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32 neue Projekte, praktische Beispiele und Übungen mit dem Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard Die Elektronik und die Mikrocontrollertechnik bieten die Möglichkeit, kreativ tätig zu sein. Mit diesem Mikrocontroller-Praxiskurs besteht die Möglichkeit, eigene Arduino-Projekte zu realisieren und solche Erfolgsmomente erleben zu können. Im Idealfall funktioniert beim ersten Einschalten alles so, wie man es sich vorgestellt hat. In der Praxis läuft es dagegen selten wie erwartet. Dann braucht man Kenntnisse, um den Grund für das Nichtfunktionieren effizient suchen und finden zu können. In diesem Buch für Fortgeschrittene steigen wir tief in die Welt der Mikrocontroller und der Arduino IDE ein, um neue Verfahren und Details kennen zu lernen, und erfolgreich noch anspruchsvollere Situationen angehen und lösen zu können. Mit diesem Buch gibt der Autor dem Leser das nötige Rüstzeug, um eigenständig Projekte zu kreieren und auch schnell Fehler finden zu können. Anstatt nur fertige Lösungen zu bieten, erklärt er die Hintergründe, die verwendete Hardware und die eventuell benötigten Tools. Er stellt Aufgaben, bei denen der Leser seine eigene Kreativität einbringt und den Arduino-Sketch selbst schreibt. Falls man einmal keine vernünftige Idee hat und nicht weiterkommt, gibt es natürlich zu jedem Projekt und zu jeder Aufgabe einen Lösungsvorschlag mit zugehöriger Software, der im Buch ausführlich kommentiert und erklärt wird. Sie erfahren mit diesem Praxiskurs mehr über das Innenleben des Arduino Nano und des darauf befindlichen Mikrocontrollers. Sie lernen Hardware-Module kennen, mit denen Sie neue interessante Projekte realisieren werden. Sie beschäftigen sich mit Softwareverfahren wie z. B. "Zustandsmaschinen", durch deren Anwendung sich Aufgabenstellungen oft einfacher und übersichtlicher lösen lassen. Die zahlreichen praktischen Projekt- und Übungs-Sketche realisieren wir wieder auf dem vom "Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger" bekannten MCCAB Trainingsboard, das die gesamte Hardware-Peripherie und die Bedienungselemente enthält, die wir für die Ein-/Ausgabe-Operationen unserer Sketche benötigen. Leser, die das MCCAB Trainingsboard noch nicht besitzen, können die benötigte Hardware separat erwerben, oder alternativ auch auf einem Breadboard aufbauen.

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Learn to interface and program hardware devices in a wide range of useful applications, using ARM7 microcontrollers and the C programming language. Examples covered in full detail include a simple LED to a multi-megabyte SD card running the FAT file system. Features of this book Build prototype circuits on breadboard or Veroboard and interface to ARM microcontrollers. A 32-bit ARM7 microcontroller is used in interfacing and software examples. Interfacing principles apply to other ARM microcontrollers and other non-ARM microcontrollers as well. Example programs are written in the C programming language. Use only free or open source software. Download and install all programming tools from the Internet. Template project files are provided for easy project creation. Hardware Interface to LEDs, transistors, optocouplers, relays, solenoids, switches, keypads, LCD displays, seven segment displays, DC motors, stepper motors, external analogue signals using the ADC, RS232, RS-485, TWI, USB, SPI and SD memory cards. Software Once hardware has been interfaced to a microcontroller, software must be written to control the hardware. You will learn how to write programs to operate externally interfaced hardware devices, use timers and interrupts. Also learn how to port FAT file system code for use with an SD memory card, program the PWM to produce an audio sine wave, program the PWM to speed control a DC motor and more. A chapter on more advanced ARM microcontrollers is included with an overview of some of the newest ARM microcontrollers and their features.

