDE, and ESP32 The 'Python' programming language has enjoyed an enormous upswing in recent years. Not least, various single-board systems such as the Raspberry Pi have contributed to its popularity. But Python has also found widespread use in other fields, such as artificial intelligence (AI) or machine learning (ML). It is obvious, therefore, to use Python or the 'MicroPython' variant for use in SoCs (Systems on Chip) as well. Powerful controllers such as the ESP32 from Espressif Systems offer excellent performance as well as Wi-Fi and Bluetooth functionality at an affordable price. With these features, the Maker scene has been taken by storm. Compared to other controllers, the ESP32 has a significantly larger flash and SRAM memory, as well as a much higher CPU speed. Due to these characteristics, the chip is not only suitable for classic C applications, but also for programming with MicroPython. This book introduces the application of modern one-chip systems. In addition to the technical background, the focus is on MicroPython itself. After the introduction to the language, the programming skills learned are immediately put into practice. The individual projects are suitable for use in the laboratory as well as for everyday applications. So, in addition to the actual learning effect, the focus is also on the joy of building complete and useful devices. By using laboratory breadboards, circuits of all kinds can be realized with little effort, turning the testing and debugging of the 100% homebrew projects into an instructive pleasure. The various applications, such as weather stations, digital voltmeters, ultrasound range finders, RFID card readers or function generators, make the projects presented ideally suited for practical courses or subject and study work in the natural sciences, or in science and technology classes.

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Arduino-compatible, ESP32-controlled, 2-wheeled Balancing Robot The Elektor Mini-Wheelie is an experimental autonomous self-balancing robot platform. Based on an ESP32-S3 microcontroller, the self-balancing robot is fully programmable using the Arduino environment and open-source libraries. Its wireless capabilities allow it to be controlled remotely over Wi-Fi, Bluetooth or ESP-NOW or to communicate with a user or even another robot. An ultrasonic transducer is available for detecting obstacles. Its color display can be used for displaying cute facial expressions or, for the more down-to-earth users, cryptic debug messages. The robot comes as a neat kit of parts that you must assemble yourself. Everything is included, even a screwdriver. Note: The Mini-Wheelie is an educational development platform intended for learning, experimentation, and robotics development. It is not classified as a toy for children, and its features, documentation, and intended audience reflect this purpose. The product is aimed at students, educators, and developers who wish to explore robotics, programming, and hardware integration in an educational setting. Specifications ESP32-S3 microcontroller with Wi-Fi and Bluetooth MPU6050 6-axis Inertial Measurement Unit (IMU) Two independently controlled 12 V electric motors with tachometer Ultrasonic transducer 2.9" TFT color display (320 x 240) MicroSD card slot Battery power monitor 3S rechargeable Li-Po battery (11.1 V/2200 mAh) Battery charger included Arduino-based open-source software Dimensions (W x L x H): 23 x 8 x 13 cm Included 1x ESP32-S3 Mainboard + MPU6050 module 1x LCD board (2.9 inch) 1x Ultrasonic sensor 1x Battery pack (2200 mAh) 1x Battery charger 1x Motor tyre kit 1x Case board 1x Acrylic board 1x Screwdriver 1x Protective strip 1x Flex cable B (8 cm) 1x Flex cable A (12 cm) 1x Flex cable C 4x Copper column A (25 mm) 4x Copper column B (55 mm) 4x Copper column C (5 mm) 2x Plastic nylon column 8x Screws A (10 mm) 24x Screws B (M3x5) 8x Nuts 24x Metal washers 2x Zip tie 1x MicroSD card (32 GB) Downloads Documentation

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Dit boek bevat 50 leuke en spannende projecten met PIC microcontrollers zoals een laser alarm, USB plaagmuis, eierwekker, jongerenverjager, geluidsschakelaar, capacitieve vloeistofniveau meting, 'vinger in het water' sensor, bewaking van een ruimte met een camera, 220 volt lichtdimmer, pratende microcontroller en nog veel meer. Er komen talloze technieken aan de orde zoals relais, wisselstroomregeling (ook 220 volt), I2C, SPI, RS232, USB, puls breedte modulatie, rotary encoder, interrupts, infrarood, analoog-digitaal conversie (en andersom), 7-segment display en zelfs CAN bus. U kunt dit boek gebruiken om de verschillende projecten na te bouwen en daarna in de praktijk te brengen. Door de duidelijke uitleg, schema's en zelfs foto's van de opstelling is het nabouwen een leuke bezigheid. Bij ieder project wordt uitgelegd waarom het juist op die manier is uitgevoerd, en wordt kort de theorie behandeld. U kunt dit boek dus gebruiken als studieboek, of als basis voor grotere en ingewikkeldere projecten. Alle schakelingen zijn op een steekbord uitgevoerd zodat uitbreiden en aanpassen gemakkelijk is. De drie PIC microcontrollers die in dit boek gebruikt worden, zijn de 16f877A, 18f4455 en 18f4685. Daarnaast komt aan de orde hoe u de programma's van de ene naar de andere microcontroller kunt overzetten (er worden 15 types ondersteund) inclusief twee praktijkvoorbeelden. Alle benodigde software kunt u gratis downloaden. Dat geldt ook voor de open source programmeertaal JAL. Deze krachtige maar toch eenvoudig te leren taal wordt zowel door hobbyisten als professionals gebruikt. Dit boek is ook goed te gebruiken als naslagwerk. U kunt er de uitleg van alle opdrachten van de programmeertaal JAL in terugvinden, en tevens van de gebruikte uitbreidingsbibliotheken. Via de index vindt u gemakkelijk projecten die als voorbeeld kunnen dienen voor de belangrijkste JAL opdrachten. Zelfs wanneer u alle projecten een keer gemaakt hebt, zal dit boek nog lang een plekje naast uw PC behouden.

