Skip to main content
main-content

Über dieses Buch

Das Buch bildet eine wichtige Grundlage für das Verständnis des Internet of Things, indem es einen Einblick in gängige Vernetzungsprotokolle aus der Mikrocontrollerwelt bietet und wichtige Sensoren und andere Bausteine, sowie deren Einsatz und Programmierung vorstellt. Alle gezeigten Konzepte werden durch praktische Schaltungs- und Programmierbeispiele aus den langjährigen Erfahrungen der Autoren illustriert. Daneben stehen den Lesern offene Bibliotheken für die Ansteuerung der im Buch präsentierten Bauteile auf der Verlagshomepage zum Herunterladen bereit. Die zweite Auflage beinhaltet einige neue Bausteine, insbesondere im Bereich der Netzwerke, eine ausführlichere Beschreibung der Funktionsprinzipien einiger Sensoren sowie weitere Tipps und Tricks zum Programmieren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung
Eine kurze Übersicht, was in diesem Buch zu finden und wie es zu benutzen ist.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 2. Einführung in die Programmiersprache C

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird ein kurzer Überblick über die Programmiersprache C gegeben, soweit es zum Verständnis des weiteren Buchs und insbesondere der Programmierbeispiele notwendig ist.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 3. Programmierung von AVR Mikrocontrollern

Zusammenfassung
Das Kapitel beschreibt die wichtigsten Peripherieelemente der AVR-Familie, also grundsätzlichen Funktionen, mit denen ein Mikrocontroller der AVR-Familie mit der Außenwelt kommuniziert. Beschrieben wird der Aufbau von Peripherieschaltungen, die sich natürlich auch auf andere Vertreter der AVR-Familie oder andere Mikrocontrollerfamilien anwenden lassen. Interrupts, Digitale Ein- und Ausgänge, AD-Wandler, Timer, PWM, der EEPROM-Speicher und Methoden des Power Managements sind die wichtigsten Themen des Kapitels. Die ihnen zugrundeliegenden Ideen sind auch auf andere Prozessoren übertragbar.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 4. Software Framework

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird die grundsätzliche Architektur eines Messsystems vorgestellt, insbesondere die Hardware-Abstraktion.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 5. Speicherkonzepte und Algorithmen

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden grundsätzliche Algorithmen wie Warteschlange, FIFO und Zustandsautomat eingeführt, die in vielen Sensorprojekten notwendig sind.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 6. Theoretische Überlegungen zu IoT Netzwerken

Zusammenfassung
Das Kapitel enthält Informationen zum ISO/OSI-Schichtenmodell und weiterhin zu Codierung, Physical Layer, Leitungen, Transceiver, Sicherheit, Topologien, Synchronisation, MAC, Medienzugriff, sowie zu Protokollen der höheren Schichten.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 7. Asynchrone serielle Schnittstellen

Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschreibt die asynchrone Schnittstelle der AVR Familie sowie das Prinzip der UART im Allgemeinen.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 8. Serial Peripheral Interface (SPI)

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird die SPI Schnittstelle der AVR-Familie beschrieben.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 9. Die I2C/TWI-Schnittstelle

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird die I2C/TWI-Schnittstelle beschrieben
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 10. CAN Bus

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der CAN Bus erklärt und eine Bibliotheksimplementierung vorgestellt.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 11. Der Modbus

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden einige Aspekte zum Modbus beschrieben, der als industrieller Feldbus weite Verbreitung gefunden hat.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 12. Eindrahtbussysteme

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden weitere Eindrahtbussysteme beschrieben, die für Sensornetzwerke genutzt werden können.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 13. Drahtlose Netzwerke

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden drahtlose Netzwerke, insbesondere im Bereich der ISM-Bänder um 433 MHz und 868 MHz, sowie im ISM-Band 2,4 GHz beschrieben. Hierfür existieren zahllose Bausteine, von einigen ausgewählten wird der Einsatz hier erklärt
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 14. Sensortechnik Systemtechnische Überlegungen

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden einige systemtechnische Begriffe geklärt, wie Abtastung, Quantisierung, digitale Filter. Außerdem gibt es einige softwaretechnische Tricks zur Abstraktion der Hardware-Pins und zur Verwendung von Integer-Arithmetik.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 15. Umweltsensoren

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden vier digitale Umweltsensoren vorgestellt, ein digitaler Luftdruckmesser mit Temperaturmessung, ein Luftfeuchtigkeitsmesser mit Temperaturmessung, ein Temperatursensor und ein Feinstaubsensor.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 16. Beschleunigungssensoren

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden zwei lineare mikromechanische Beschleunigungssensoren für unterschiedliche Wertebereiche vorgestellt.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 17. Drehratensensoren

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der Drehratensensor L3GD20 beschrieben.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 18. Magnetfeldsensoren

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der Magnetfeldsensor HMC5883 vorgestellt.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 19. Näherungssensoren

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden ein Ultraschallsensor und ein optischer Näherungssensor vorgestellt.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 20. Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandler

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden DA- und AD-Wandlerbausteine beschrieben.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 21. Serielle EEPROMs

Zusammenfassung
Kapitel 21 widmet sich den seriellen EEPROMs, die mit I2C oder SPI angesteuert werden.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 22. Serielle Flash-Speicher

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden zwei typische Flashspeicher mit serieller Kommunikation beschrieben.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 23. Bausteine für die Audiotechnik

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden zwei Bausteine beschrieben, die zusammen ein Radio mit Verstärker bilden. Beide werden über I2C angesteuert.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 24. Vernetzbare integrierte Schaltkreise

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden einige vernetzbare ICs vorgestellt: Ein Port-Expander, ein digitaler Regelwiderstand und eine Echtzeituhr.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 25. Anzeigen

Zusammenfassung
Das Kapitel gibt eine Einführung in die Anzeigetechnik und stellt eine Familie von graphischen und textuellen Displays vor, die sich ohne Aufwand in die Umgebung eines AVR-Controllers integrieren lassen.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Kapitel 26. Beispielprojekte

Zusammenfassung
Das Kapitel beschreibt zwei Beispielprojekte, die auf dem Wissen im Buch aufbauen.
Ansgar Meroth, Petre Sora

Backmatter

Weitere Informationen