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Develop innovative hardware-based projects in C The Raspberry Pi has traditionally been programmed using Python. Although this is a very powerful language, many programmers may not be familiar with it. C on the other hand is perhaps the most commonly used programming language and all embedded microcontrollers can be programmed using it. The C language is taught in most technical colleges and universities and almost all engineering students are familiar with using it with their projects. This book is about using the Raspberry Pi with C to develop a range of hardware-based projects. Two of the most popular C libraries, wiringPi and pigpio are used. The book starts with an introduction to C and most students and newcomers will find this chapter invaluable. Many projects are provided in the book, including using Wi-Fi and Bluetooth to establish communication with smartphones. Many sensor and hardware-based projects are included. Both wiringPi and pigpio libraries are used in all projects. Complete program listings are given with full explanations. All projects have been fully tested and work. The following hardware-based projects are provided in the book: Using sensors Using LCDs I²C and SPI buses Serial communication Multitasking External and timer interrupts Using Wi-Fi Webservers Communicating with smartphones Using Bluetooth Sending data to the cloud Program listings of all Raspberry Pi projects developed in this book are available on the Elektor website. Readers can download and use these programs in their projects. Alternatively, they can customize them to suit their applications.

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Met de Raspberry Pi heeft u voor slechts een paar tientjes een complete computer in handen, waar op eenvoudige wijze allerlei elektronica aangesloten kan worden. In deze 2e herziene en uitgebreide versie gaan we in op een van de sterke kanten van de Raspberry Pi: de combinatie van programmeren en elektronica. Na een korte introductie van de Raspberry Pi wordt de benodigde software geïnstalleerd. Op de SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen, is die allemaal al aanwezig voor de Raspberry Pi. Aan de (optionele) Windows PC kant gebeurt dit met gratis software die u kunt downloaden. Daarna volgt een beknopte inleiding in het besturingssysteem Linux en gaan we programmeren in Bash, Python en JavaScript. De nadruk ligt hierbij op Python, maar in alle gevallen houden we het kort. We bespreken net voldoende zodat u de projecten kunt begrijpen en aan uw wensen aanpassen, en gaan dan aan de slag met leuke projecten. Maar liefst 45 spannende en interessante projecten worden in detail besproken en uitgelegd. Van wisselknipperlicht, aansluiten van een elektromotor, het verwerken en maken van analoge signalen tot lichtmeter en temperatuurregeling. Maar ook gecompliceerdere projecten zoals een motorsnelheidsregeling, webserver met CGI, client-server applicaties en Xwindows programma‘s. U kunt dit boek gebruiken als projecten boek en de projecten nabouwen en in de praktijk inzetten. Door de duidelijke uitleg, schema‘s en foto‘s van de opstellingen op een steekbord wordt het nabouwen een erg leuke bezigheid. RPi Alle software voor de RPi is voorgeïnstalleerd op een SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen. Dat wil zeggen dat alle software en drivers voor SSH, SPI, I²C, GPIO, PWM, muziek, Python Ontwikkelversie, wxPython, IdleX en de seriële verbinding gegarandeerd werken. Tevens staan alle broncodes van de projecten uitdit boek op deze kaart. Windows-PC In het gratis download-pakket dat bij dit boek hoort, vindt u de software die in dit boek gebruikt wordt op de Windows-PC handig bij elkaar in een enkel ZIP-bestand. Alle software is gratis. Tevens bevat het pakket een filmpje van de Nutteloze Doos (Useless Machine) van project 13.4. Software download-pakket WinOscillo Putty Xming WinSCP DiskImager Notepad2 IdleX Useless Box film

