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.
High-Performance LoRa Communication Device
The Elecrow ThinkNode M5 is a compact, portable LoRa communication device designed for off-grid messaging, location sharing, and outdoor use. Powered by an ESP32-S3 processor and an SX1262 LoRa chip, it comes pre-installed with Meshtastic firmware and can be configured conveniently via Bluetooth using the official Meshtastic app.
The integrated multi-GNSS module supports GPS, GLONASS, BeiDou, and QZSS for reliable positioning and location sharing. Messages and device information are displayed on the energy-efficient 1.54-inch e-paper screen, while the built-in 1,200 mAh rechargeable battery enables extended mobile operation.
With its integrated LoRa antenna, compact housing, RTC, and support for both Meshtastic and MeshCore firmware, the ThinkNode M5 is a practical communication solution for hiking, camping, remote locations, and emergency situations where conventional mobile networks are unavailable.
Features
LoRa communication
Multi-GNSS positioning
1,200 mAh rechargeable battery
1.54-inch e-paper display
Built-in RTC
Compatible with MeshCore
Compatible with Meshtastic
Specifications
Main Processor (ESP32-S3)
CPU/SoC
Xtensa 32-bit LX7 dual-core processor, clocked at up to 240 MHz
System Memory
512 KB SRAM, 8 MB PSRAM
Storage
4 MB Flash, 384 KB ROM
Firmware
Meshtastic firmware is fully compatible, and the signal is transmitted in LoRa mode
EPD (Electronic Paper Display)
Display Size
1.54 inch EPD (monochrome Ink screen)
Display Materials
E-lnk (Electronic Ink）
Resolution
200 x 200
Driver Chip
SSD1681 (via SPI or I²C interface)
Global Fresh Time
2s
Wireless Communication
Bluetooth
Bluetooth Low Energy and Bluetooth 5.0 (phone configuration)
LoRa
SX1262 LoRa Module, EU 868 MHz（external antenna）
Hardware
Interfaces
USB-C, RP-SMA
Function
GPS Location (GPS, GLONASS, BeiDou, QZSS), EPD Display, RTC, USB 2.0, PMU power management (built-in 1200 mAh lithium battery), buzzer, etc.
Button
Knob Switch, Function Button, Page Turn Button, GPS Switch, Reset Button
LED Indicator
Power supply, GPS/LoRa indication
Others
Power Input
5 V/1 A, supports USB or lithium battery power supply
Power consumption
The maximum working current is about 340 mA (CPU + LoRa module), and the low power consumption is about 34 uA
Operating Temperature
-10~50°C
Storage Temperature
-20~60°C
Relative humidity
10-95%, @ 40°C (non-condensing)
Enclosure
ABS Plastic
Dimensions
82 x 51.6 x 26.3 mm
Weight
81 g
Included
1x Elecrow ThinkNode M5
1x LoRa antenna
1x USB-C cable
1x Manual
Downloads
Manual
Meten is voor een praktiserend elektronicus even vanzelfsprekend als ademhalen. Of het nu om het ontwikkelen van nieuwe schakelingen gaat, de controle van elektronische apparaten tijdens de productiefase of om het foutzoeken in defecte apparatuur: meetapparaten zijn het belangrijkste gereedschap en worden voortdurend gebruikt.
'Weet wat je meet', luidt een bekende uitspraak. En zo is het maar net: om zichzelf geen rad voor ogen te draaien moet de elektronicus weten wat hij doet, moet hij de nauwkeurigheid van zijn meetapparatuur en vooral de voor- en nadelen van de toegepaste meetmethode kennen.
En hier steekt dit boek de lezer de helpende hand toe: uitgaand van theoretische beschouwingen en definities van de belangrijkste begrippen van de meettechniek begeleidt het de lezer bij de reis van eenvoudige wijzerinstrumenten via multimeter en oscilloscoop tot en met FFT-analyzers en gespecialiseerde meetapparaten zoals audio-analyzers, geluidsdrukmeters, apparaat- en installatietesters.
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.
Program and build Arduino-based ham station utilities, tools, and instruments
In addition to a detailed introduction to the exciting world of the Arduino microcontroller and its many variants, this book introduces you to the shields, modules, and components you can connect to the Arduino. Many of these components are discussed in detail and used in the projects included in this book to help you understand how these components can be incorporated into your own Arduino projects. Emphasis has been placed on designing and creating a wide range of amateur radio-related projects that can easily be built in just a few days.
