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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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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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.
Inhalt
Röhrentechnik
Classic Three Vorverstärker: Gegentaktschaltung mit Kathodenfolger
Line-Vorverstärker mit der 6C33: Vorverstärkung mit einer Leistungsröhre?
Der Dirigent: Ein Vorverstärker mit aktiver Frequenzweiche
Single ended Stereo-Endverstärker KR300B: Die außergewöhnliche 300B
1 Watt Wohnzimmer-Gitarrenverstärker: Röhrensound auch bei kleinen Lautstärken
iGoliathSingle ended 211: Eintakt-Triodenverstärker mit 211
Wie funktioniert ein Ausgangstrafo?
Lautsprecher
Morel Elite 420 von Eltim Audio: Kleine aktive Zweiweg-Kombi mit DSP
All Black von Henkjan Olthuis: Breitbänder CSS EL70 mit Transmission-Line
HATT-SE Mk. II: Ein kompakter 2-Wege-Monitor mit Seas Excel-Chassis
Silverado von Sander Sassen: 2-Weg-D´Appolitomit Seas L12 und 27TB
Legno TL von Monacor: Ein FAST-System mit TL-Subwoofer, vollaktiv mit DSP und Klasse-D
Wall–i von ASE: Der Bildlautsprecher zur eigenen Gestaltung
SAK-PC mit Peerless/Vifa von ASE: Aktiv oder passiv, so oder so PC-optimiert
Mini-Wall von Blue Planet Acoustic: An die Wand oder auf den Tisch – beides geht gut mit der kleinen Punktschallquelle.
Halbleitertechnik
Prelude, der Vorverstärker: Kompromisslos puristisches Design
Klick an / Klick aus-Schalter: Die Elektronik für das angemessene Schalten
There are many so-called 'Arduino compatible' platforms on the market. The ESP8266 – in the form of the WeMos D1 Mini Pro – is one that really stands out. This device includes WiFi Internet access and the option of a flash file system using up to 16 MB of external flash memory. Furthermore, there are ample in/output pins (though only one analogue input), PWM, I²C, and one-wire. Needless to say, you are easily able to construct many small IoT devices!
This book contains the following builds:
A colourful smart home accessory
refrigerator controller
230 V power monitor
door lock monitor
and some further spin-off devices.
All builds are documented together with relevant background information for further study. For your convenience, there is a small PCB for most of the designs; you can also use a perf board. You don’t need to be an expert but the minimum recommended essentials include basic experience with a PC, software, and hardware, including the ability to surf the Internet and assemble PCBs.
And of course: A handle was kept on development costs. All custom software for the IoT devices and PCB layouts are available for free download from at Elektor.com.
Aus dem Inhalt
Lohnt sich der Selbstbau von Verstärkern noch?
Warum HiFi-Geräte unterschiedlich klingen
Elkos, Gleichrichter und ihr korrekter Einsatz
PPP-Endstufe mit der Röhre EL 84 T
Mittelwellen-Zweikreisempfänger
0-V-2-Kurzwellenaudion mit ECC 88
Kaffeewärmer mit Röhrenantrieb
Vielseitige Experimentierplatinen
Röhrensound-Konverter
Mikrofonverstärker mit Röhren
EL34, 6L6GC oder KT88
Magische Augen, Fächer und Bänder
Kampf den Exemplarstreuungen
Einfache Röhrenprüfung
Kummer mit minderwertigen Röhren
Das SRPP-Prinzip
Easy and Affordable Digital Signal ProcessingThe aim of this book is to teach the basic principles of Digital Signal Processing (DSP) and to introduce it from a practical point of view using the bare minimum of mathematics. Only the basic level of discrete-time systems theory is given, sufficient to implement DSP applications in real time. The practical implementations are described in real time using the highly popular ESP32 DevKitC microcontroller development board. With the low cost and extremely popular ESP32 microcontroller, you should be able to design elementary DSP projects with sampling frequencies within the audio range. All programming is done using the popular Arduino IDE in conjunction with the C language compiler.After laying a solid foundation of DSP theory and pertinent discussions on the main DSP software tools on the market, the book presents the following audio-based sound and DSP projects:
Using an I²S-based digital microphone to capture audio sound
Using an I²S-based class-D audio amplifier and speaker
Playing MP3 music stored on an SD card through an I²S-based amplifier and speaker
Playing MP3 music files stored in ESP32 flash memory through an I²S-based amplifier and speaker
Mono and stereo Internet radio with I²S-based amplifiers and speakers
Text-to-speech output with an I²S-based amplifier and speaker
Using the volume control in I²S-based amplifier and speaker systems
A speaking event counter with an I²S-based amplifier and speaker
An adjustable sinewave generator with I²S-based amplifier and speaker
Using the Pmod I²S2 24-bit fast ADC/DAC module
Digital low-pass and band-pass real-time FIR filter design with external and internal A/D and D/A conversion
Digital low-pass and band-pass real-time IIR filter design with external and internal A/D and D/A conversion
Fast Fourier Transforms (FFT)