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Vom Messwert zur stabilen Entscheidung Wie wird aus einem einfachen Mikrocontroller ein intelligentes System, das Sensorwerte erfasst, verarbeitet und sinnvoll darauf reagiert? Dieses Buch zeigt es Ihnen Schritt für Schritt – verständlich, praxisnah und ohne unnötige Vorkenntnisse. Sie beginnen mit den Grundlagen der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge. Anschließend lernen Sie, wie Sensorwerte gelesen, geglättet und zuverlässig bewertet werden. Anschauliche Beispiele erklären, warum einzelne Messwerte oft täuschen können und wie Mittelwertbildung, Hysterese und einfache Entscheidungsregeln für stabile Ergebnisse sorgen. Nach und nach erweitern Sie Ihre Projekte um Displays, I²C-Kommunikation und mehrere vernetzte Mikrocontroller. So entstehen verteilte Systeme, in denen Raspberry Pi Pico und ATtiny-Controller Daten austauschen und gemeinsam Aufgaben übernehmen. Im fortgeschrittenen Teil erhalten Sie einen leicht verständlichen Einstieg in Merkmalsbildung, Datenvorverarbeitung, hybride Entscheidungsmodelle und TinyML-nahe Anwendungen. Dabei verbinden Sie klassische Regelungstechnik mit modernen datenbasierten Methoden. Alle Projekte werden von ausführlich kommentierten Programmen in C und MicroPython begleitet. Das Buch richtet sich an Einsteiger, Maker, Studierende und alle, die Embedded-Systeme von Grund auf verstehen möchten. Am Ende können Sie eigene Systeme entwickeln, die nicht nur messen, sondern Informationen auswerten, zuverlässige Entscheidungen treffen und gezielt reagieren.

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The Elektor Zener Diode Tester is essentially a constant-current source that can be switched in steps from 1 to 50 mA. It can be used to test Z-diodes up to a maximum of 54 V. Thanks to a 60-V step-up converter, the device can be powered by the usual 5 to 12 V. The principle of this tester is straightforward. A Z-diode or other DUT (device under test, such as an LED) is biased by an adjustable current source. The voltage across the DUT can be measured with a multimeter. The voltage of most (small) Z-diodes is specified at a current of 5 mA. Depending on the application, the voltage at other currents can also be of interest. That is why six current settings are available: 1, 2, 5, 10, 20, and 50 mA. LEDs are often specified at a current of 20 mA. What can be tested is: Whether a Z-diode is defective (short circuit or high impedance). Whether a Z-diode exhibits the correct Z-voltage. How a Z-voltage changes with different currents. What exact voltage is present at an integrated voltage reference. Whether LEDs in a series chain differ in brightness (hence the 20 mA current). What the current gain is for different base currents in (power) transistors. The kit contains all parts listed in the bill of materials including PCB and enclosure. Specifications Supply voltage 5…12 V/2 A (USB-C) Supply current (Itest = 50 mA) 1.1 A @ 5 V / 412 mA @ 12 V Selectable currents 1, 2, 5, 10, 20, and 50 mA Max. test voltage >54 V @ Itest ≥1 mA Max. output voltage 60 V @ Itest = 0 mA Voltage limit at 5 V 4.5 V @ Itest = 1 mA / 5.18 V @ Itest = 50 mA Enclosure dimensions 110 x 82 x 44 mm PCB size 105.4 x 67.3 mm Connections 4 mm banana sockets for multimeter 2 mm banana sockets for test clips USB-C socket for power supply Included Resistors R1 = 3.3 kΩ, 600 mW, 1% R2 = 0.15 Ω, 1 W, 5%, LS 12.7 mm, ø 3.5 mm R3, R8 = 180 Ω, 600 mW, 1% R4, R6, R16 = 1 kΩ, 600 mW, 1% R5, R19 = 47 kΩ, 600 mW, 1% R7 = 3.9 kΩ, 1 W, 5%, LS 12.7 mm, ø 3.5 mm R9, R10, R12 = 10 kΩ, 600 mW, 1% R11, R13 = 100 Ω, 600 mW 1% R14 = 249 Ω, 600 mW, 1% R15 = 499 Ω, 600 mW, 1% R17 = 2.49 kΩ, 250 mW, 1% R18 = 4.99 kΩ, 250 mW, 1% Capacitors C1 = 470 uF / 35 V, 20%, Ir = 1.86 A, ø 12.5 mm, LS 5 mm, ESR = 0.038 Ω (Panasonic EEUTP1V471) C2 = 1 uF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm C3 = 2.2 nF / 50 V, 10%, X7R, LS 5 mm C4, C7 = 100 nF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm C5 = 100 uF / 100 V, 20%, ø 14 mm max., LS 5 mm C6 = 1 nF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm Inductor L1 = 100 uH, Irms = 2.4 A, Isat = 3.5 A, 0.09 Ω, radial, pitch 2.5/5/10 mm, ø 14 mm max. (Kemet SBC8-101-242) Semiconductors D1 = MUR120G, DO-41 D2, D4 = STPS3150RL, DO-201AD D3 = Z-diode, 18 V, 1.3 W (BZX85C18) D5 = Z-diode, 5.1 V, 0.5 W (1N5231B) LED1 = LED in pushbutton S1 LED2 = LED, green, 3 mm IC1 = MC34063, DIP-8 IC2 = LM4040BIZ-5.0/NOPB, TO-92 (TO-226AA-3) IC3 = TL051CP, DIP-8 T1 = BC327.25, TO-92 T2 = STP40NF10L, TO-220 T3 = IRF9510PBF, TO-220 T4 = 2N7000, TO-92 Others K1, K2, S1, S3 = 2-way screw terminal block, LS 3.5 mm, max. 1.5 mm² connected to K1 = USB-C socket, 30 V/3 A, chassis mounted, wired, 9 x 16 mm connected to K2 = Banana Connector, 2 mm, Socket, 60 VDC, Panel Mount, red (Multicomp 24.102.1) connected to K2 = Banana Connector, 2 mm, Socket, 60 VDC, Panel Mount, black (Multicomp 24.102.2) Test clip, red, 30 VAC/60 VDC (Hirschmann 931467101) Test clip, black, 30 VAC/60 VDC (Hirschmann 931467100) S1 = Pushbutton, panel mount, SPST-NO, 30 DC/100 mA, with red LED S2 = Rotary Switch, 6 position, 2 pole, 30°, 250 V/150 mA S3 = Toggle switch, panel mount, SPDT, solder lugs, 28 VDC T2, T3 = Heat sink, 15°C/W, FK 214 SA-CB Enclosure Hammond 1591XXSSBK, ABS, 110 x 82 x 44 mm Knob for S2, round shaft 6 mm, ø 21 mm, with indicator line (Multicomp CP-LB21-6-6D) 4 x Self-tapping screw #4-1/4", carbon steel, pan head Banana plug, red, 2 mm, 60 VDC (Multicomp 25.205.1) Banana plug, black, 2 mm, 60 VDC (Multicomp 25.205.2) Banana socket, black 4 mm, panel mount Banana socket, red 4 mm, panel mount for LED1, LED2 = Pin header, 1 x 2, vertical, pitch 2.54 mm for LED1, LED2 = Pin socket, 1 x 2, vertical, pitch 2.54 mm for T2, T3 = M3 screw, 10 mm, steel, pan head 2 x M3 washer, plain, steel 4 x M3 nut for IC1, IC3 = DIP-8 socket Wire, black, 0.25 mm² (24 AWG), stranded 14 x 0.15 mm, 1 m Wire, red, 0.25 mm² (24 AWG), stranded 14 x 0.15 mm, 1 m PCB 250772-1 v1.1 Links Article Elektor Labs

