Elektronik verstehen mit Raspberry Pi - Der praktische Einstieg. Ohne Vorwissen einsteigen und eigene Projekte umsetzen. LED, Elektromotor, Sensor: Bauteile und Schaltungen einsetzen. Mit vielen spannenden Beispielprojekten für den Raspberry Pi

Physikunterricht war gestern: Mit diesem Buch lernen Sie die Grundlagen der Elektronik direkt an Ihrem Raspberry Pi kennen! Von Strom und Spannung über Transistoren und Motoren bis hin zum Lesen von Schaltplänen - da bleibt kein Wunsch offen. Natürlich alles mit Hilfe von spannenden Beispielprojekten zum Selberbasteln! Aktuell zum Raspberry Pi 3 und allen Vorgängerversionen
Aus dem Inhalt:

• Elektronik-Grundlagen: Strom, Spannung, Widerstand
• Die GPIO-Pins
• Datenblätter und Schaltpläne verstehen
• LEDs, Taster, Spannungswandler
• elektronische Bauteile: Spulen, Transistoren und Co.
• Motoren ansteuern
• Sensoren und Wandler
• Steuern per I²C-Bus
• Spannende Bastelprojekte - Schritt für Schritt erklärt!

List of contents

1. Elektrischer Strom -- was muss ich alles wissen? ... 11

1.1 ... Strom? Spannung? Was ist das? ... 11

1.2 ... Der elektrische Widerstand -- das Verhältnis zwischen Spannung und Strom ... 14

1.3 ... Ein elektrischer Stromkreis in der Praxis -- Anwendung des ohmschen Gesetzes ... 18

1.4 ... Die elektrische Leistung als Produkt von Spannung und Strom ... 34

1.5 ... Fehlersuche in der Schaltung -- richtig messen mit verschiedenen Messgeräten ... 38

1.6 ... Was ist eine Spannungsquelle und wie funktioniert sie? ... 46

1.7 ... Was benötige ich alles? ... 54

2. Einrichtung ... 61

2.1 ... Installation ... 61

2.2 ... Eine WLAN-Verbindung zum Heimnetzwerk herstellen ... 65

2.3 ... SSH-Verbindung herstellen und Dateien übertragen ... 67

2.4 ... Erste Schritte in Linux ... 70

3. I/O-Grundlagen -- die Ein- und Ausgänge des Raspberry Pi im Detail ... 75

3.1 ... J8-Header -- die GPIO-Pins im Überblick ... 75

3.2 ... Eingänge, Ausgänge, Sonderfunktionen ... 77

3.3 ... GPIO-Verbindungen herstellen ... 82

3.4 ... Vorsichtsmaßnahmen und ESD-Schutz ... 83

3.5 ... GPIO-Pin als Ausgang -- LED ein- und ausschalten ... 84

3.6 ... Transistoren ... 93

3.7 ... Der GPIO-Pin als Eingang: der Taster ... 106

4. Motoren ... 119

4.1 ... Der Gleichstrommotor ... 119

4.2 ... Servomotoren ... 135

4.3 ... Schrittmotoren ... 139

5. Die UART-Schnittstelle kennenlernen ... 149

5.1 ... Kurzer Exkurs: Wie werden Daten in einem Computer gespeichert? ... 150

5.2 ... Was ist die UART-Schnittstelle und wie funktioniert sie? ... 156

5.3 ... Erweitern Sie Ihren Raspberry Pi um ein kleines Display ... 168

5.4 ... RFID -- ein einfaches Zugangssystem per Karte ... 181

5.5 ... Kombination von LCD und RFID -- die Zugangskontrolle mit einem LCD erweitern ... 192

5.6 ... Jetzt funkt's -- XBee-Funkmodule als Alternative für ein Kabel ... 194

6. Der Inter-Integrated Circuit (I²C) ... 201

6.1 ... I²C -- Was ist das? ... 203

6.2 ... Ein Computer erzeugt eine Spannung -- eine beliebige Spannung erzeugen ... 209