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In ESP32 programmeren voor beginners bekijken we de ESP32 en zijn voorganger, de ESP8266. Deze kleine, maar zeer krachtige Chinese chips bestaan uit een processor, geheugen, input- en outputaansluitingen en hebben draadloze netwerktoegang via WiFi. Met dit boek tonen we hoe de programmeeromgeving Arduino werkt en hoe die kan gebruikt worden met ESP-hardware. Aan de hand van voorbeelden en projecten verduidelijken we hoe de ESP-hardware kan worden toegepast. In vogelvlucht: We beschrijven de opbouw van ESP-experimenten. We tonen hoe displays worden aangesloten. Eeprom_24c16 demonstreert hoe een externe geheugenchip wordt gebruikt om getallen en tekst op te slaan en weer uit te lezen. Project Klok is de eenvoudige implementatie van een digitale klok. We geven een handleiding voor het gebruik van temperatuur- en luchtvochtigheidsensoren. Webclient laat zien hoe de ESP32 gegevens van het internet kan halen. Met Webserver kunnen we op afstand met een pc of smartphone gegevens halen uit een ESP32, sensoren uitlezen en toestellen aan- en uitschakelen. Een NTP-klok haalt tijdinformatie van Tijdserver. Die geeft zowel de tijd als het aantal seconden sinds 1 januari 1900. Het boek beschrijft hoe hieruit de tijd kan worden berekend. In het laatste hoofdstuk gebruiken we het internet om nauwkeurige weerinformatie en voorspellingen op te vragen.

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Modular and Scalable Control Systems Using Structured Text This book offers a structured and practical approach to modern PLC development using object-oriented principles. It is a guide for engineers, programmers, and students seeking to harness the power of object-oriented programming (OOP) in the context of industrial automation with PLCs. The content focuses on the CODESYS development environment and Structured Text (ST), both of which support modern programming techniques while maintaining compatibility with real-time automation requirements. Through step-by-step demos and instructional examples, it demonstrates how modular, reusable code can enhance development efficiency, simplify ongoing maintenance, and enable scalable and flexible control system architectures. Key topics include: Structured Text fundamentals: conditions, loops, arrays, and functions Object-oriented concepts: classes, methods, and inheritance Advanced techniques: polymorphism, interfaces, and access control Modular design with reusable components and structured program flow Implementation of finite state machines and scalable application design Built around instructional demos and clear explanations, this book helps readers develop maintainable and modern control software in the CODESYS environment using proven programming techniques.

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Cool Projects for Test, Measurement, and Control The Raspberry Pi has dominated the maker scene for many years. Freely accessible I/O pins have made it one of the most popular processor boards of all time. However, the classic Raspberry Pi has no analog inputs. Direct measurement of analog values is therefore not possible. Consequently, photodiodes, NTCs, Hall sensors, etc. cannot be read directly. In addition, the pins are connected directly to the exposed contacts, i.e. without a driver or protection circuit. This can quickly destroy the central controller and thus the entire Raspberry Pi. These problems can be elegantly solved with the Pico. As a front-end, it can easily handle a wide range of measurement tasks. In addition, the Pico is much cheaper than a classic Raspberry Pi 4 or 5. If a faulty circuit leads to the destruction of the Pico, this is relatively easy to handle. This makes the combination of a classic Raspberry Pi 4 or 5 and the Pico an ideal pair. The book introduces the broad and highly topical field of modern controller technology using the combined force of a Raspberry Pi 4 or 5 and a Raspberry Pi Pico. In addition to a detailed introduction to the operation and functionality of the controller boards themselves, the book also focuses on data acquisition and processing with digital processors. Especially the combination of both systems offers a wide range of interesting possibilities. Some practical projects from the contents: USB between Raspberry Pi 4 or 5 and Pico I²C Communication and Pico as an I²C device Voltmeter and Computer Thermometer Pico W as a Web Server and WLAN Scanner Frequency Meters and Generators OLED Displays on Raspberry Pi 4 or 5 and Pico Energy Saving Monitor Which Astronauts are in Orbit? Mini Monitor for Current Bitcoin Exchange Rate

