Kühnel, C: Arduino

2. aktualisierte und erweiterte Auflage 2023
ISBN: 978-3-8362-9104-0
Verlag: Rheinwerk Verlag GmbH

Buch, Deutsch, 868 Seiten, Format (B × H): 168 mm x 240 mm

Reihe: Rheinwerk Computing

Die Arduino-Community stellt Makern eine ausgezeichnete Grundlage für eigene Projekte zur Verfügung. Die offene Mikrocontroller-Architektur und eine komfortable Entwicklungsumgebung machen den Arduino zum idealen Ausgangspunkt für die eigenen Bastelprojekte. Dass Sie mit dem Arduino aber noch viel mehr machen können als nur LEDs leuchten zu lassen, beweist dieses umfassende Handbuch: Von der Temperaturmessung bis zum maschinellen Lernen und der anspruchsvollen Auswertung von Daten finden Sie hier Beispiele und Erklärungen zu allen Fragen, die Elektronikbegeisterte interessieren.

Aus dem Inhalt:

- Modellübersicht: Mikrocontroller für Maker

- Breadboards, Löten, Stromversorgung

- Entwicklungsumgebung und Programmierung

- Schaltungsdesign mit Fritzing und Eagle

- Sensoren: Temperatur, Feuchtigkeit, Bewegung, Ultraschall, Luftqualität u.v.m.

- Displays: LED, LCD, OLED, Touchscreens

- Relais, Motoren, Schaltaktoren

- Speicher: EEPROM, FRAM

- WLAN, Bluetooth, BLE, GSM, LoRa, LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT

- UART, SPI, I²C, 1-Wire

- IoT-Anwendungen in der Cloud: WQTT, Thingspeak, Pushover, Dweet.io

- Projektideen für Maker: Von der Messung des Raumklimas und Radioaktivität bis zum Einsatz von Kameras

Die Fachpresse zur Vorauflage:

MagPi: 'Besticht nicht nur durch Fachkompetenz und enormen Umfang, sondern auch durch die Ausstattung.'

Autoren/Hrsg.

Kühnel, Claus

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Elektronik Elektronik: Sachbuch, Ratgeber
• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Elektronik Mikroprozessoren
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Technische Informatik Eingebettete Systeme