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For Speed, Area, Power, and Reliability This book teaches the fundamentals of FPGA operation, covering basic CMOS transistor theory to designing digital FPGA chips using LUTs, flip-flops, and embedded memories. Ideal for electrical engineers aiming to design large digital chips using FPGA technology. Discover: The inner workings of FPGA architecture and functionality. Hardware Description Languages (HDL) like Verilog and VHDL. The EDA tool flow for converting HDL source into a functional FPGA chip design. Insider tips for reliable, low power, and high performance FPGA designs. Example designs include: Computer-to-FPGA UART serial communication. An open-source Sump3 logic analyzer implementation. A fully functional graphics controller. What you need: Digilent BASYS3 or similar FPGA eval board with an AMD/Xilinx FPGA. Vivado EDA tool suite (available for download from AMD website free of charge). Project source files available from author’s GitHub site.

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Projekte mit Arduino, ESPHome, Home Assistant und Raspberry Pi & Co Dieses E-Book enthält verschiedene Projektbeispiele und beginnt mit einer Einführung in die Elektronik. Es erklärt unter anderem, wie man Home Assistant auf einem Raspberry Pi installiert, wie man Raumklimasensoren für Temperatur und Luftfeuchtigkeit nutzt, das MQTT-Protokoll sowie weitere Schnittstellen einsetzt und ESPHome verwendet, um Sensoren und Aktoren in Home Assistant zu integrieren. Zahlreiche Video-Tutorials ergänzen das Buch. Grundlagen der Elektrotechnik Das Buch beginnt mit einer Einführung in die Elektrotechnik. Ihr lernt die Grundlagen von Spannung, Strom, Widerständen, Dioden und Transistoren. Arduino und Mikrocontroller Ein kompletter Abschnitt widmet sich dem Arduino Uno. Ihr lernt den Aufbau kennen, schreibt erste Programme und erarbeitet praktische Beispiele. Home Assistant und Automatisierung Ihr erfahrt, wie Home Assistant auf einem Raspberry Pi eingerichtet wird, und lernt den Umgang mit Automatisierungen, Szenen und Geräten. Zusätzlich wird auf Zigbee, MQTT und ESP-NOW eingegangen – wichtige Technologien für die Heimautomation. ESP8266, ESP32 und ESP32-CAM Die beliebten ESP-Mikrocontroller werden ausführlich behandelt. Nach einer theoretischen Einführung folgen praktische Projekte, die euch zeigen, wie ihr das Beste aus diesen Geräten herausholen könnt. Sensoren und Aktoren Das Buch erklärt die Funktionsweise und Anwendung zahlreicher Sensoren wie Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren, Bewegungsmelder und RFID-Reader. Bei den Aktoren werden Schrittmotoren, e-ink Displays, Servo-Motoren und vieles mehr beleuchtet. Zu allen Geräten gibt es praxisnahe Anwendungsbeispiele. ESPHome Dieses Kapitel zeigt euch, wie ihr Sensoren und Aktoren ohne Programmieraufwand in Home Assistant integriert. Ihr werdet Schritt für Schritt durch die Einrichtung mit ESPHome geführt. LEDs und Lichttechnik In diesem Kapitel lernt ihr verschiedene LED-Typen und deren Einsatzmöglichkeiten kennen. Grundlagen der Lichttechnik werden ebenfalls erklärt. Node-RED Ein eigenes Kapitel ist Node-RED gewidmet. Ihr erlernt die Grundlagen dieses leistungsstarken Tools und werdet Schritt für Schritt durch die Einrichtung und Nutzung geführt. Integrierte Schaltkreise (ICs) In der Elektronik gibt es zahlreiche ICs, die uns das Leben erleichtern. Ihr lernt die wichtigsten kennen und wendet das Wissen in praktischen Projekten an. Programmieren für Profis Fortgeschrittene Themen wie die korrekte Verwendung von Tastern, der Einsatz von Interrupts und die Nutzung eines NTP-Servers für Zeit-Synchronisation werden in diesem Kapitel detailliert behandelt. Downloads GitHub