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Praktischer Einstieg mit Arduino, GnuRadio und FPGA Das Thema „Software Defined Radio“ ist facettenreich: Neben der Schaltungstechnik ist auch eine Einarbeitung in die Programmierung von Hardware und PC wichtig. Ein schrittweises Vorgehen erleichtert Ihnen den Einstieg. Mit dem im Buch vorgestellten modularen „RF Bricks“-Konzept werden Sie zum Architekten Ihrer Signalkette. Auf einem Chassis angeordnet gewährleisten die Module einen soliden und gut abgeschirmten Aufbau, den Sie einfach verändern und mit eigenen Ideen anreichern können. Der skalierbare Aufbau bildet Ihr Blockschaltbild auch mechanisch ab – die so gewonnene Übersicht kann in der Aus- und Weiterbildung nützlich sein. Ein Arduino in Ihrem Chassis kommuniziert nach einigen Anpassungen mit üblichen SDR-Programmen, z. B. SDRCPP, GQRX und CubicSDR auf einer Linux-Plattform. Damit können Sie Ihren Empfänger direkt per Mausklick abstimmen. Wenn Sie Blockschaltbilder mögen, ist GnuRadio ein natürlicher Partner der „RF Bricks“. Mit einem selbst programmierten Python-Block gelingt Ihnen in GnuRadio die Fernsteuerung Ihres Empfängers. Im GnuRadio-Universum können Sie Ihre GUI stufenweise ausbauen, behalten dabei aber immer volle Kontrolle über die inneren Abläufe des Programms. Mit einem FPGA können zeitaufwändige Operationen auch direkt in die Hardware verlagert werden. Sie bauen stufenweise einen Doppelsuperhet auf und entwickeln die Filterkoeffizienten für FIR-Filter mit Scilab. Das in VHDL realisierte Weaver-Schema rundet diesen Empfänger ab, der mit hoher Empfindlichkeit und Dynamik aufwarten kann. Mit dem gewonnen Überblick und Ihrer neuen Hardware können Sie die einzelnen Aspekte des Themenkomplexes SDR beliebig weiter vertiefen. Downloads Software

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Program, build, and master over 60 projects with Python The Raspberry Pi 5 is the latest single-board computer from the Raspberry Pi Foundation. It can be used in many applications, such as in audio and video media centers, as a desktop computer, in industrial controllers, robotics, and in many domestic and commercial applications. In addition to the well-established features found in other Raspberry Pi computers, the Raspberry Pi 5 offers Wi-Fi and Bluetooth (classic and BLE), which makes it a perfect match for IoT as well as in remote and Internet-based control and monitoring applications. It is now possible to develop many real-time projects such as audio digital signal processing, real-time digital filtering, real-time digital control and monitoring, and many other real-time operations using this tiny powerhouse. The book starts with an introduction to the Raspberry Pi 5 computer and covers the important topics of accessing the computer locally and remotely. Use of the console language commands as well as accessing and using the desktop GUI are described with working examples. The remaining parts of the book cover many Raspberry Pi 5-based hardware projects using components and devices such as LEDs and buzzers LCDs Ultrasonic sensors Temperature and atmospheric pressure sensors The Sense HAT Camera modules Example projects are given using Wi-Fi and Bluetooth modules to send and receive data from smartphones and PCs, and sending real-time temperature and atmospheric pressure data to the cloud. All projects given in the book have been fully tested for correct operation. Only basic programming and electronics experience are required to follow the projects. Brief descriptions, block diagrams, detailed circuit diagrams, and full Python program listings are given for all projects described.

