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Met de Raspberry Pi heeft u voor slechts een paar tientjes een complete computer in handen, waar op eenvoudige wijze allerlei elektronica aangesloten kan worden. In deze 2e herziene en uitgebreide versie gaan we in op een van de sterke kanten van de Raspberry Pi: de combinatie van programmeren en elektronica. Na een korte introductie van de Raspberry Pi wordt de benodigde software geïnstalleerd. Op de SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen, is die allemaal al aanwezig voor de Raspberry Pi. Aan de (optionele) Windows PC kant gebeurt dit met gratis software die u kunt downloaden. Daarna volgt een beknopte inleiding in het besturingssysteem Linux en gaan we programmeren in Bash, Python en JavaScript. De nadruk ligt hierbij op Python, maar in alle gevallen houden we het kort. We bespreken net voldoende zodat u de projecten kunt begrijpen en aan uw wensen aanpassen, en gaan dan aan de slag met leuke projecten. Maar liefst 45 spannende en interessante projecten worden in detail besproken en uitgelegd. Van wisselknipperlicht, aansluiten van een elektromotor, het verwerken en maken van analoge signalen tot lichtmeter en temperatuurregeling. Maar ook gecompliceerdere projecten zoals een motorsnelheidsregeling, webserver met CGI, client-server applicaties en Xwindows programma‘s. U kunt dit boek gebruiken als projecten boek en de projecten nabouwen en in de praktijk inzetten. Door de duidelijke uitleg, schema‘s en foto‘s van de opstellingen op een steekbord wordt het nabouwen een erg leuke bezigheid. RPi Alle software voor de RPi is voorgeïnstalleerd op een SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen. Dat wil zeggen dat alle software en drivers voor SSH, SPI, I²C, GPIO, PWM, muziek, Python Ontwikkelversie, wxPython, IdleX en de seriële verbinding gegarandeerd werken. Tevens staan alle broncodes van de projecten uitdit boek op deze kaart. Windows-PC In het gratis download-pakket dat bij dit boek hoort, vindt u de software die in dit boek gebruikt wordt op de Windows-PC handig bij elkaar in een enkel ZIP-bestand. Alle software is gratis. Tevens bevat het pakket een filmpje van de Nutteloze Doos (Useless Machine) van project 13.4. Software download-pakket WinOscillo Putty Xming WinSCP DiskImager Notepad2 IdleX Useless Box film

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A Beginner's Guide to AI and Edge Computing Artificial Intelligence (AI) is now part of our daily lives. With companies developing low-cost AI-powered hardware into their products, it is now becoming a reality to purchase AI accelerator hardware at comparatively very low costs. One such hardware accelerator is the Hailo module which is fully compatible with the Raspberry Pi 5. The Raspberry Pi AI Kit is a cleverly designed hardware as it bundles an M.2-based Hailo-8L accelerator with the Raspberry Pi M.2 HAT+ to offer high speed inferencing on the Raspberry Pi 5. Using the Raspberry Pi AI Kit, you can build complex AI-based vision applications, running in real-time, such as object detection, pose estimation, instance segmentation, home automation, security, robotics, and many more neural network-based applications. This book is an introduction to the Raspberry Pi AI Kit, and it is aimed to provide some help to readers who are new to the kit and wanting to run some simple AI-based visual models on their Raspberry Pi 5 computers. The book is not meant to cover the detailed process of model creation and compilation, which is done on an Ubuntu computer with massive disk space and 32 GB memory. Examples of pre-trained and custom object detection are given in the book. Two fully tested and working projects are given in the book. The first project explains how a person can be detected and how an LED can be activated after the detection, and how the detection can be acknowledged by pressing an external button. The second project illustrates how a person can be detected, and how this information can be passed to a smart phone over a Wi-Fi link, as well as how the detection can be acknowledged by sending a message from the smartphone to your Raspberry Pi 5.