6.3 ... Analoge Spannungen für einen Computer aufbereiten ... 229

6.4 ... Eine PWM mit einem PWM-Controller erzeugen ... 249

7. Das Serial Peripheral Interface (SPI) ... 273

7.1 ... Das SPI -- ein weiterer Bus am Raspberry Pi ... 274

7.2 ... Die GPIO-Pins des Raspberry Pi mit einem Port Expander erweitern ... 279

7.3 ... Aktuelle Wetterdaten mit dem Raspberry Pi erfassen -- Bestimmung von Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und der Temperatur ... 303

7.4 ... Die Ansteuerung eines WS2801-LED-Streifens -- so erzeugen Sie ein buntes Farbspiel ... 334

8. Zusätzliche Stromversorgung für Projekte mit dem Raspberry Pi und ein Ausblick auf weitere Projekte ... 345

8.1 ... Das Labornetzteil ... 346

8.2 ... Batteriefächer ... 347

8.3 ... Externe Netzteile ... 348

8.4 ... Ausgediente Netzteile ... 350

8.5 ... Spannungsregler ... 350

8.6 ... Wie geht es nun weiter? ... 352

8.7 ... Alles hat ein Ende -- eine kurze Zusammenfassung ... 355

Index ... 359

About the author

Christoph Scherbeck, Jahrgang 1985, ist begeisterter Raspberry-Pi-Bastler. Er ist gelernter Mechatroniker und Maschinenbautechniker. Privat betreibt er die Website auf der er seine Bastelprojekte mit dem Raspberry Pi beschreibt.

Daniel Kampert arbeitet in der Entwicklung der Firma Jenoptik Robot GmbH. Nach seinem Fachabitur in Automatisierungstechnik absolvierte er eine Ausbildung zum Elektroniker für Geräte und Systeme. Berufsbegleitend absolviert er derzeit ein Studium zum Bachelor of Engeneering im Bereich Elektrotechnik. Der begeisterte Bastler entwickelt beruflich wie privat elektronische Schaltungen und programmiert für diverse Plattformen wie Raspberry Pi, Atmel AVR u. a. In seinem Blog schreibt er regelmäßig Anleitungen zu Bastelthemen.

Summary

Physikunterricht war gestern: Mit diesem Buch lernen Sie die Grundlagen der Elektronik direkt an Ihrem Raspberry Pi kennen! Von Strom und Spannung über Transistoren und Motoren bis hin zum Lesen von Schaltplänen – da bleibt kein Wunsch offen. Natürlich alles mit Hilfe von spannenden Beispielprojekten zum Selberbasteln! Aktuell zum Raspberry Pi 3 und allen Vorgängerversionen

Aus dem Inhalt:

Elektronik-Grundlagen: Strom, Spannung, Widerstand
Die GPIO-Pins
Datenblätter und Schaltpläne verstehen
LEDs, Taster, Spannungswandler
elektronische Bauteile: Spulen, Transistoren und Co.
Motoren ansteuern
Sensoren und Wandler
Steuern per I²C-Bus
Spannende Bastelprojekte – Schritt für Schritt erklärt!

Additional text

»Wissen, Tipps, Codes, spannende Projekte - was willst du mehr?«

Report

»Ein kompaktes Lehrbuch, das Ihnen die Grundlagen der Elektronik anschaulich an praktischen Beispielen und Projekten näherbringt.« MagPi 201705

Product details

• Authors: Daniel Kampert, Christop Scherbeck, Christoph Scherbeck
• Publisher: Rheinwerk Verlag
• Languages: German
• Product format: Paperback / Softback
• Released: 02.03.2017
• EAN: 9783836228695
• ISBN: 978-3-8362-2869-5
• No. of pages: 361
• Dimensions: 170 mm x 230 mm x 20 mm
• Weight: 685 g
• Illustrations: m. zahlr. farb. Abb.
• Series: Rheinwerk Computing; Rheinwerk Technik; Rheinwerk Technik
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > IT, data processing > Data communication, networks; Motor, Technik, Sensor, Elektrik, Widerstand, Schaltung, Maker, basteln, Raspi, Aktor, Physik-Unterricht