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Schrittweise Einführung in das praktische Schaltungsdesign Der Einstieg in die Elektronik ist nicht so schwierig, wie man vielleicht denkt. Mit diesem Buch werden die wichtigsten Konzepte der Elektrotechnik und Elektronik auf spielerische Weise erkundet, indem verschiedene Experimente durchgeführt und Schaltungen simuliert werden. Es vermittelt Elektronik praxisnah, ohne in komplexen Fachjargon oder lange Berechnungen einzutauchen. Dadurch werden schon bald eigene Projekte ermöglicht. Es sind keine Vorkenntnisse in Elektronik erforderlich; lediglich einige grundlegende Algebra-Kenntnisse werden in wenigen einfachen Berechnungen verwendet. Viele getestete und funktionierende Projekte und Simulationen werden vorgestellt, um mit dem Aufbau elektronischer Schaltungen vertraut zu werden. Für problemloses Experimentieren – ohne die Gefahr, etwas zu beschädigen – werden zudem frühzeitig auch softwarebasierte Schaltungssimulationen vorgestellt. Lernziele: Konzepte von Spannung, Strom und Leistung Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) Grundlegende Lampenschaltungen mit Schaltern Passive Bauteile: Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten RC- und RCL-Schaltungen und Elektromagnetismus Lautsprecher, Relais, Summer und Transformatoren Aktive Bauteile: Dioden und LEDs, Bipolartransistoren und MOSFETs Transistorbasierte Schaltungen Optokoppler-Schaltungen Astabile und monostabile Multivibratoren Verwendung des 555-Timer-ICs Operationsverstärkertechnik Digitale Logik Beispiele: Verstärker, Oszillatoren, Filter und Sensoren Test- und Messwerkzeuge Mikrocontroller: Arduino Uno, ESP32, Raspberry Pi Pico und Raspberry Pi Datenblätter lesen und Auswahl von Komponenten EMV & EMI sowie Normen & Vorschriften

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Drahtlose Kommunikation – sei es zur Ton-, Daten- oder Bildübertragung – prägt unser heutiges Leben. Während noch Mitte des letzten Jahrhunderts der Rundfunk (und etwas später das Fernsehen) die dominierenden Anwendungen der drahtlosen Kommunikation waren, gibt es heute kaum mehr ein technisches Gerät, das nicht das Mittel der drahtlosen Kommunikation nutzt. Allen voran das beliebte Smartphone. Daneben gibt es sehr viele Anwendungen, die wir nicht sofort und automatisch mit den Begriffen Radio oder Funk verbinden, die aber auf der Nutzung elektromagnetischer Strahlung basieren. So zum Beispiel der Wagenschlüssel, die über Bluetooth verbundenen Kopfhörer, der automatische Rasenmäher, die gehassten Radargeschwindigkeitsmesser, der Laptop, der über Wi-Fi mit dem Internet verbunden ist, die kleinen Navigationsempfänger, usw. Diesen Anwendungen gemeinsam ist die Nutzung physikalischer Gegebenheiten durch die Technik. Ob Radar, Satellitenfernsehen, oder einfach nur das alte Mittelwellenradio, alle bauen auf denselben Grundlagen auf. Das Ziel dieses Buch ist es, diese Grundlagen zu erläutern und damit das Verständnis für die darauf aufbauenden Anwendungen zu fördern. Es soll Studenten den Einstieg ins Fachgebiet erleichtern und Voraussetzungen für den Zugang zu den Standardwerken der Fachliteratur schaffen. Es richtet sich aber auch an Personen, die an der Physik und der Technik interessiert sind und einen tieferen Einblick in die Grundlagen der drahtlosen Kommunikation und deren Anwendung erhalten wollen.