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Zeitsteuerung, Scheduler, PIO und Zustandsmaschinen Multitasking ist der Schlüssel zu leistungsfähigen Embedded-Systemen, und zugleich eine der größten Herausforderungen in der Mikrocontroller-Programmierung. Dieses Buch zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie von einem einfachen Ein-Task-Programm zu einem strukturierten, reaktionsfähigen und skalierbaren System gelangen. Dabei steht nicht nur das Wie, sondern vor allem das Warum im Mittelpunkt. Sie lernen: warum scheinbare Parallelität entsteht weshalb blockierende Programme instabil werden wie Aufgaben effizient und kontrolliert parallel ablaufen Ausgehend vom klassischen Superloop vermittelt das Buch moderne Multitasking-Strategien – von nicht-blockierender Programmierung und Tick-Systemen bis zu Task-Schedulern, Zustandsmaschinen und ereignisgesteuerten Konzepten. Der Fokus liegt auf der Praxis: Sensoren, Displays, Kommunikation und reale Anwendungen werden Schritt für Schritt integriert und mit verständlich kommentierten Beispielprogrammen erklärt. Fortgeschrittene Themen umfassen: Multicore-Programmierung mit dem Raspberry Pi Pico asynchrones Programmieren mit uasyncio RTOS-Grundlagen mit FreeRTOS die Kombination aus Multicore und RTOS Dabei werden auch die Grenzen dieser Techniken, insbesondere unter MicroPython, klar aufgezeigt. Das Buch richtet sich an ambitionierte Einsteiger und fortgeschrittene Entwickler, die Embedded-Systeme fundiert verstehen und robuste, wartbare Multitasking-Anwendungen entwickeln möchten.

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From basics to flows for sensors, automation, motors, MQTT, and cloud services This book is a learning guide and a reference. Use it to learn Node-RED, Raspberry Pi Pico W, and MicroPython, and add these state-of-the-art tools to your technology toolkit. It will introduce you to virtual machines, Docker, and MySQL in support of IoT projects based on Node-RED and the Raspberry Pi Pico W. This book combines several elements into a platform that powers the development of modern Internet of Things applications. These elements are a flow-based server, a WiFi-enabled microcontroller, a high-level programming language, and a deployment technology. Combining these elements gives you the tools you need to create automation systems at any scale. From home automation to industrial automation, this book will help you get started. Node-RED is an open-source flow-based development tool that makes it easy to wire together devices, APIs, and online services. Drag and drop nodes to create a flowchart that turns on your lights at sunset or sends you an email when a sensor detects movement. Raspberry Pi Pico W is a version of the Raspberry Pi Pico with added 802.11n Wi-Fi capability. It is an ideal device for physical computing tasks and an excellent match to the Node-RED. Quick book facts Project-based learning approach. Assumes no prior knowledge of flow-based programming tools. Learn to use essential infrastructure tools in your projects, such as virtual machines, Docker, MySQL and useful web APIs such as Google Sheets and OpenWeatherMap. Dozens of mini-projects supported by photographs, wiring schematics, and source code. Get these from the book GitHub repository. Step-by-step instructions on everything. All experiments are based on the Raspberry Pi Pico W. A Wi-Fi network is required for all projects. Hardware (including the Raspberry Pi Pico W) is available as a kit. Downloads GitHub