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Practical Multitasking Fundamentals Programming embedded systems is difficult because of resource constraints and limited debugging facilities. Why develop your own Real-Time Operating System (RTOS) as well as your application when the proven FreeRTOS software is freely available? Why not start with a validated foundation? Every software developer knows that you must divide a difficult problem into smaller ones to conquer it. Using separate preemptive tasks and FreeRTOS communication mechanisms, a clean separation of functions is achieved within the entire application. This results in safe and maintainable designs. Practicing engineers and students alike can use this book and the ESP32 Arduino environment to wade into FreeRTOS concepts at a comfortable pace. The well-organized text enables you to master each concept before starting the next chapter. Practical breadboard experiments and schematics are included to bring the lessons home. Experience is the best teacher. Each chapter includes exercises to test your knowledge. The coverage of the FreeRTOS Application Programming Interface (API) is complete for the ESP32 Arduino environment. You can apply what you learn to other FreeRTOS environments, including Espressif’s ESP-IDF. The source code is available from GitHub. All of these resources put you in the driver’s seat when it is time to develop your next uber-cool ESP32 project. What you will learn: How preemptive scheduling works within FreeRTOS The Arduino startup “loopTask” Message queues FreeRTOS timers and the IDLE task The semaphore, mutex, and their differences The mailbox and its application Real-time task priorities and its effect Interrupt interaction and use with FreeRTOS Queue sets Notifying tasks with events Event groups Critical sections Task local storage The gatekeeper task

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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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Verwirklichen Sie Ihre Projekt-Träume: Der Kilometerzähler fürs Hamsterrad, eine vollautomatische Steuerung Ihrer Ameisenfarm mit Webinterface, oder den Sandwich-O-Mat – eine Maschine, die Sandwich-Toasts nach Wahl belegt und überbackt. Mit dem Arduino und der DIY- oder Maker-Bewegung wurde nicht nur der Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung kinderleicht, auch eine zweite Entwicklung fand statt: Findige Entwickler brachten kleine Boards – sogenannte Shields oder Module – auf den Markt, die den Einsatz von zusätzlicher Hardware stark vereinfachten. Die kleinen Baugruppen enthalten alle wichtigen elektronischen Teile, um mit ein paar Steckkabeln an den Mikrocontroller angeschlossen zu werden, so dass ein frickeliger und aufwändiger Aufbau auf dem Steckboard entfällt. Zudem ist es so möglich, auch winzig kleine Bauteile zu handhaben, die keine Anschlussbeinchen mehr haben (sogenannte SMDs). Enthaltene Projekte Arduino sucht Anschluss BMP, Einführung in Bibliotheken und I²C Mit dem Mehrzweck-Shield I/O-Grundlagen kennenlernen I²C-LCD-Adapter und Punktmatrixanzeigen LCD Keypad Shield Level-Konverter W5100: Internetanbindung I/O-Erweiterungs-Shields Relais und Solid-State-Relais Das Multi-Funktions-Shield: eine universelle Bedieneinheit SD-Kartenleser über SPI anbinden Tasten und 7-Segmentanzeigen 16-Bit ADC DAC MCP4725 16-fach PWM Servo-Treiber MP3-Player GPS-Datenlogger mit SD-Karte Touch-Sensor Joystick SHT31: Temperatur und Luftfeuchtigkeit UV A-Sensor VEML6070 VL53L0X Time-of-Flight Ultraschallsensor-Entfernungsmesser LED-Punktmatrixanzeige mit MAX7219 RTC DS3231 Port-Expander MCP23017 433 MHz Funk MPU-650: Gyroskop Beschleunigungssensor ADXL345 WS2812 RGB-LEDs Spannungsversorgung MQ-xx Gassensoren CO2-Gassensor ACS712 Stromstärkesensor INA219 Stromstärkesensor L298 Motortreiber MFRC522 RFID 28BYJ-48 Stepper-Motor TMC2209 Silent-Step-Stick X9C10x Digitales Poti Farb-TFT-Display mit ST7735 e-Paper Display Bluetooth Geigerzähler SIM800L GSM-Modul I²C-Multiplexer Controller Area Network