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Bauen Sie Ihre perfekte Wetterstation oder forschen Sie zusammen mit der ganzen Welt an Umweltdaten. Mit vielen praktischen Projekten für Arduino, Raspberry Pi, NodeMCU, ESP32 und weiteren Developmentboards. Wetterstationen erfreuen sich seit Jahrzehnten großer Beliebtheit. Ob in aktuellen oder längst eingestellten Elektronik-Magazinen – regelmäßig finden sich Beiträge zum Eigenbau einer Wetterstation. Im Laufe der Jahre wurden diese Systeme immer ausgefeilter und können heute nahtlos in das Smart Home integriert werden. Allerdings erfordert dies oft die Bindung an einen (teuren) Markenhersteller, der sämtliche Komponenten abdeckt. Mit Ihrer eigenen Wetterstation können Sie jedoch mühelos mithalten – und sogar Messwerte erfassen, die kommerzielle Geräte nicht bieten. Dabei kommt der Spaß nicht zu kurz: Sie erweitern spielerisch Ihr Wissen über Elektronik, moderne Mikrocontroller-Developmentboards und Programmiersprachen. Schon für weniger als zehn Euro können Sie erste Umweltdaten erfassen und Ihr System Schritt für Schritt mit wachsendem Interesse weiter ausbauen. Aus dem Inhalt: Wind und Wetter auf der Spur Wetterdisplay mit OpenWeatherMap und Vakuum-Fluoreszenzanzeige Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft Mit MQ-Sensoren arbeiten: Kohlenmonoxid messen – geruchlos aber extrem giftig CO2-Ampel mit ThingSpeak-IoT-Anbindung Ein Gießautomat für Ihre Pflanzen Gutes Raumklima: Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind wichtige Kriterien Schickes Thermometer mit alter Röhrentechnik Nostalgisches Wetterhäuschen für die ganze Familie Luftdruck und Temperatur genau messen Sonnenbrand-Warngerät DIY-Sensor für die Sonnenscheindauer Das Smartphone zeigt’s an: Nebel oder klare Sicht? Erdbeben erkennen Pegelstände von Gewässern und Behältern pH-Wert von Gewässern bestimmen Radioaktive Strahlung erkennen Mit GPS wissen Sie weltweit, wo ihr Sensor ist Logdateien mit Zeitstempel auf SD-Karten speichern LoRaWAN, The Things Network und ThingSpeak LoRaWAN-Gateway für TTN betreiben Mega-Display mit Wettervorhersage

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Die chinesische Firma Espressif Systems hat den neuen Mikrocontroller ESP32 entwickelt, das Nachfolgemodell des ESP8266-WiFi-Chips. Zusätzlich zu allen ESP8266-Funktionen stellt der ESP32 nun Bluetooth-Funk, einen größeren SRAM-Datenspeicher, mehr GPIOs, mehr Schnittstellen, einen Touch-Sensor, einen Temperatursensor, höhere CPU-Geschwindigkeit, einen CAN-Bus, ADCs mit höherer Auflösung, DACs und Sicherheitsfunktionen bereit. Der ESP32 ist Arduino-kompatibel. Dieses Buch ist eine Einführung in den ESP32-Prozessor und beschreibt die wichtigsten Hardware- und Software-Features dieses Chips. Das Hauptziel des Buches ist es, dem Leser zu vermitteln, wie man ESP32-Hard- und Software in praktischen Projekten einsetzt, vor allem durch Verwendung des hochmodernen ESP32-Entwicklungsboards. Im Buch sind viele einfache, grundlegende und weitere Projekte mittlerer Schwierigkeit auf Basis des Entwicklungsboards ESP32 DevKitC samt der beliebten Arduino-IDE und der Programmiersprache MicroPython enthalten. Die Projekte sind nach aufsteigender Komplexität organisiert.