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309 Schaltungen – das zehnte Buch innerhalb der „Dreihunderter-Reihe“. 309 Schaltungen und neue Konzepte in einem Buch sind ein (fast) unerschöpflicher Fundus zu allen Bereichen der Elektronik: Audio & Video, Spiel & Hobby, Haus & Hof, Prozessor & Controller, Messen & Testen, PC & Peripherie, Stromversorgung & Ladetechnik sowie zu Themen, die sich nicht katalogisieren lassen. 309 Schaltungen – enthält viele komplette Problemlösungen, zumindest aber die Idee hierzu. Nicht zuletzt sind die 309 Schaltungen der Anstoß zu ganz neuen Überlegungen. 309 Schaltungen – sind eine Zusammenfassung der Beiträge aus den Halbleiterheften 2003 bis 2005. Die Halbleiterhefte sind die jährlichen Doppelausgaben Juli/August der Zeitschrift Elektor. 309 Schaltungen ist das Buch für alle, die kreativ mit der Elektronik umgehen; sei es im Beruf oder als Hobby.

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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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In seinem leidenschaftlichen Plädoyer für die Nutzung von Sonnenenergie wendet sich der Autor an technisch nicht versierte Leser. Der Autor von Photovoltaik für Quereinsteiger hat drei klare Botschaften: Es ist ziemlich einfach, eine Photovoltaikanlage erfolgreich in Betrieb zu nehmen. Die notwendigen Kalkulationen dazu, ob sich eine Solaranlage lohnt, passen auf einen Bierdeckel. Elektrischer Strom kann mit Photovoltaik schon heute für 3,5 Eurocent pro Kilowattstunde erzeugt werden. Allerdings nur tagsüber und auch nicht überall auf der Welt (aber an sehr vielen Orten). Das Buch erklärt, wie man zu marktüblichen Preisen Anlagen bauen kann, die zu unschlagbaren Niedrigstpreisen Strom liefern können. Es wird erläutert, wie man Anlagen abhängig vom Standort kalkulieren muss. Dabei beleuchtet der Autor in leicht verständlichen Worten die physikalischen Grundlagen der Gewinnung von Energie durch Photovoltaik und erklärt, wie eine Solarzelle prinzipiell arbeitet. Die grundsätzlichen Bestandteile einer Photovoltaikanlage werden so erklärt, dass sie auch von Laien verstanden werden. Ausführlich geht der Autor auf die richtige Wahl von Batterien zur Speicherung des gewonnenen Stromes ein. Potentielle Fehler- und Gefahrenquellen beim Auf- und Ausbau finden ebenso Berücksichtigung. Das Buch richtet sich dabei an Privatpersonen und an Projektbetreiber, die Strom für den Eigenverbrauch erzeugen möchten.

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Die Kurzwellentechnik übt einen ganz besonderen Reiz aus. Man kann mit geringstem Aufwand große Entfernungen überbrücken. Durch Reflexion an leitenden Schichten der Ionosphäre und am Boden werden Kurzwellensignale auch an Orten jenseits des Horizonts hörbar. So lässt sich jeder Ort auf der Erde erreichen. Zwar strebt die Technik nach immer höheren Frequenzen, und Radio hört man meist auf UKW, über DAB+, über Satellit oder das Internet. Aber alle diese moderneren Übertragungswege benötigen eine umfangreiche Infrastruktur und sind extrem verletzlich. Im Falle eines globalen Stromausfalls geht nichts mehr außer auf der Kurzwelle. Deshalb wird im Amateurfunk nicht nur ein Hobby gepflegt, sondern auch ein Notfunksystem aufrechterhalten. Das Elektor SDR-Shield ist ein vielseitiger Kurzwellenempfänger bis 30 MHz. Zusammen mit einem Arduino-Board und der passenden Software lassen sich nicht nur Rundfunkstationen empfangen, sondern auch Morsesignale, SSB-Stationen und digitale Signale. Der Erfolgsautor und begeisterter Amateurfunker Burkhard Kainka beschreibt im vorliegenden Buch die moderne Praxis des Software Defined Radios mithilfe des Elektor SDR-Shields. Dabei vermittelt er nicht nur den theoretischen Background, sondern erklärt auch zahlreiche Software-Werkzeuge aus dem Open-Source-Bereich, die heute die Kurzwellentechnik zu einem absolut spannenden und hochmodernen Hobby machen.