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Practical Projects and Programs With Experimenting with Red Pitaya STEMlab Gen 2, Red Pitaya goes beyond a versatile board. It becomes a powerful laboratory instrument for precision measurement, analysis, and control. From the fundamentals of electronic project development, monitoring, control, and design to testing, this book walks you step-by-step through everything you need to know to harness the full potential of Red Pitaya hardware and software. The book presents real-time, FPGA-based projects that are developed on a PC using the Vivado environment, then transferred to the Red Pitaya for execution and testing. You will learn about enhanced performance, expanded I/O capabilities, improved FPGA features, and advanced connectivity options that open up new frontiers for precision measurement, monitoring, and control in your embedded applications. Inside the book you will discover: A deep dive into Red Pitaya architecture and hardware design Electronic experiments using Red Pitaya for measurement and monitoring Hands-on projects using the Python programming language Practical guidance for FPGA programming using Red Pitaya Red Pitaya FPGA projects using the Verilog HDL under Vivado IDE Practical design of electronic projects including measurement and testing Step-by-step examples that bridge theory and real-world implementation Whether you are designing your own electronic circuits, developing signal analysis tools, or creating real-time control or monitoring systems, this book provides you the knowledge and confidence you need to fully learn and customize the Red Pitaya platform.

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ModbusRTU and ModbusTCP examples with the Arduino Uno and ESP8266 Introduction to PLC programming with OpenPLC, the first fully open source Programmable Logic Controller on the Raspberry Pi, and Modbus examples with Arduino Uno and ESP8266 PLC programming is very common in industry and home automation. This book describes how the Raspberry Pi 4 can be used as a Programmable Logic Controller. Before taking you into the programming, the author starts with the software installation on the Raspberry Pi and the PLC editor on the PC, followed by a description of the hardware. You'll then find interesting examples in the different programming languages complying with the IEC 61131-3 standard. This manual also explains in detail how to use the PLC editor and how to load and execute the programs on the Raspberry Pi. All IEC languages are explained with examples, starting with LD (Ladder Diagram) over ST (Structured Control Language) to SFC (Special Function Chart). All examples can be downloaded from the author's website. Networking gets thorough attention too. The Arduino Uno and the ESP8266 are programmed as ModbusRTU or ModbusTCP modules to get access to external peripherals, reading sensors and switching electrical loads. I/O circuits complying with the 24 V industry standard may also be of interest for the reader. The book ends with an overview of commands for ST and LD. After reading the book, the reader will be able to create his own controllers with the Raspberry Pi.

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AI in Practice Dive into the fascinating world of robotics and automation! This Elektor Special shows you how to build your own robots with creativity, a little know-how, and affordable technology. From your first DIY project with Arduino or Raspberry Pi to intelligent systems with AI – this issue makes modern robotics understandable and accessible. Discover practical instructions, inspiring projects, and exciting insights into the maker scene. Learn how experimentation, community, and openness give rise to true innovation – and why robotics is so much more than just a technical hobby. Contents Imagination turns into reality Arduino-controlled Drawing Robot GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino YDLIDAR X4Pro Lidar xHuskyLens AI Camera DOF Robot Arm with Raspberry Pi Pico Manufacturing Robots with Fischertechnik Pneumatic Industrial Robot Why Do We Keep Building Robot Dogs? Elektor Mini-Wheelie Robot Vehicles and Autonomous Driving

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