Dieses Buch beschäftigt sich mit DC-Elektromotoren und deren Einsatz in Arduino und Raspberry Pi Zero W-Projekten. Das Buch enthält zahlreiche Motorsteuerungsprojekte, wobei jedes Projekt denselben Aufbau besitzt:
Projekttitel
Beschreibung des Projekts
Blockschaltbild
Schaltplan
Zusammenbau
Vollständiges Programmlisting
Umfassende Erläuterung des Programms
Die Projekte im Buch umfassen die Standard-DC-Motoren, Schrittmotoren, Servomotoren und mobile Roboter. Das Buch richtet sich an Elektronik-Bastler, die Projekte mit dem Arduino Uno oder dem Raspberry Pi Zero W entwickeln und dabei Motoren einsetzen möchten.
Ein besonders reizvolles Projekt dieses Buches ist die Fernsteuerung eines mobilen Roboters von einem Mobiltelefon aus mit dem Arduino Uno sowie dem Raspberry Pi Zero W. Dieses Projekt wird sowohl über Wi-Fi als auch über Bluetooth mit dem Handy gesteuert. Die Leser sollten in der Lage sein, einen Roboter vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen, indem sie einfache Befehle vom Mobiltelefon aus senden.
Die vollständigen Programmlistings aller Projekte sowie die detaillierten Programmbeschreibungen finden Sie im Buch. Der Leser kann die Projekte Schritt für Schritt nachbauen oder sie an die eigenen Bedürfnisse anpassen.
Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern.
Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet.
In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert.
Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren.
Das Buch behandelt folgende Themen:
Steuer- und Regelsysteme
Analoge und digitale Sensoren
Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme
Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung
Zeitdiskrete digitale Systeme
Zeitkontinuierliche PID-Regler
Zeitdiskrete PID-Regler
Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern.
Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet.
In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert.
Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren.
Das Buch behandelt folgende Themen:
Steuer- und Regelsysteme
Analoge und digitale Sensoren
Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme
Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung
Zeitdiskrete digitale Systeme
Zeitkontinuierliche PID-Regler
Zeitdiskrete PID-Regler
Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
This book is about DC electric motors and their use in Arduino and Raspberry Pi Zero W based projects. The book includes many tested and working projects where each project has the following sub-headings:
Title of the project
Description of the project
Block diagram
Circuit diagram
Project assembly
Complete program listing of the project
Full description of the program
The projects in the book cover the standard DC motors, stepper motors, servo motors, and mobile robots. The book is aimed at students, hobbyists, and anyone else interested in developing microcontroller based projects using the Arduino Uno or the Raspberry Pi Zero W.
One of the nice features of this book is that it gives complete projects for remote control of a mobile robot from a mobile phone, using the Arduino Uno as well as the Raspberry Pi Zero W development boards. These projects are developed using Wi-Fi as well as the Bluetooth connectivity with the mobile phone. Readers should be able to move a robot forward, reverse, turn left, or turn right by sending simple commands from a mobile phone. Full program listings of all the projects as well as the detailed program descriptions are given in the book. Users should be able to use the projects as they are presented, or modify them to suit to their own needs.
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.
The Arduino Uno is an open-source microcontroller development system encompassing hardware, an Integrated Development Environment (IDE), and a vast number of libraries. It is supported by an enormous community of programmers, electronic engineers, enthusiasts, and academics. The libraries in particular really smooth Arduino programming and reduce programming time. What’s more, the libraries greatly facilitate testing your programs since most come fully tested and working.
The Raspberry Pi 4 can be used in many applications such as audio and video media devices. It also works in industrial controllers, robotics, games, and in many domestic and commercial applications. The Raspberry Pi 4 also offers Wi-Fi and Bluetooth capability which makes it great for remote and Internet-based control and monitoring applications.
This book is about using both the Raspberry Pi 4 and the Arduino Uno in PID-based automatic control applications. The book starts with basic theory of the control systems and feedback control. Working and tested projects are given for controlling real-life systems using PID controllers. The open-loop step time response, tuning the PID parameters, and the closed-loop time response of the developed systems are discussed together with the block diagrams, circuit diagrams, PID controller algorithms, and the full program listings for both the Raspberry Pi and the Arduino Uno.