Inhaltsverzeichnis

Materialien zum Buch ... 16  Geleitwort ... 17  1.  Arduino - was ist das? ... 19        1.1 ... Arduino - etwas Hintergrund ... 19        1.2 ... Open Source: Die Lizenzen des Arduino-Projekts ... 20        1.3 ... Maker und die Arduino-Community ... 23        1.4 ... Arduino Uno Rev3 - der Standard ... 25        1.5 ... Details zum Mikrocontroller ... 30   2.  Arduino-Hardware ... 59        2.1 ... Die Produktfamilie Arduino ... 59        2.2 ... Arduino-kompatible Boards ... 96        2.3 ... Arduino-Shields ... 137        2.4 ... Expansionsboards ... 146   3.  Das Experimentierumfeld ... 151        3.1 ... Elektronische Bauteile ... 151        3.2 ... Grundlagen zur Schaltungstechnik ... 169        3.3 ... Breadboards und Zubehör ... 175        3.4 ... Qwiic, Grove und mikroBUS Connection ... 180        3.5 ... Spannungsversorgung ... 183        3.6 ... Messtechnik ... 198        3.7 ... CAD-Software ... 208   4.  Arduino-Software ... 215        4.1 ... Schritte bei der Programmerstellung ... 215        4.2 ... Die Arduino-Entwicklungsumgebung ... 216        4.3 ... Die Arduino-Create-Plattform ... 227        4.4 ... Arduino Create vs. Arduino IDE ... 231        4.5 ... Programmieren in C++ ... 232        4.6 ... Den Arduino programmieren ... 261        4.7 ... Arduino-Boards in Betrieb nehmen ... 288        4.8 ... Arduino-Debugging ... 321   5.  Sensoren ... 337        5.1 ... Der Thermistor als Temperatursensor ... 337        5.2 ... Der Temperatursensor TMP36 ... 340        5.3 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHTxx/AM23xx ... 344        5.4 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor Si7021 ... 350        5.5 ... Der Temperatursensor DS18B20 ... 353        5.6 ... Die barometrischen Drucksensoren BMP180, BMP280 und BME280 ... 357        5.7 ... Der Luftqualitätssensor MQ135 ... 362        5.8 ... Der Grove-Feinstaubsensor PPD42NS ... 368        5.9 ... Der Lichtstärkesensor GY-30 (BH1750FVI) ... 371        5.10 ... Der Farbsensor GY-TCS3200D ... 375        5.11 ... Ultraschall-Entfernungsmessung ... 381        5.12 ... ToF-Entfernungsmessung ... 386        5.13 ... Bewegungsdetektion mit PIR-Sensoren ... 389        5.14 ... Wetterdaten ... 392   6.  Eingabeelemente ... 399        6.1 ... Taster und Schalter ... 399        6.2 ... Keypads ... 401        6.3 ... Joysticks ... 408        6.4 ... Drehgeber ... 411        6.5 ... Touch-Sensoren ... 415        6.6 ... Touch-Panels ... 416        6.7 ... RFID ... 419        6.8 ... NFC ... 429   7.  Anzeigeelemente ... 441        7.1 ... LEDs und RGB-LEDs ... 441        7.2 ... Sieben-Segment-Anzeige ... 447        7.3 ... LED-Dot-Matrix-Anzeige ... 450        7.4 ... Seriell gesteuerte RGB-LEDs ... 454        7.5 ... LCDs ... 465        7.6 ... OLED-Display ... 486        7.7 ... Touchscreen ... 496   8.  Aktoren ... 537        8.1 ... Relais ... 537        8.2 ... Motoren ... 542   9.  Externe Speicher ... 575        9.1 ... Internes EEPROM ... 575        9.2 ... Externes EEPROM ... 578        9.3 ... FRAM ... 581 10.  Kommunikation ... 585        10.1 ... Serielles Interface UART, der interne Monitor ... 585        10.2 ... SPI ... 591        10.3 ... I2C-Bus ... 597        10.4 ... 1-Wire-Bus ... 600        10.5 ... CAN ... 606        10.6 ... Bluetooth und BLE ... 614        10.7 ... Der Arduino im Netzwerk ... 628        10.8 ... LoRa bzw. LoRaWAN ... 647        10.9 ... GSM ... 673        10.10 ... 3GPP LPWAN ... 681        10.11 ... Netzwerkverbindungen mit nRF24L01 ... 709 11.  Datenformate und Kommunikationsprotokolle ... 733        11.1 ... JSON ... 733        11.2 ... MQTT ... 736 12.  Arduino-Benchmarks ... 74513.  Projektideen für den Arduino ... 749        13.1 ... Tragbare Elektronik (Wearables) ... 749        13.2 ... Überwachung des Raumklimas ... 752        13.3 ... Open Data aus dem Internet ... 771        13.4 ... Pushover-Statusmeldungen ... 781        13.5 ... Überwachung von Pflanzen ... 789        13.6 ... Messung von radioaktiver Strahlung ... 794        13.7 ... Arduino Yún ... 802        13.8 ... M5StickC ... 812        13.9 ... Kameraanwendungen ... 817        13.10 ... Maschinelles Lernen ... 827 14.  Gehäuse für den Arduino ... 831        14.1 ... ArduiBox Open - Hutschienengehäuse für den Arduino ... 831        14.2 ... RasPiBox Pico für Raspberry Pi Pico ... 833        14.3 ... AZ-Touch MKR/ESP/Feather ... 834        14.4 ... ESPGateway - ESP32 WiFi/ BLE Gateway ... 835 15.  Der Arduino in industriellen Anwendungen ... 839        15.1 ... Prototyping mit dem Arduino ... 839        15.2 ... Industrieanwendungen ... 840   Anhang ... 845        A.1 ... Arduino-Distributoren ... 845        A.2 ... Technische Daten im Vergleich ... 845        A.3 ... Spezifikation von Widerständen ... 850   Index ... 855

Über Autor(innen)

Kühnel, Claus
Dr. Claus Kühnel studierte Informationstechnik an der Technischen Universität Dresden und hat über viele Jahre Embedded Systems für die Labordiagnostik u.a. entwickelt. In diesem interdisziplinären Spannungsfeld kam er mit der Maker-Szene in Berührung. Er hat zahlreiche Artikel und Bücher zu Hard- und Software von Mikrocontrollern im In- und Ausland veröffentlicht. Von der Zeitschrift Elektronik erhielt sein Beitrag „Arduino & Co“ die Auszeichnung „Artikel des Jahres 2011“. Mit Leidenschaft gibt er sein umfangreiches und fundiertes Wissen an interessierte Leser weiter.