Brandes Erste Schritte: Eigene IoT-Lösungen mit dem ESP32

Mikrocontroller, Internet und PC
1. Auflage 2019
ISBN: 978-3-645-20661-7
Verlag: Franzis Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 193 Seiten

Reihe: Mach's einfach

Das Internet wird zunehmend als Basis genutzt, um mit entsprechenden Technologien physische und virtuelle Gegenstände miteinander zu vernetzen und sie zusammenarbeiten zu lassen. Dafür wurde der Begriff 'Allesnetz' oder 'Internet of Things' - kurz 'IoT' oder 'Internet der Dinge' - geprägt. Das Buch richtet sich an alle, die sich mit den Möglichkeiten, die Mikrocontroller im Zusammenspiel mit Internet und PC bieten, vertraut machen wollen. Es bietet praktische Anleitungen und Lösungen zur Automatisierung von Abläufen sowie vertiefende Anregungen für eigene Entwicklungen, mit denen Sie sich unabhängig von industriellen Lösungen machen können. In diesem Sinne ist das Buch Wegbereiter und Ideengeber für eigene, gelingende Smart-Home-Lösungen unter dem Dach des Internet of Things, sei es die Ansteuerung von LEDs, das Auslesen interner Sensoren oder das Messen von Temperatur und Luftfeuchte. Erfahren Sie außerdem, wie Sie ein OLED-Display anbinden, Geräte über den SPI-Bus ansteuern oder via Bluetooth mit dem ESP32 kommunizieren.

Udo Brandes war viele Jahre Systementwickler beim Rechenzentrum der Finanzverwaltung des Landes Nordrhein-Westfalen. Nach verschiedenen Tätigkeiten bei der Stadt Wuppertal arbeitet er seit einigen Jahren als selbstständiger Programmierer und IT-Entwickler. Ansätze und Möglichkeiten der Hausautomation sind Zukunftsthemen, die den Autor faszinieren und mit deren Chancen und Risiken er sich seit Langem intensiv befasst.

Autoren/Hrsg.

