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Elektor 01-02/2021 als PDF (DE)

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Verstehen und effektiv einsetzen Was in der Elektronik geschieht, ist mit bloßem Auge unsichtbar. Das Instrument, mit dem sich elektrische Signale präzise visualisieren lassen und die Effekte der Elektronik für uns sichtbar werden, ist das Oszilloskop. Leider wagt man sich beim Einstieg in die Elektronik oft ohne Oszilloskop vor. Man tappt dann im Dunkeln, sowohl praktisch als auch gedanklich. Die erste Beobachtung eines elektrischen Signals auf einem Bildschirm ist eine Offenbarung. Niemand möchte dieses Erlebnis danach noch einmal missen. Es gibt kein Zurück mehr. Wer in der Elektronik mit Freude und Verständnis vorankommen möchte, braucht unbedingt ein Oszilloskop. Dann stellt sich zunächst die Frage: Wie wählt man das richtige Oszilloskop aus? Und kaum ist diese Frage beantwortet, tauchen bereits die nächsten auf, die sich letztlich auf eine zentrale Frage reduzieren lassen: Wie nutzt man das Oszilloskop so, dass die Anzeige die Realität der Signale korrekt widerspiegelt? Rémy Mallard ist ein leidenschaftlicher Vermittler komplexer technischer Themen mit dem Talent, diese verständlich und fesselnd zu präsentieren. In diesem Buch beantwortet er wichtige Fragen zur Verwendung eines Oszilloskops und bietet zahlreiche Anleitungen, um die elektrischen Signale elektronischer Systeme zu erforschen und zu verstehen. Dank seines verständlichen Stils und seiner praktischen Einblicke ist dieses Buch ein wertvolles Werkzeug für alle, die ihr Elektronikwissen vertiefen möchten.

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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.

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Praktische Anwendungen und Projekte mit Arduino, ESP32 und RP2040 Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Regelungstechnik mit Arduino und ESP32! Dieses Buch bietet Ihnen einen praxisnahen Einstieg in die klassischen und modernen Methoden der Regelung, darunter PID-Regler, Fuzzy-Logik und Sliding-Mode-Regler. Im ersten Teil lernen Sie die Grundlagen der beliebten Arduino-Controller, wie den Arduino Uno und den ESP32, sowie die Integration von Sensoren für Temperatur- und pH-Messung (NTC, PT100, PT1000, pH-Sensor). Sie erfahren, wie diese Sensoren in verschiedenen Projekten eingesetzt werden und wie Sie Daten auf einem Nextion TFT-Display visualisieren. Weiter geht es mit der Einführung in Stellglieder wie MOSFET-Schalter, H-Brücken und Solid-State-Relais, die zur Steuerung von Motoren und Aktoren verwendet werden. Sie lernen, Regelstrecken zu analysieren und zu modellieren, einschließlich PT1- und PT2-Regelungen. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Implementierung von Fuzzy- und PID-Reglern zur Regelung von Temperatur und DC-Motoren. Dabei werden sowohl der Arduino Uno als auch der ESP32 eingesetzt. Zudem wird der Sliding-Mode-Regler vorgestellt. Im vorletzten Kapitel erkunden Sie die Grundlagen neuronaler Netze und lernen, wie maschinelles Lernen auf einem Arduino eingesetzt werden kann. Im letzten Kapitel gibt es noch ein praktisches Beispiel für einen Fuzzy-Regler zur Stromeinspeisung ins Hausnetz. Dieses Buch ist die perfekte Wahl für Ingenieure, Studierende und Elektroniker, die ihre Projekte mit innovativen Regelungstechniken erweitern möchten.