This book is written for ham radio operators and Arduino enthusiasts of all skill levels, and includes discussions about the tools, construction methods, and troubleshooting techniques used in creating amateur radio-related Arduino projects. The book teaches you how to create feature-rich Arduino-based projects, with the goal of helping you to advance beyond this book, and design and build your own ham radio Arduino projects.
In addition, this book describes in detail the design, construction, programming, and operation of the following projects:
CW Beacon and Foxhunt Keyer
Mini Weather Station
RF Probe with LED Bar Graph
DTMF Tone Encoder
DTMF Tone Decoder
Waveform Generator
Auto Power On/Off
Bluetooth CW Keyer
Station Power Monitor
AC Current Monitor
This book assumes a basic knowledge of electronics and circuit construction. Basic knowledge of how to program the Arduino using its IDE will also be beneficial.
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.
Fertige und selbst aufgebaute Arduino-Knoten im TTN
LoRaWAN hat sich als Kommunikationslösung im IoT hervorragend entwickelt. The Things Network (TTN) hat hierzu seinen Beitrag geleistet. Aktuell wird The Things Network auf The Things Stack Community Edition (TTS (CE)) aktualisiert. Die Cluster von TTN V2 werden gegen Ende 2021 geschlossen.
Der Autor zeigt Ihnen die notwendigen Schritte, damit Sie in gewohnter Weise LoRaWAN-Knoten mit Hilfe von TTS (CE) betreiben und vielleicht auch das Netz der Gateways durch ein eigenes Gateway erweitern. Mittlerweile gibt es sogar für den mobilen Einsatz geeignete LoRaWAN-Gateways mit denen Sie über Ihr Mobiltelefon Verbindung zum TTN-Server aufbauen können.
In diesem Buch werden eine Reihe kommerzieller und Arduino-basierter LoRaWAN-Knoten als auch neue, kostengünstige und für den Batteriebetrieb geeignete Hardware zum Aufbau autonomer LoRaWAN-Knoten vorgestellt.
Die Registrierung von LoRaWAN-Knoten und Gateways im TTS (CE) sowie die Bereitstellung der erhobenen Daten über MQTT und die Visualisierung über Node-RED, Cayenne, Thingspeak und Datacake ermöglichen komplexe IoT-Projekte und völlig neue Anwendungen zu sehr geringen Kosten.
Das vorliegende Buch versetzt Sie in die Lage, mit batteriebetriebenen Sensoren (LoRaWAN-Knoten) erfasste Daten drahtlos im Internet bereitzustellen und zu visualisieren.
Sie lernen die Grundlagen für Smart-City- und IoT-Anwendungen, die beispielsweise die Messung von Luftqualität, Wasserständen, Schneehöhen, das Ermitteln von freien Parkfeldern (Smart Parking) und die intelligente Steuerung der Straßenbeleuchtung (Smart Lighting) u.a.m. ermöglichen.
Nachdem in den Bänden LabVIEW 1: Einstieg in die Praxis und LabVIEW 2: Arrays und serielle Daten zur Einführung in LabVIEW ein breit gefächertes und solides Grundlagenwissen vermittelt wurde, stehen mit LabVIEW 3: Für den Praktiker fortgeschrittene Programmiertechniken auf dem Programm.
Die Entwicklung eigener Sub-VIs (Unterprogramme), das Arbeiten mit Schieberegistern und Zustandsautomaten und die Ereignisgesteuerte Programmierung stellen die Schwerpunkte des dritten Bandes dar.
Die Erweiterung der LabVIEW-Funktionalitäten durch die Entwicklung eigener Sub-VIs
Der Einsatz von Schieberegistern zur Erstellung leistungsfähiger Zustandsautomaten
Optimierte Ablaufstrukturen durch Anwendung der Ereignisgesteuerten Programmierung
Verwendung anspruchsvoller graphische Frontpanelelemente wie Signalverlaufsdiagramme, Signalverlaufsgraphen und XY-Graphen
Die verschiedenen Methoden zur Datenspeicherung in Dateien mit Hilfe der vorhandenen Datei-I/O-Funktionen und -VIs
Die Synchronisierung von unabhängig parallel ablaufenden Prozessen durch Semaphoren, Melder oder Queues
Abgerundet wird der Inhalt dieses Bandes durch Betrachtungen zu globalen Variablen. Alle im Buch entwickelten VIs sind frei vom Elektor-Server downloadbar. Ebenso steht dort ein Bonuskapitel zum freien Download zur Verfügung, in dem es um die komplette Steuerung von VIs über das Internet geht.