The projects given in the book aim to teach the theory and applications of PID controllers and can be modified easily as desired for other applications. The projects given for the Raspberry Pi 4 should work with all other models of Raspberry Pi family.
The book covers the following topics:
Open-loop and closed-loop control systems
Analog and digital sensors
Transfer functions and continuous-time systems
First-order and second-order system time responses
Discrete-time digital systems
Continuous-time PID controllers
Discrete-time PID controllers
ON-OFF temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based DC motor control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based water level control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based LED-LDR brightness control with Raspberry Pi and Arduino Uno
Specifications
Dual ARM Cortex-M0+ @ 133 MHz
264 kB on-chip SRAM in six independent banks
Support for up to 16 MB of off-chip Flash memory via dedicated QSPI bus
DMA controller
Fully-connected AHB crossbar
Interpolator and integer divider peripherals
On-chip programmable LDO to generate core voltage
2x on-chip PLLs to generate USB and core clocks
30x GPIO pins, 4 of which can be used as analogue inputs
Peripherals
2x UARTs
2x SPI controllers
2x I²C controllers
16x PWM channels
USB 1.1 controller and PHY, with host and device support
8x PIO state machines
What you'll get
10x bare RP2040 chips
Umfassendes Buch-Hardware-Bundle für den RP2040-Mikrocontroller mit über 80 Projekten
Entdecken Sie in diesem Bundle das Potenzial der modernen Controller-Technologie mit dem Raspberry Pi Pico. Das leicht verständliche Handbuch eignet sich sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Benutzer und führt Sie von den Grundlagen der Elektronik bis hin zu den komplexen Aspekten der digitalen Signalverarbeitung. Mit dem Raspberry Pi Pico, dem speziellen Hardware-Kit und der MicroPython-Programmierung lernen Sie die wichtigsten Prinzipien des Schaltungsdesigns, der Datenerfassung und -verarbeitung.
Machen Sie praktische Erfahrungen mit über 80 Projekten wie einer Stoppuhr mit OLED-Display, einem Laser-Entfernungsmesser und einem servogesteuerten Lüfter. Diese Projekte sollen Ihnen helfen, das Gelernte in realen Szenarien anzuwenden. Das Buch behandelt auch fortgeschrittene Themen wie drahtlose RFID-Technologie, Objekterkennung und Sensorintegration für die Robotik.
Ganz gleich, ob Sie Ihre Kenntnisse in der Elektronik erweitern oder tiefer in eingebettete Systeme eintauchen möchten, dieses Bundle ist die perfekte Ressource, um das volle Potenzial des Raspberry Pi Pico zu erkunden.
Inhalt des Bundles
1x Projektbuch (287 Seiten)
1x Smart Car Kit
Bauteile
2x Lötfreies Steckbrett (400 Löcher)
1x Lötfreies Steckbrett (170 Löcher)
5x bunte 5-mm-LEDs (Grün, Rot, Blau, Gelb und Weiß)
1x Lasersender
1x Passiver Summer
1x Micro-USB-Kabel (30 cm)
1x 65 Überbrückungskabel
1x 20 cm männlicher auf weiblicher Dupont-Draht
1x Transparentes Gehäuse
1x Magnet (Durchmesser: 8 mm, Dicke: 5 mm)
1x Drehpotentiometer
10x 2 KΩ Widerstände
2x M2, 5x30 mm Kupfersäulen
10x Kreuzschlitz-Flachkopfschrauben
10x M2,5 Sechskantmuttern aus Nickel
1x 2-Zoll-Mehrzweckschraubendreher
Module
1x RGB-Modul
1x 9G-Servo
1x Dual-Achsen-XY-Joystick-Modul
1x RC522 RFID-Modul
1x 4-Bit-Digital-LED-Display-Modul
1x Ampel-Anzeigemodul
1x Drehgebermodul
1x 1602 LCD-Anzeigemodul (blau)
1x Fotowiderstandsmodul
1x Gleichstrommotor mit männlichem Dupont-Kabel
1x Lüfterflügel
1x Regentropfen-Modul
1x OLED-Modul
1x Membranschalter-Tastatur
1x Mini-Magnetfedermodul
1x Infrarot-Fernbedienung
1x Infrarot-Empfängermodul
1x DC-Schrittmotor-Treiberplatine
1x Button
Sensoren
1x Vibrationssensor
1x Bodenfeuchtesensor
1x Schallsensor
1x Mini-PIR-Bewegungssensor
1x Temperatur & Feuchtigkeitssensor
1x Flammensensor
2x Crash-Sensor
2x Tracking-Sensor
1x Ultraschallsensor
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.