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Programmieren mit GNU Radio HackRF ist eine Open-Source-Entwicklung von Great Scott Gadgets und dient als vielseitiges Frontend für Software Defined Radio (SDR). Mit HackRF One und dem Nachfolger HackRF Pro lassen sich eigene SDR-Anwendungen entwickeln, leistungsfähige Empfänger und Sender aufbauen sowie anspruchsvolle Aufgaben der HF-Messtechnik realisieren. Dieses Buch eröffnet einen praxisnahen Einstieg in die Welt des Software Defined Radio. Schritt für Schritt zeigt der Autor, wie sich mit HackRF leistungsfähige SDR-Projekte umsetzen lassen – von den Grundlagen der HF-Technik bis hin zu anspruchsvollen Anwendungen mit GNU Radio. Neben dem Umgang mit SDR Sharp (SDR#), RadioConda und GNU Radio vermittelt das Buch auch die Grundlagen moderner digitaler Signalverarbeitung. Zahlreiche Experimente und leicht nachvollziehbare Praxisbeispiele führen durch Themen wie AM-, FM- und SSB-Empfang, digitale Filter, Kurzwelle, Amateurfunk, Messsender und eigene HF-Projekte bis 6 GHz. Ob Maker, Funkamateur, Elektronik-Enthusiast oder SDR-Einsteiger – dieses Buch vermittelt fundiertes Wissen, praxisnahe Anwendungen und die Motivation, die Möglichkeiten moderner SDR-Technik kreativ auszuschöpfen.

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A Project-Based Introduction to Microcontrollers and Drone Control A Practical Introduction to Embedded Systems with the ESP32 This book is intended for readers who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to begin. If you’ve explored general-purpose electronics or Arduino-based resources but found them too broad or lacking in practical application, this guide offers a more focused alternative. With a small, affordable set of components – such as LEDs, sensors, an OLED screen and a motion sensor – you’ll build and work with the same hardware setup throughout the book. This allows you to focus on learning and experimenting without constant reconfiguration. Topics include: Understanding and programming the ESP32 microcontroller Using the Arduino IDE to write and deploy code Exploring cyber-physical systems, culminating in basic drone control No prior experience with Arduino or embedded development is required. Each section includes hands-on examples and mini-projects designed to reinforce core concepts and encourage deeper exploration. By the end, you’ll be equipped not only to reproduce the book’s examples, but also to extend them toward your own ideas and applications. Whether your interest is in learning embedded programming, building interactive systems, or exploring educational drone control, this book provides a clear and practical path to getting started.

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Die heutige Regelungstechnik hat Verknüpfungspunkte mit fast jedem technischen Gebiet. Ihre Anwendungen reichen von der Elektrotechnik über die Antriebstechnik und den Maschinenbau bis hin zur Verfahrenstechnik. Will man nun die Regelungstechnik anhand der fachlichen Regeln dieser einzelnen Gebiete erklären, so müsste man von einem Regelungstechniker verlangen, jedes Fachgebiet, in dem er Regelungen vornehmen will, fundiert zu beherrschen. Dies ist aber bei dem heutigen Stand der Technik nicht möglich. Bei der Regelung einer Antriebsaufgabe, einer Druck- oder einer Temperaturregelung tauchen Gemeinsamkeiten auf, die man mit einer einheitlichen Vorgehensweise beschreiben kann. Die Grundgesetze der Regelungstechnik gelten in gleicher Weise für alle Regelkreise, ganz unabhängig davon, wie verschieden sie im Einzelnen auch apparativ aufgebaut sein mögen. Dieses Buch richtet sich an den Praktiker, der gründlicher in die Regelungstechnik eindringen möchte, auf ausschweifende theoretische Exkursionen in die Mathematik aber gerne verzichten kann. Worauf es bei der Lösung von Regelungsaufgaben eigentlich ankommt, ist nicht die Kenntnis vieler Formeln und Rechenverfahren, sondern das Erfassen der Zusammenhänge im Regelkreis. Genau diese beschreibt das vorliegende Buch in anschaulicher Form. Parallel zur Theorie wird die Praxis von regelungstechnischen Vorgängen mit den Simulations-Tools WinFACT und Multisim ausführlich erläutert. Hiermit lassen sich sehr einfach Versuche mit regelungstechnischen Modulen und umfangreichen Messinstrumenten simulieren, Fehler aufspüren und Lösungen für die Praxis finden. Nebenbei entsteht so ein fundiertes Grundlagenwissen.