Brandes, Udo

Inhaltsverzeichnis

1;Mach's einfach: Erste Schritte - Eigene IoT-Lösungen mit ESP32;1
1.1;Der Autor;2
1.2;Impressum;4
1.3;Einleitung;5
1.4;Inhalt;10
1.5;1. Der Mikrocontroller ESP32;15
1.5.1;ESP32: 32-Bit-Mikrocontroller;15
1.5.2;Einsetzbare Boards;17
1.5.3;ESP32-Development-Kit V4;18
1.5.3.1;Die erste Inbetriebnahme;20
1.5.3.2;Batterie- und Akkubetrieb;21
1.6;2. Die IDE-Entwicklungsumgebung;22
1.6.1;Verfügbare Entwicklungsumgebungen;22
1.6.2;Arduino IDE installieren;22
1.6.2.1;Linux-Installation;23
1.6.2.2;Windows-Installation;24
1.6.3;Arduino IDE für ESP32 einrichten;25
1.6.3.1;Wichtige Voreinstellungen;27
1.6.4;Arbeiten mit der Arduino IDE;28
1.6.5;Bibliotheken administrieren;30
1.6.5.1;Einbinden mit dem Bibliotheksverwalter;30
1.6.5.2;Bibliothek als ZIP-Datei einbinden;31
1.6.5.3;Bibliothek mit dem Datei-Manager einfügen;32
1.6.6;Die Arduino IDE und ihre Eigenheiten;32
1.7;3. Programmierers Fokus;33
1.7.1;Programmieren in C und C++;33
1.7.1.1;Ordentliche C-Codestruktur;33
1.7.1.2;Variablen- und Funktionsnamen;33
1.7.1.3;Gültigkeitsbereich von Variablen;34
1.7.1.4;Prägnante Kommentare;34
1.7.2;JavaScript Object Notation;35
1.7.3;Erste Hilfe im Problemfall;37
1.8;4. Erste Schritte:LEDs ansteuern;38
1.8.1;Einen LED-Blink-Sketch einsetzen;38
1.8.2;Touch-LED und serieller Monitor;41
1.8.3;Messung mit einem Hall-Sensor;43
1.8.4;ESP32-interner Temperatursensor;44
1.9;5. LED-Helligkeit und -Farbemit PWM steuern;46
1.9.1;Pulsweitenmodulation (PWM);46
1.9.2;Heartbeat mit ESP32-LED-PWM;47
1.9.3;RGB-LEDs gezielt ansteuern;49
1.9.4;RGB-LED-Zustandsanzeige;50
1.10;6. Sensoren:analog meets digital;53
1.10.1;ADC: Analog-Digital-Wandler;53
1.10.2;Smarter Dämmerungsschalter;53
1.10.3;Temperatursensor nutzen;56
1.10.4;Bodenfeuchtesensor YL-69;57
1.10.4.1;Der kapazitive Bodenfeuchtesensor;60
1.10.5;Ultraschallsensor HC-SR04;61
1.10.6;Klassiker: der Bewegungsmelder;64
1.10.6.1;Ein kleines Projekt;66
1.11;7. Temperatur undLuftfeuchte messen;67
1.11.1;Temperatur- und Luftfeuchtesensor DHT22;67
1.11.1.1;Die Schaltung;68
1.11.1.2;Der Sketch;68
1.12;8. 433-MHz-Geräte schalten;71
1.12.1;Steuerbare Funksteckdosen;71
1.12.2;Die rc-switch-Bibliothek;72
1.12.3;433-MHz-Signale senden;73
1.12.4;433-MHz-Signale empfangen;75
1.12.5;Das Intertechno-Protokoll;78
1.13;9. ESP32 bedient I2C;79
1.13.1;Das verbirgt sich hinter I2C;79
1.13.2;I2C-OLED-Display SSD 1306;80
1.13.2.1;Die Schaltung;81
1.13.2.2;Der Sketch;81
1.13.2.3;Funktionen der Bibliothek ESP32-SSD-1306;83
1.13.2.4;Andere Fonts einsetzen;84
1.13.2.5;Eigene Bilder anzeigen;86
1.13.2.6;Den I2C-Bus scannen;89
1.14;10. ESP32 kommuniziert über SPI;91
1.14.1;Wie funktioniert SPI?;91
1.14.2;Der RFID-RC522;92
1.14.2.1;Die Schaltung;93
1.14.2.2;Der Analyse-Sketch;94
1.14.2.3;Sketch für die Zugangskontrolle;95
1.14.3;TFT-Display über SPI ansteuern;97
1.14.3.1;Die Schaltung;98
1.14.3.2;Die Header-Datei User_Setup.h ändern;99
1.14.3.3;Der Analyse-Sketch;100
1.15;11. ESP32-Interrupts;101
1.15.1;Was sind Interrupts?;101
1.15.2;Der Timer-Interrupt;101
1.15.3;Externer Interrupt;105
1.16;12. ESP32 und Bluetooth;108
1.16.1;Was ist Bluetooth?;108
1.16.1.1;Grundlegende Vorbereitungen;109
1.16.2;Nach Bluetooth-Geräten suchen;110
1.16.3;Mit BluetoothSerial schalten;112
1.17;13. ESP32 per App gesteuert;115
1.17.1;Blynk: die App für das IoT;115
1.17.1.1;Blynk-App installieren;116
1.17.2;Das LED-Blynk-Projekt;118
1.17.2.1;Blynk-Client auf dem ESP32 einrichten und starten;121
1.17.3;Funksteckdosen über Blynk steuern;122
1.17.4;Das DHT22-Blynk-Projekt;123
1.17.5;Blynk informiert via E-Mail;125
1.18;14. ESP32 als Webserver;129
1.18.1;Webserver und Webclient;129
1.18.1.1;NTP: das Network Time Protocol;130
1.18.1.2;Grundlegende Vorbereitungen;130
1.18.2;DHT22-Datenausgabe mit Zeitstempel;131
1.18.3;LEDs über den Browser steuern;137
1.18.4;Eine einfache HTML-Ausgabe;139
1.19;15. Wetterdaten abrufen;142
1.19.1;OpenWeatherMap im Einsatz;142
1.19.2;Einzelne Wetterwerte isolieren;146
1.20;16. ESP32 versendet E-Mails;150
1.20.1;Benötigte Software installieren;150
1.20.1.1;Der Arduino-Sketch;152
1.20.1.2;Die Gsender_32.h-Datei;152
1.20.1.3;Gmail-Account überprüfen;154
1.21;17. MQTT by Cayenne;155
1.21.1;Was genau ist MQTT?;155
1.21.2;Und was ist Cayenne?;156
1.21.3;ESP32 mit Cayenne verbinden;157
1.21.4;Cayenne mit DHT22- und LED-Steuerung;160
1.21.5;Cayenne und Verlaufsdaten;165
1.22;18. ESP32 in den Sleep-Modus versetzen;167
1.22.1;Betriebszustände des ESP32;167
1.22.2;Deep-Sleep mit Touch-Wake-up;169
1.22.3;Deep-Sleep mit Timer-Wake-up;171
1.22.4;Deep-Sleep mit externem Wake-up;172
1.23;19. ESP32 über das Web updaten;174
1.23.1;So funktioniert das Web-Update;174
1.23.2;Der ArduinoOTA-OTAWebUpdater;174
1.23.3;Ein Software-Update vorbereiten;175
1.23.3.1;Übertragen der Binärdatei;176
1.24;Anhang: Sketch-Referenz;178
1.24.1;Webserver;178
1.24.2;MQTT;183
1.24.3;Deep-Sleep und Timer-Wake-up;187
1.25;Index;189