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.
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.
35 Projects for Beginners
This book is for hobbyists, students and engineers who want to learn C and how to use an mbed ARM microcontroller in an easy and fun way, without the need for cumbersome software installations.
ARM mbed microcontroller NXP LPC1768
The projects in this book are meant for beginners in C and ARM microcontrollers. That doesn't mean the projects are simple, but it does mean that they are easy to understand. We use for example USB communications, a subject that is made so easy by the mbed that it is suitable for a beginners book.
Cloud technology
The mbed NXP LPC1768 uses cloud technology, a revolutionary concept in software development. This means you do not need to install software on your PC in order to program the mbed!
The only thing you need is a browser such as Microsoft Internet Explorer, and a USB port on your PC. You can get access to your project from any PC anywhere in the world and continue working on it. When you are done a few simple mouse clicks transfer the program to your mbed hardware. Of course you can optionally download the projects and store them on your own PC.
Features of this Book
Learn how to program an mbed ARM microcontroller using cloud technology. No complicated software installation on your PC needed.
Learn programming in C by doing fun and interesting projects. No previous experience or knowledge required.
Examples of projects in this book: flashing light, timer, light activated switch, digital thermometer, people detector, USB communication, talking microcontroller, debugging, sound switch, and much more - 35 projects in total.
Examples of C subjects in this book: variables, commands, functions, program execution, pointers (introduction).
From Simple Ciphers to Secure Systems
Understanding how to apply cryptography on modern microcontrollers is essential for building secure, reliable, and trustworthy systems. This book explains cryptography in the context of embedded hardware, from classical ciphers that illustrate core principles to modern techniques such as AES for practical high-security applications.
By combining mathematical theory with real-world microcontroller implementations, readers learn not only how cryptography works, but also how to implement it effectively on systems with limited processing power and memory. The book is intended for students starting out in cryptography, hobbyists securing personal projects, and engineers looking for a structured guide to embedded security.
The book covers these key topics in applied cryptography:
Classical ciphers on Arduino Uno and Raspberry Pi Pico, with full programs: Spartan Scytale, Hebrew Atbash, Caesar, ROT13, Alberti Disk, Vigenère, Affine, Polybius, Playfair, Beaufort, Ottoman Codebook, and One-Time Pad.
Hacking classical ciphers using microcontrollers, with examples.
Pseudo-random (PRNG) and true random number generation (TRNG) on microcontrollers.
Symmetric-key cryptography with full programs: DES and AES-128/256.
Memory and speed constraints of cryptography on microcontrollers.
Asymmetric cryptography: public/private keys, digital signatures, key distribution and derivation (KDF), RSA, and SHA-256 implementations.
A complete secure communication program using RSA and AES-256.
A glossary of commonly used cryptography terms.
Build your own AI microcontroller applications from scratch
The MAX78000FTHR from Maxim Integrated is a small development board based on the MAX78000 MCU. The main usage of this board is in artificial intelligence applications (AI) which generally require large amounts of processing power and memory. It marries an Arm Cortex-M4 processor with a floating-point unit (FPU), convolutional neural network (CNN) accelerator, and RISC-V core into a single device. It is designed for ultra-low power consumption, making it ideal for many portable AI-based applications.
This book is project-based and aims to teach the basic features of the MAX78000FTHR. It demonstrates how it can be used in various classical and AI-based projects. Each project is described in detail and complete program listings are provided. Readers should be able to use the projects as they are, or modify them to suit their applications. This book covers the following features of the MAX78000FTHR microcontroller development board:
Onboard LEDs and buttons
External LEDs and buttons
Using analog-to-digital converters
I²C projects
SPI projects
UART projects
External interrupts and timer interrupts
Using the onboard microphone
Using the onboard camera
Convolutional Neural Network
The Internet of Things (IoT) is a new concept in intelligent automation and intelligent monitoring using the Internet as the communications medium. The “Things” in IoT usually refer to devices that have unique identifiers and are connected to the Internet to exchange information with each other. Such devices usually have sensors and/or actuators that can be used to collect data about their environments and to monitor and control their environments. The collected data can be processed locally or it can be sent to centralized servers or to the cloud for remote storage and processing. For example, a small device at the size of a matchbox can be used to collect data about the temperature, relative humidity and the atmospheric pressure. This data can be sent and stored in the cloud. Anyone with a mobile device can then access and monitor this data at any time and from anywhere on Earth provided there is Internet connectivity. In addition, users can for example, adjust the central heating remotely using their mobile devices and accessing the cloud.
This book is written for students, for practising engineers and for hobbyists who want to learn more about the building blocks of an IoT system and also learn how to setup an IoT system using these blocks.
Chapter 1 is an introduction to the IoT systems. In Chapter 2, the basic concepts and possible IoT architectures are discussed. The important parts of any IoT system are the sensors and actuators and they are described briefly in Chapter 3. The devices in an IoT system usually communicate with each other and the important aspect of IoT communication is covered in Chapter 4. Chapter 5 proceeds with the features of some of the commonly used development kits. One of these, the Clicker 2 for PIC18FJ manufactured by mikroElektronika, can be used as a processor in IoT systems and its features are described in detail in Chapter 6. A popular microcontroller C language, mikroC Pro for PIC gets introduced in Chapter 7. Chapter 8 covers the use of a click board with the Clicker 2 for PIC18FJ development kit. Similarly, the use of a sensor click board is described as a project in Chapter 9, and an actuator board in Chapter 10. Chapters 11 and 12 cover Bluetooth and Wi-Fi technologies in microcontroller based systems, and the remaining chapters of the book demo the creation of a simple Wi-Fi based IoT system with cloud-based data storage.