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Mehr als 50 Grundlagenprojekte mit MicroPython und dem RP2040-Mikrocontroller Der Raspberry Pi Pico ist eine leistungsstarke Mikrocontroller-Platine, die speziell für das Physical Computing – also hardwarenahe Anwendungen – entwickelt wurde. Der Raspberry Pi Pico kann so programmiert werden, dass er eine einzelne Aufgabe sehr effizient ausführt und ermöglicht so schnelle Steuerungs- und Überwachungsanwendungen in Echtzeit. Der 'Pico', wie wir ihn nennen, basiert auf dem schnellen, effizienten und kostengünstigen Dual-Core ARM Cortex-M0+ RP2040 Mikrocontroller-Chip, der mit bis zu 133 MHz läuft und über 264 KB SRAM und 2 MB Flash-Speicher verfügt. Neben dem großen Speicher hat der Pico noch weitere attraktive Eigenschaften, darunter eine große Anzahl von GPIO-Pins sowie gängige Schnittstellen wie ADC, SPI, I²C, UART und PWM. Als Krönung bietet der Chip schnelle und genaue Timer, eine Hardware-Debug-Schnittstelle und einen internen Temperatursensor. Zur Programmierung lassen sich leicht die gängigen Hochsprachen wie MicroPython oder C/C++ verwenden. Dieses Buch ist eine Einführung in die Verwendung des Pico mit der Programmiersprache MicroPython. In allen Projekten wird die Thonny-Entwicklungsumgebung (IDE) eingesetzt. Über 50 Projekte decken folgende Themen ab: Installation von MicroPython auf dem Raspberry Pi Pico Timer-Interrupts und externe Interrupts Projekte mit Analog-Digital-Wandler (ADC) Verwendung des internen sowie externer Temperatursensoren Datenlogger Projekte zur PWM, UART, I²C-Bus und SPI-Bus Wi-Fi und Bluetooth für die Kommunikation mit Smartphones Projekte mit dem Digital-Analog-Wandler (DAC) Alle in diesem Buch vorgestellten Projekte wurden vollständig getestet und sind funktionsfähig. Es werden keine Programmier- oder Elektronikkenntnisse vorausgesetzt, um sie nachzuvollziehen. Für alle beschriebenen Projekte gibt es kurze Beschreibungen, Blockdiagramme, detaillierte Schaltpläne und vollständige MicroPython-Programmlistings. Die Listings sind auch auf der zum Buch gehörenden Elektor-Webseite zu finden.

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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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For Raspberry Pi, ESP32 and nRF52 with Python, Arduino and Zephyr Bluetooth Low Energy (BLE) radio chips are ubiquitous from Raspberry Pi to light bulbs. BLE is an elaborate technology with a comprehensive specification, but the basics are quite accessible. A progressive and systematic approach will lead you far in mastering this wireless communication technique, which is essential for working in low power scenarios. In this book, you’ll learn how to: Discover BLE devices in the neighborhood by listening to their advertisements. Create your own BLE devices advertising data. Connect to BLE devices such as heart rate monitors and proximity reporters. Create secure connections to BLE devices with encryption and authentication. Understand BLE service and profile specifications and implement them. Reverse engineer a BLE device with a proprietary implementation and control it with your own software. Make your BLE devices use as little power as possible. This book shows you the ropes of BLE programming with Python and the Bleak library on a Raspberry Pi or PC, with C++ and NimBLE-Arduino on Espressif’s ESP32 development boards, and with C on one of the development boards supported by the Zephyr real-time operating system, such as Nordic Semiconductor's nRF52 boards. Starting with a very little amount of theory, you’ll develop code right from the beginning. After you’ve completed this book, you’ll know enough to create your own BLE applications.

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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