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Sensoren am Arduino (E-book)

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Programming with GNU Radio HackRF is an open-source hardware platform developed by Great Scott Gadgets and serves as a versatile front end for software-defined radio (SDR). With HackRF One and its successor, HackRF Pro, users can develop their own SDR applications, build powerful receivers and transmitters, and tackle demanding RF measurement tasks. This book provides a practical introduction to the world of SDR. Step by step, the author shows how powerful SDR projects can be implemented with HackRF – from the fundamentals of RF technology to advanced applications using GNU Radio. In addition to working with SDR Sharp (SDR#), RadioConda, and GNU Radio, the book also covers the fundamentals of modern digital signal processing. Numerous experiments and easy-to-follow practical examples guide readers through topics such as AM, FM, and SSB reception, digital filters, shortwave radio, amateur radio, signal generators, and custom RF projects up to 6 GHz. Whether you are a maker, radio amateur, electronics enthusiast, or SDR beginner, this book provides solid knowledge, practical applications, and the motivation to creatively explore the possibilities of modern SDR technology.

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An Introduction to Circuit Simulation LTspice, developed by Analog Devices, is a powerful, fast, and free SPICE simulator, schematic capture, and waveform viewer with a large database of components supported by SPICE models from all over the world. Drawing a schematic in LTspice is easy and fast. Thanks to its powerful graphing features, you can visualize the voltages and currents in a circuit, and also the power consumption of its components and much more. This book is about learning to design and simulate electronic circuits using LTspice. Among others, the following topics are treated: DC and AC circuits Signal diodes and Zener diodes Transistor circuits including oscillators Thyristor/SCR, diac, and triac circuits Operational amplifier circuits including oscillators The 555 timer IC Filters Voltage regulators Optocouplers Waveform generation Digital logic simulation including the 74HC family SPICE modeling LTspice is a powerful electronic circuit simulation tool with many features and possibilities. Covering them all in detail is not possible in a book of this size. Therefore, this book presents the most common topics like DC and AC circuit analysis, parameter sweeping, transfer functions, oscillators, graphing, etc. Although this book is an introduction to LTspice, it covers most topics of interest to people engaged in electronic circuit simulation. The book is aimed at electronic/electrical engineers, students, teachers, and hobbyists. Many tested simulation examples are given in the book. Readers do not need to have any computer programming skills, but it will help if they are familiar with basic electronic circuit design and operation principles. Readers who want to dive deeper can find many detailed tutorials, articles, videos, design files, and SPICE circuit models on the Internet. All the simulation examples used in the book are available as files at the webpage of this book. Readers can use these example circuits for learning or modify them for their own applications.

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Practical Guide to Modular RF Design Build Your Own Software-Defined Radio combines RF circuitry with hardware programming and PC-based signal processing. The e-book presents a modular approach to building a complete SDR system using RF Bricks – from the mechanical framework and RF modules to measurement tools, PC software, and FPGA implementations. Practical explanations guide readers through real signal paths, construction steps, and measurement routines, linking hardware and software into a flexible SDR platform. Key topics include: Mechanical setup: RF Brick template, chassis, and 19-inch module carrier Bridges: USB isolator, I²C level shifter, I²C power switch, and practical examples Signal-chain design with RF Bricks: antennas, band filters, NanoVNA work, preamplifiers, PLLs, demodulators, direct-conversion chains, multiband options, and narrowband bricks RF measurement Bricks: single- and dual-tone sources, NPR methods, noise generators, notch filters, broadband amplifiers, and impedance bridges Useful accessories: ATU-100 tuner, X-Phase QRM eliminator, and firmware notes PC host software: SoapyAudio adjustments, GQRX, SDR++, and added functionality GnuRadio elements: control blocks, SSB demodulation, GUI components, messaging, and filter handling FPGA-based SDR: VHDL, toolchains, ADC/DAC blocks, oversampling, and a complete SSB/CW signal chain With its modular structure and detailed working examples, this e-book offers a practical path to building and extending modern SDR systems. Downloads Software

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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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