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In dit boek gebruiken we JAL (Just Another Language) om de PIC-microcontroller te programmeren in 60 oefeningen. JAL is makkelijk in gebruik en is een goede basis om programmeren in andere talen snel te leren. Na het lezen en toepassen van de voorbeelden in dit boek kan iedereen die zich hierin serieus heeft verdiept met behulp van JAL zelf de microcontroller aansturen. Je leert onder meer het programmeren van timers, analoog/digitaal omzetters, comparators, pulsbreedte regeling voor motoren en geluid, LED- en LCD-scherm aansturing, USB-connectie en communicatiemogelijkheden met computers of andere microcontrollers. Ook weet je aan het eind van het boek wat je moet doen om nu nog onbekende mogelijkheden te gaan toepassen. Met deze kennis kan iedereen van beginner tot meer gevorderde zijn creativiteit vorm geven in projecten met microcontrollers. Wil je verder met leren programmeren dan legt dit boek ook een zeer goede basis. Wie goed met JAL overweg kan en zich de gestructureerde wijze van denken heeft aangeleerd, zal de stap naar andere programmeertalen zoals Python, C++ enz. kunnen maken. Ook het programmeren van minicomputers zoals de Raspberry Pi en Arduino zijn mogelijkheden. Om te starten is geen kennis van elektronica nodig. Wie niets weet van elektronica, krijgt overal in het boek de noodzakelijke kennis aangereikt. Alle belangrijke en benodigde informatie staat in de tekst.

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Wie enigszins bekend is met moderne microprocessor systemen als Arduino, kent ongetwijfeld ook de problemen met dit soort kaarten. Ze zijn te duur om voor elk project een aparte kaart aan te schaffen en zijn bovendien nogal fors van formaat. Het aardige van de ATtiny is dat de schijn bedriegt. Het lijkt een klein IC met een beperkt toepassingsgebied, maar het heeft een verbazingwekkend scala aan (speelse) mogelijkheden. Dit boek beschrijft de enorme veelzijdigheid van de ATtiny microcontroller aan de hand van ongeveer vijftig leuke elektronica projecten, speciaal gericht op de beginner.  De meeste ontwerpen zijn volledig uitgewerkt, enkele zijn meer als ontwerpidee gepresenteerd. De inhoudsopgave laat zien dat we ons op vele terreinen zullen begeven, van zonnevolger tot helling indicator. Dit boek is beslist geen theorieboek. Het is een boek dat gelezen zal worden met de soldeerbout in de hand. Voor het programmeren van de ATtiny maken we dankbaar gebruik van een Arduino kaart. Als de Arduino ingesteld word als programmer, kunnen we er de meeste Arduino “sketches” mee overzetten naar de ATtiny. We wensen u veel plezier met het nabouwen van de schakelingen.

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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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This book contains 50 fun and exciting projects for PIC microcontrollers such as a laser alarm, USB teasing mouse, eggtimer, youth repellent, soundswitch, capacitive liquid level gauge, 'finger in the water' sensor, guarding a room using a camera, mains light dimmer (110-240 volts), talking microcontroller and much more. Several different techniques are discussed such as relay, alternating current control including mains, I²C, SPI, RS232, USB, pulse width modulation, rotary encoder, interrupts, infrared, analog-digital conversion (and the other way around), 7-segment display and even CAN bus. You can use this book to build the projects for your own use. The clear explanations, schematics and even pictures of each project make this a fun activity. For each project the theory is discussed and why the project has been executed in that particular way. That means you can also use this book as a studybook, or as basis for larger and more complicated projects. All projects use a breadboard so modification and expansion is easy. Three PIC microcontrollers are used, the 16f877A, 18f4455 and 18f4685. It is also discussed how you can migrate your project from one microcontroller to another – 15 types are supported - including two example projects. All software that is used in this book can be downloaded for free. That also applies to the open source programming language JAL. This powerful and yet easy to learn language is used by hobbyists as well as professionals. This book can also be used as a reference guide. It explains all JAL commands, as well as the expansion libraries. Using the index you can easily find example projects that illustrate the use of these commands. Even when you have built all projects in this book you will still want to keep it within arm's reach.

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The Piccolino rapid development board can be used to design microcontroller circuits quickly. The Piccolino has a fast 16f887 PIC microcontroller, voltage regulator, and communications module, and can be easily extended using its four headers. This e-book contains 30 projects based on the Piccolino. We'll use its unique communications facilities and get the Piccolino to communicate with programs on a PC. On the PC, we use the free programming language Small Basic. You can use this to create Windows programs with buttons and graphs quickly. You will learn how to analyze components such as inductors, capacitors, and OPAMPs, and how to display the measurement results in a graphical format. This will help you to design your circuits easily. We will then start to adapt to the Piccolino. We'll add components to it to make it more powerful, with extra features such as flow control and digital to analog conversion. The clear instructions will enable you to design and build your adaptations. This way you can make your custom designed Piccolino. We'll end up making an extension: a PCB that that can be mounted on the Piccolino headers. As an example, we'll design and build an extension for an LCD. You can use the included board layout to make your PCB or have it made for you. At the same time, you will learn how to make your extensions. The only limitation is your imagination! The clear descriptions along with circuit diagrams and photos, will make the building of these projects an enjoyable experience. Each project has a clear explanation of the reasons why it was designed in a particular way. This helps you learn a lot about the Piccolino, as well as Small Basic, and the components that are used in this e-book. You can adapt the projects to suit your requirements or combine several projects.

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