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World’s Most Popular ROS Platform TurtleBot is the most popular open source robot for education and research. The new generation TurtleBot3 is a small, low cost, fully programmable, ROS based mobile robot. It is intended to be used for education, research, hobby and product prototyping. Affordable Cost TurtleBot was developed to meet the cost-conscious needs of schools, laboratories and companies. TurtleBot3 is the most affordable robot among the SLAM-able mobile robots equipped with a 360° Laser Distance Sensor LDS-01. ROS Standard The TurtleBot brand is managed by Open Robotics, which develops and maintains ROS. Nowadays, ROS has become the go-to platform for all the roboticists around the world. TurtleBot can be integrated with existing ROS-based robot components, but TurtleBot3 can be an affordable platform for whom want to get started learning ROS. Extensibility TurtleBot3 encourages users to customize its mechanical structure with some alternative options: open source embedded board (as a control board), computer and sensors. TurtleBot3 Waffle Pi is a two-wheeled differential drive type platform but it is able to be structurally and mechanically customized in many ways: Cars, Bikes, Trailers and so on. Extend your ideas beyond imagination with various SBC, sensors and motors on a scalable structure. Modular Actuator for Mobile Robot TurtleBot3 is able to get a precise spatial data by using 2 DYNAMIXEL’s in the wheel joints. DYNAMIXEL XM series can be operated by one of 6 operating modes (XL series: 4 operating modes): Velocity control mode for wheels, Torque control mode or Position control mode for joint, etc. DYNAMIXEL can be used even to make a mobile manipulator which is light but can be precisely controlled with velocity, torque and position control. DYNAMIXEL is a core component that makes TurtleBot3 perfect. It is easy to assemble, maintain, replace and reconfigure. Open Control Board for ROS The control board is open-sourced in hardware wise and in software wise for ROS communication. The open source control board OpenCR1.0 is powerful enough to control not only DYNAMIXEL’s but also ROBOTIS sensors that are frequently being used for basic recognition tasks in cost effective way. Various sensors such as Touch sensor, Infrared sensor, Color sensor and a handful more are available. The OpenCR1.0 has an IMU sensor inside the board so that it can enhance precise control for countless applications. The board has 3.3 V, 5 V, 12 V power supplies to reinforce the available computer device lineups. Open Source The hardware, firmware and software of TurtleBot3 are open source which means that users are welcomed to download, modify and share source codes. All components of TurtleBot3 are manufactured with injection molded plastic to achieve low cost, however, the 3D CAD data is also available for 3D printing. Specifications Maximum translational velocity 0.26 m/s Maximum rotational velocity 1.82 rad/s (104.27 deg/s) Maximum payload 30 kg Size (L x W x H) 281 x 306 x 141 mm Weight (+ SBC + Battery + Sensors) 1.8 kg Threshold of climbing 10 mm or lower Expected operating time 2h Expected charging time 2h 30m SBC (Single Board Computers) Raspberry Pi 4 (2 GB RAM) MCU 32-bit ARM Cortex-M7 with FPU (216 MHz, 462 DMIPS) Remote Controller RC-100B + BT-410 Set (Bluetooth 4, BLE) Actuator XL430-W210 LDS (Laser Distance Sensor) 360 Laser Distance Sensor LDS-01 or LDS-02 Camera Raspberry Pi Camera Module v2.1 IMU Gyroscope 3 AxisAccelerometer 3 Axis Power connectors 3.3 V/800 mA5 V/4 A12 V/1 A Expansion pins GPIO 18 pinsArduino 32 pin Peripheral 3x UART, 1x CAN, 1x SPI, 1x I²C, 5x ADC, 4x 5-pin OLLO DYNAMIXEL ports 3x RS485, 3x TTL Audio Several programmable beep sequences Programmable LEDs 4x User LED Status LEDs 1x Board status LED1x Arduino LED1x Power LED Buttons and Switches 2x Push buttons, 1x Reset button, 2x Dip switch Battery Lithium polymer 11.1 V 1800 mAh / 19.98 Wh 5C PC connection USB Firmware upgrade via USB / via JTAG Power adapter (SMPS) Input: 100-240 VAC 50/60 Hz, 1.5 A @maxOutput: 12 VDC, 5 A Downloads ROS Robot Programming GitHub E-Manual Community