This complete Raspberry Pi Pico microcontroller programming course features a textbook, a component kit, hands-on projects, and a comprehensive online course with simulations. It is ideal for step-by-step learning of embedded systems programming with Arduino using a practical, hands-on approach.
A Practical Introduction to Embedded Systems with the Raspberry Pi Pico
This course is designed for people who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to get started.
A kit of parts comprising LEDs and resistors, switches, sensors and actuators, displays, a breadboard and wires, and more is included. These are used in the course to illustrate example applications.
No prior experience with Arduino or embedded development is required. Each section features hands-on examples and mini projects designed to reinforce key concepts and inspire deeper exploration. By the end of the course, you’ll be able not only to reproduce the examples but also to build on them with your own ideas and applications.
What Will You Learn?
Microcontroller programming in C/C++ with the Raspberry Pi Pico using the Arduino IDE
Working with Digital I/O, read buttons and encoders, control LEDs and relays
Read analog inputs, voltages, and analog sensors
Generating analog output signals and PWM
Use serial communication like UART, I²C and SPI to control displays and read digital sensors and SD cards
Managing time
Working with interrupts
Real-time sensor input and control via buttons, LEDs, and displays
Control actuators like relays and servo motors
Who Is It For?
Students and self-learners exploring embedded systems
Makers and IoT enthusiasts looking to improve their hardware skills
Educators and trainers seeking ready-to-teach material
What's Inside the Box?
Access to the full course on the Elektor Academy Pro Learning Platform
Raspberry Pi Pico microcontroller board + USB cable
Book: Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Downloadable project files for every module
Component Box:
2× LED, red, 5 mm
LED, green, 5 mm
3× Resistor, 470 Ω, 0.25 W
LDR
Potentiometer, 10 kΩ, linear
Pushbutton
Rotary encoder module
Relay module
DHT22 Humidity & Temperature Sensor
TM1637-compatible 4-digit 7-segment display
MPU-6050 IMU with headers
SSD1306-compatible I²C OLED display
Micro SD card adapter with header
Buzzer
SG90 Micro Servo
ILI9341-compatible SPI 240×320 TFT display
20× Jumper wires
Breadboard
All Programming Courses (and differences in content)
Course
Arduino
Raspberry Pi Pico with Arduino C/C++
ESP32 with Arduino C/C++
Raspberry Pi Pico with MicroPython
ESP32 with MicroPython
Online Course
Access to Arduino Course
Access to Pico with Arduino C/C++ Course
Access to ESP32 with Arduino C/C++ Course
Access to Pico with MicroPython Course
Access to ESP32 with MicroPython Course
Board
Uno R3
Raspberry Pi Pico
ESP32
Raspberry Pi Pico
ESP32
Book
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in MicroPython
Programming Microcontrollers in MicroPython
Kit
40-piece Component Box
40-piece Component Box
40-piece Component Box
40-piece Component Box
40-piece Component Box
,
by Udo Bormann
Is the Pironman 5 the Best Raspberry Pi 5 Case for Cooling and Performance? A Detailed Review
The Raspberry Pi 5 is a powerhouse in a tiny package, but as with any performance-driven board, cooling and expandability are key factors in unlocking its...