This book has been written with the assumption that the reader has taken a course on digital logic design and has been exposed to writing programs using at least one high-level programming language. Knowledge of the C programming language will be very useful. Also, familiarity with at least one member of the PIC series of microcontrollers (e.g. PIC16 or PIC18) will be an advantage. The knowledge of assembly language programming is not required because all the projects in the book are based on using the C language. If you are a total beginner in programming you can still access the e-book, but first you are advised to study introductory books on microcontrollers.
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.
40+ Projects using Arduino, Raspberry Pi and ESP32
This book is about developing projects using the sensor-modules with Arduino Uno, Raspberry Pi and ESP32 microcontroller development systems. More than 40 different sensors types are used in various projects in the book. The book explains in simple terms and with tested and fully working example projects, how to use the sensors in your project. The projects provided in the book include the following:
Changing LED brightness
RGB LEDs
Creating rainbow colours
Magic wand
Silent door alarm
Dark sensor with relay
Secret key
Magic light cup
Decoding commercial IR handsets
Controlling TV channels with IT sensors
Target shooting detector
Shock time duration measurement
Ultrasonic reverse parking
Toggle lights by clapping hands
Playing melody
Measuring magnetic field strength
Joystick musical instrument
Line tracking
Displaying temperature
Temperature ON/OFF control
Mobile phone-based Wi-Fi projects
Mobile phone-based Bluetooth projects
Sending data to the Cloud
The projects have been organized with increasing levels of difficulty. Readers are encouraged to tackle the projects in the order given. A specially prepared sensor kit is available from Elektor. With the help of this hardware, it should be easy and fun to build the projects in this book.
Linux auf dem Desktop – das ist heute leicht und einfach möglich. Embedded Linux ebenso, auch wenn es kompliziert erscheint. Das vorliegende Buch gibt allen Interessierten Hilfestellung, die Linux auf einer Embedded-Plattform installieren und nutzen möchten. Das im Buch vorgestellte System arbeitet mit der Toshiba-ARM9-Familie.
Grundlegende Linux-Kenntnisse auf dem PC werden Schritt für Schritt in Richtung Embedded Linux erweitert. Das Buch beantwortet die Fragen, welche Komponenten hierzu erforderlich sind und wie sich diese erstellen lassen. Nach der Vorstellung der verwendeten Hardware beginnt dies bei der Toolchain und setzt sich über JTAG-Debugger, Bootloader und Kernel bis zur Applikation fort.
Rezension: c't 25/2010"... Ein Buch aus der Praxis für die Praxis – besser geht es kaum."
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.
From Theory to Practical Applications in Wireless Energy Transfer and Harvesting
Wireless power transmission has gained significant global interest, particularly with the rise of electric vehicles and the Internet of Things (IoT). It’s a technology that allows the transfer of electricity without physical connections, offering solutions for everything from powering small devices over short distances to long-range energy transmission for more complex systems.
Wireless Power Design provides a balanced mix of theoretical knowledge and practical insights, helping you explore the potential of wireless energy transfer and harvesting technologies. The book presents a series of hands-on projects that cover various aspects of wireless power systems, each accompanied by detailed explanations and parameter listings.
The following five projects guide you through key areas of wireless power:
Project 1: Wireless Powering of Advanced IoT Devices
Project 2: Wireless Powered Devices on the Frontline – The Future and Challenges
Project 3: Wireless Powering of Devices Using Inductive Technology
Project 4: Wireless Power Transmission for IoT Devices
Project 5: Charging Robot Crawler Inside the Pipeline
These projects explore different aspects of wireless power, from inductive charging to wireless energy transmission, offering practical solutions for real-world applications. The book includes projects that use simulation tools like CST Microwave Studio and Keysight ADS for design and analysis, with a focus on practical design considerations and real-world implementation techniques.
Dieser Praxis-Ratgeber wendet sich an alle, die sich für die Elektroinstallation interessieren. Auch wenn Sie nicht wissen, warum Ihre elektrische Anlage nicht zufriedenstellend funktioniert oder wie ein Fehler in Ihrer Anlage beseitigt wird, kann dieses Buch Ihnen helfen. Nützlich ist es aber sicherlich auch dann, wenn Sie nur über die Installation elektrischer Anlagen mehr wissen wollen.
Von einfachen Installationsschaltungen bis hin zur vollständigen Wohnungsinstallation zeigt Ihnen dieses Buch alles, was für Planung, Ausführung und Prüfung von elektrischen Anlagen wichtig ist. Alle üblichen Installationspraktiken haben wir für Sie mit sehr vielen Bildern und Planzeichnungen anschaulich dargestellt. Interessierte Leser erhalten somit Wissen, das für die Installation von elektrischen Anlagen notwendig ist.
Jeder einzelne Schritt wird erläutert, und wertvolle Kniffe aus der Praxis helfen Ihnen, Zeit und Geld zu sparen.