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Computer Vision (DE) PDF

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Modelle für 3D-Druck, CNC-Fräsen, Prozesskommunikation und Dokumentation erstellen Das Design dreidimensionaler Modelle mit Werkzeugen wie Blender oder 3D Studio Max ist eine Aufgabe, die ingenieurwissenschaftlich begabte Personen nur allzu gern delegieren. OpenSCAD wählt einen erfrischend anderen Zugang. Anstatt ein Objekt als Punktwolke zu betrachten, schreibt der Modellerzeuger in einer an JavaScript erinnernden Sprache ein Programm. Dieses beschreibt die zu erzeugende Geometrie als eine Serie von Arbeitsschritten. Dreidimensionale Modelle entstehen so in einem Workflow, der an die Entwicklung klassischer ingenieurwissenschaftliche Güter erinnert. Wegen der Nähe zur manuellen Fertigung mit Werkzeug ist das ein Prozess, der Ingenieuren gut in die Hände spielt. Aber Achtung: trotz der Einfachheit der Syntax ist OpenSCAD kein primitives Modellierungsprogramm. Umfangreiche Scriptingmöglichkeiten sorgen dafür, dass sich die Modelle dynamisch an geänderte Situationen anpassen. Dieses Lehrbuch demonstriert die Möglichkeiten von OpenSCAD anhand praktischer Beispiele. Freuen Sie sich auf Ersatzknöpfe für ein LeCroy-Oszilloskop, Garderobenstangenhalter, einen Halter für Seifenspender und diverse andere Beispiele aus dem realen Leben. Der mit mehr als 15 Dienstjahren Erfahrung ausgestattete Autor entwickelte dieses für Linux und Windows gleichermaßen geeignete Buch explizit für informatikaffine Personen. Wenn Sie mit irgendeiner Programmiersprache Erfahrung haben, ist dieses Buch ihr Weg zum schnellen und unbürokratischen Erzeugen dreidimensionaler Modelle.

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1-Wire ist die Bezeichnung für eine serielle Schnittstelle, die mit nur einer Datenader auskommt. Es ist ein Master-Multi-Slave-Kommunikationsprotokoll. Verfügbar sind integrierte Bausteine zur Temperaturmessung, Akkuüberwachung, Echtzeituhr und beispielsweise Hotelschließanlagen. Eine Besonderheit von 1-Wire-Geräten ist die Spannungsversorgung aus der Gegenstation, hierbei erfolgt die Versorgung der Slaves über die Datenleitung. Der Leser erhält mit „Das 1-Wire-Praxisbuch“ eine umfassende Einführung in die 1-Wire-Technologie. Das Buch zeigt anhand praktischer Projekte zum Nachbauen, wie man verschiedene verfügbare 1-Wire-Chips in eigene Mikrocontroller-gesteuerte Anwendungen integrieren kann, und zwar mit Assembler-Software-Implementierungen für PIC-Mikrocontroller und mit Sketches für den Arduino. Die 1-Wire-Technik kommt in dem Buch praxisnah bei einem elektronischen Schloss zum Einsatz, das von einem PIC-Mikrocontroller gesteuert wird. Ein weiteres Praxisprojekt erläutert Schritt für Schritt, wie beispielsweise eine ständige Temperaturmessung mit 1-Wire-Bausteinen möglich ist.