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For Raspberry Pi, ESP32 and nRF52 with Python, Arduino and Zephyr Bluetooth Low Energy (BLE) radio chips are ubiquitous from Raspberry Pi to light bulbs. BLE is an elaborate technology with a comprehensive specification, but the basics are quite accessible. A progressive and systematic approach will lead you far in mastering this wireless communication technique, which is essential for working in low power scenarios. In this book, you’ll learn how to: Discover BLE devices in the neighborhood by listening to their advertisements. Create your own BLE devices advertising data. Connect to BLE devices such as heart rate monitors and proximity reporters. Create secure connections to BLE devices with encryption and authentication. Understand BLE service and profile specifications and implement them. Reverse engineer a BLE device with a proprietary implementation and control it with your own software. Make your BLE devices use as little power as possible. This book shows you the ropes of BLE programming with Python and the Bleak library on a Raspberry Pi or PC, with C++ and NimBLE-Arduino on Espressif’s ESP32 development boards, and with C on one of the development boards supported by the Zephyr real-time operating system, such as Nordic Semiconductor's nRF52 boards. Starting with a very little amount of theory, you’ll develop code right from the beginning. After you’ve completed this book, you’ll know enough to create your own BLE applications.

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PC USB Logic Analyzers with Arduino, Raspberry Pi, and Co. Step-by-step instructions guide you through the analysis of modern protocols such as I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 and 1-Wire. With the help of numerous experimental circuits based on the Raspberry Pi Pico, Arduino Uno and the Bus Pirate, you will learn the practical application of popular USB logic analyzers. All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE. This book uses several models of flexible and widely available USB logic analyzers and shows the strengths and weaknesses of each price range. You will learn about the criteria that matter for your work and be able to find the right device for you. Whether Arduino, Raspberry Pi or Raspberry Pi Pico, the example circuits shown allow you to get started quickly with protocol analysis and can also serve as a basis for your own experiments. After reading this book, you will be familiar with all the important terms and contexts, conduct your own experiments, analyze protocols independently, culminating in a comprehensive knowledge set of digital signals and protocols.

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Pfiffige Projekte zum Messen, Steuern und Regeln Der Raspberry Pi dominiert seit vielen Jahren die Maker-Szene. Frei verfügbare I/O-Pins machten ihn zu einem der beliebtesten Prozessorboards aller Zeiten. Allerdings verfügt der klassische Raspberry Pi über keinerlei Analogeingänge. Eine direkte Messung analoger Werte ist damit nicht möglich. So können weder Photodioden noch NTCs oder Hallsensoren etc. unmittelbar ausgelesen werden. Zudem sind die Pins direkt, d. h. ohne Treiber oder Schutzschaltung, mit den freiliegenden Kontakten verbunden. Dadurch kann der zentrale Controller und damit der gesamte Raspberry Pi schnell zerstört werden. Mit dem Pico können diese Probleme elegant gelöst werden. Er kann als sogenanntes „Frontend“ problemlos vielfältige Messaufgaben übernehmen. Zudem ist der Pico deutlich preisgünstiger als ein klassischer Raspberry Pi 4. Falls eine Fehlbeschaltung zur Zerstörung des Pico führt, ist dies vor allem für nicht-professionelle Anwender relativ leicht zu verkraften. Der klassische Raspberry Pi und der Pico werden so zum idealen Duo. Das Buch führt entsprechend in das weite und hochaktuelle Gebiet der modernen Controllertechnik anhand der beiden Boards „Raspberry Pi 4“ und „Raspberry Pi Pico“ ein. Neben einer tiefergehenden Einführung in die Arbeits- und Funktionsweise der Controllerboards selbst wird insbesondere auch auf die Messwerterfassung und -verarbeitung mit digitalen Prozessoren eingegangen. Insbesondere die Kombination beider Systeme bietet vielfältige und hochinteressante Möglichkeiten. Praktische Projekte aus dem Inhalt: USB-Verbindung zwischen Raspberry Pi 4 und Pico I²C-Kommunikation und Pico als I²C-Device Voltmeter und Computerthermometer Pico W als Web-Server und WLAN-Scanner Frequenzmesser und -generatoren OLED-Displays an Pico und Raspberry Pi 4 Energiesparmonitor Welche Astronauten sind im Orbit? Mini-Monitor für den aktuellen Bitcoin-Kurs

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