Bent u altijd al op zoek geweest naar een handig naslagwerk op het gebied van elektrotechniek en elektronica? Een boek waarin alles te vinden is wat in de dagelijkse praktijk voor hobby, studie of werk nodig is? Dan hoeft u niet langer verder te zoeken. U heeft namelijk gevonden wat u zoekt: Compendium Elektrotechniek (en elektronica). Met dit boek haalt u een grote diversiteit aan praktische kennis in huis. Alles wat u ooit beheerst heeft en waarvan u weet dat het ergens te vinden moet zijn, is nu terug te vinden in één boekwerk!
Compendium Elektrotechniek is samengesteld door studenten en docenten van de Universiteit Twente. In het boek komen zowel theorie als praktijk aan bod. In het theoretische deel komen wiskunde, informatica, fysica, meettechniek, signaal- en systeemtheorie en elektronica aan de orde. Het praktische deel is onderverdeeld in de hoofdstukken componenten, audio/video en voedingen. Het is een verzameling informatie die regelmatig van pas komt voor iedereen die met elektrotechniek te maken heeft. Van pinouts van stekkers en IC's tot kleurcodes van weerstanden en schema's van spanningsregelaars.
Dieses Buch ist eine Einführung in das hochaktuelle Gebiet der Robotik. Dabei stehen praktische Anwendungsbeispiele im Vordergrund. Neben den technischen und mechanischen Grundlagen werden die elektronischen Komponenten und Module erläutert. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Mikrocontroller.
Für Robotik-Anwendungen haben sich zwei Controller-Boards etabliert: der Arduino und der Raspberry Pi. Dem trägt dieses Buch Rechnung und beschreibt praktische Nachbauprojekte mit diesen beiden populären Boards.
Getreu der Philosophie des „Learning by Doing“ können sich auch ambitionierte, nichtprofessionelle Anwender mit dem Lernmaterial des Buches einen Überblick über den neuesten Stand der Robotertechnik und KI verschaffen. Für praktische Anwendungen können sowohl komplette Bausätze als auch einzelne Komponenten verwendet werden. Dabei wurde stets darauf geachtet, dass die Hardware möglichst universell einsetzbar ist.
Das Programmpaket Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (oder kurz LabVIEW) ist ein international anerkannter Standard zur Entwicklung und Gestaltung von Messgeräten und Prozesssteueroberflächen. Seine Universalität konfrontiert den LabVIEW-Einsteiger allerdings mit einer unübersichtlichen Vielfalt von Funktionen, die er ohne fundierte Anleitung kaum überblicken kann.
Hier setzt diese neue mehrteilige Lehrbuchreihe an: Von Grund auf werden in einfach nachvollziehbaren Schritten der Aufbau, die Struktur und die Verwendung von LabVIEW erklärt, in praktischen Beispielen dargestellt und mit Übungen vertieft. Die notwendigen Vorkenntnisse sind äußerst gering, die erreichbaren Ergebnisse dagegen äußerst sehenswert.
Der erste Band erläutert die Grunddatentypen und die zugehörigen numerischen Grundfunktionen ebenso ausführlich wie die elementaren Programmstrukturen.
Im folgenden Band liegt der Schwerpunkt bei der Kopplung beliebiger Mikrocontrollersysteme über die serielle (USB-)Schnittstelle an den PC und an LabVIEW.
Im dritten Band stehen Entwurf und Betrieb kompletter MSR-Systeme mit Hard- und Softwarekomponenten der wichtigsten Messtechnikhersteller im Vordergrund, einschließlich Fernsteuerung, -überwachung und -diagnose über das Internet oder WLAN-Systeme.
Diese Lehrbuchreihe richtet sich an Schüler/Auszubildende technischer Bildungseinrichtungen, an Studenten von Fachhochschulen/Universitäten und an den engagierten Praktiker in der Industrie oder im privaten Bereich.