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Im vorliegenden Buch wird das weltweit verbreitete 0G-Netzwerk Sigfox zunächst detailliert vorgestellt. Danach wird auf der Basis eines leistungsfähigen Arduino-Sigfox-Boards eine universelle Sigfox-Test-, Mess- und Simulations-Plattform hardwaremäßig entwickelt und softwaremäßig betrieben. Diese Sigfox-Feldstation stellt dem Anwender eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfügung: Sensoren, Aktoren und Displays inkl. GPS-Modul und Solargenerator. Alle Schaltungsteile (inkl. den 3D-Plott-Vorlagen für ein passendes Stationsgehäuse) und sämtlichen Softwaremodule werden offen gelegt, so dass der Leser damit weitere Sigfox-Feldstationen nach seinen eigenen Vorstellungen und Bedürfnissen entwickeln und problemlos einsetzen kann. Die Visualisierung, Auswertung und Speicherung der erfassten Felddaten wird anhand eines Freeware Dashboard Programms, mit Schnittstelle zu Google Maps, ausführlich beschrieben. Themenauswahl: Industrie 4.0, Internet of Things, 0G-Netzwerke Das Sigfox-Netzwerk: Übertragungstechnik, Uplink/Downlink, das Monarch-Konzept, Geolokalisierung, Sigfox-Atlas-Konzept Das Sigfox-Backend, die Callbacks und die REST-API Aufbau der universellen Sigfox-Test-, Mess- und Simulations-Plattform auf der Basis des Arduino-Sigfox-Moduls MKR FOX1200 Die grundlegende Betriebssoftware für alle Komponenten Die Arduino-Sigfox-Bibliothek und der Sigfox-Betrieb – Anmeldung bei der Sigfox-Cloud, Aussendung von Mess- und Zustandswerten Die Sigfox-Callbacks – Der Datentransfer von der Sigfox-Cloud zum Anwender: E-Mails, Mess- und Zustandswerte, GeoLoc-Daten Die individuelle Gestaltung von Anwender-Dashboards Hardwareerweiterungen: HMI-Display, Thermoelementverstärker, Multichannel-Gassensor, Feinstaubsensor, GPS-Modul und vieles mehr Kommerzielle Sigfox-Stationen

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Stromversorgungen in der Praxis (E-book)

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Dieses Fachbuch führt Studenten, Schüler und Selbststudierende in die wichtigsten Grundlagen der Elektrotechnik ein. Es werden die Gebiete der Gleichstromtechnik, des elektrischen und magnetischen Feldes sowie der Wechselstromtechnik, des Kondensators und der Spulen in einem Band zusammenhängend und übersichtlich dargestellt. Daran schließt sich die Beschreibung des elektrischen und magnetischen Feldes an. Zur Erzielung einer optimalen Verständlichkeit erfolgt die Darbietung des Stoffes nach dem Grundsatz, den Leser von einfachen Sachverhalten schrittweise zu komplexeren Problemstellungen zu führen. Zusätzlich sind den einzelnen Abschnitten Aufgaben mit ausführlichen Lösungswegen zugeordnet. Sie sind zum Erfassen der Gedankengänge von besonderer Bedeutung. Das Buch ist in acht Kapiteln unterteilt: Physikalische Größen und ihre Einheiten Elektrotechnische Größen im Gleichstromkreis Einfacher Stromkreis Erweiterter Strombereich Messgeräte für die Grundschaltungen der Elektronik Kondensator Spulen, Transformatoren, Relais und Lautsprecher Zusammengesetzte Wechselstromkreise Die Aufgaben sind zum großen Teil der elektrotechnischen Praxis entnommen und werden mit steigendem Schwierigkeitsgrad angeboten, so dass für jede Vorbildungsstufe geeigneter Übungsstoff zu finden ist. Der Inhalt ist als Hilfsmittel für den Unterricht und das Selbststudium bestimmt, sie kann auch dem Praktiker beim Auffrischen seiner Kenntnisse und zur Förderung seiner Rechenfertigkeit nützlich sein. Mit diesem Buch gibt der Autor sein gesamtes Wissen, das er sich im Laufe der Zeit in der Industrie und dem Unterricht an einer Technikerschule angeeignet hat, an den Leser weiter.

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