Arduino

Das umfassende Handbuch für Maker. Über 900 Seiten, mit Schaltungsskizzen, Code-Beispielen und vielen Abbildungen, komplett in Farbe.
2. aktualisierte und erweiterte Auflage 2023
ISBN: 978-3-8362-9104-0
Verlag: Rheinwerk Verlag GmbH

Buch, Deutsch, 868 Seiten, Format (B × H): 180 mm x 246 mm, Gewicht: 1746 g

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 Mikroprozessoren
• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Elektronik Elektronik: Sachbuch, Ratgeber
• 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. 745

13.  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.