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Zeitsteuerung, Scheduler, PIO und Zustandsmaschinen Multitasking ist der Schlüssel zu leistungsfähigen Embedded-Systemen, und zugleich eine der größten Herausforderungen in der Mikrocontroller-Programmierung. Dieses Buch zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie von einem einfachen Ein-Task-Programm zu einem strukturierten, reaktionsfähigen und skalierbaren System gelangen. Dabei steht nicht nur das Wie, sondern vor allem das Warum im Mittelpunkt. Sie lernen: warum scheinbare Parallelität entsteht weshalb blockierende Programme instabil werden wie Aufgaben effizient und kontrolliert parallel ablaufen Ausgehend vom klassischen Superloop vermittelt das Buch moderne Multitasking-Strategien – von nicht-blockierender Programmierung und Tick-Systemen bis zu Task-Schedulern, Zustandsmaschinen und ereignisgesteuerten Konzepten. Der Fokus liegt auf der Praxis: Sensoren, Displays, Kommunikation und reale Anwendungen werden Schritt für Schritt integriert und mit verständlich kommentierten Beispielprogrammen erklärt. Fortgeschrittene Themen umfassen: Multicore-Programmierung mit dem Raspberry Pi Pico asynchrones Programmieren mit uasyncio RTOS-Grundlagen mit FreeRTOS die Kombination aus Multicore und RTOS Dabei werden auch die Grenzen dieser Techniken, insbesondere unter MicroPython, klar aufgezeigt. Das Buch richtet sich an ambitionierte Einsteiger und fortgeschrittene Entwickler, die Embedded-Systeme fundiert verstehen und robuste, wartbare Multitasking-Anwendungen entwickeln möchten.

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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

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Mit RPi-basierten Tools und Messgeräten Amateurfunkstationen bauen und programmieren Obwohl viele Funkamateure immer noch mit klassischer HF- und Mobilfunkausrüstung arbeiten, ist der Einsatz von Computern und digitalen Techniken inzwischen sehr beliebt. Heutzutage kann jeder für ca. 40 € einen Raspberry Pi-Computer kaufen und fast jede Amateurfunk-Software auf dem 'RPi' ausführen. Die RTL-SDR-Geräte sind bei Funkamateuren sehr beliebt, weil sie sehr preiswert sind und viele Funktionen bieten. Ein Basissystem kann aus einem USB-basierten RTL-SDR-Dongle mit einer geeigneten Antenne, einem RPi-Computer, einem USB-basierten externen Audio-Eingangs-/ Ausgangsadapter und einer auf dem RPi installierten Software bestehen. Mit einer solch einfachen Einrichtung ist es möglich, Signale von etwa 24 MHz bis über 1,7 GHz zu empfangen. Dieses Buch richtet sich an Funkamateure, die lernen wollen, wie man mit dem Raspberry Pi elektronische Projekte baut. Das Buch eignet sich für die gesamte Bandbreite von Anfängern bis hin zu alten Hasen im Amateurfunk. Die schrittweise Installation des Betriebssystems wird mit vielen Details zu den gängigsten Linux-Befehlen beschrieben. Einige Kenntnisse der Programmiersprache Python sind erforderlich, um die im Buch beschriebenen Projekte zu verstehen und zu bearbeiten. Zu den im Buch entwickelten Beispielprojekten gehören eine Stationsuhr, ein Signalgenerator, der Entwurf eines Transistorverstärkers, der Entwurf eines aktiven Filters, ein Morsezeichen-Übungsgerät, ein Frequenzzähler, ein HF-Meter und vieles mehr. Für jedes Projekt werden das Blockdiagramm, der Schaltplan und der vollständige Python-Quellcode angegeben, einschließlich der vollständigen Beschreibung der Projekte. Neben der umfassenden Behandlung von RTL-SDR für Amateurfunk fasst das Buch auch die Installations- und Gebrauchsanweisungen der folgenden Amateurfunkprogramme zusammen, die Sie auf ihrem Raspberry Pi ausführen können: TWCLOCK, Klog, Gpredict, FLDIGI, DIRE WOLF, xcwcp, QSSTV, LinPsk, Ham Clock, CHIRP, xastir und CQRLOG.

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