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Erste Schritte: Eigene IoT-Lösungen mit dem ESP32

Mikrocontroller, Internet und PC

AutorUdo Brandes
VerlagFranzis
Erscheinungsjahr2019
Seitenanzahl193 Seiten
ISBN9783645206617
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis9,99 EUR
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.

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Inhaltsverzeichnis
Mach's einfach: Erste Schritte - Eigene IoT-Lösungen mit ESP321
Der Autor2
Impressum4
Einleitung5
Inhalt10
1. Der Mikrocontroller ESP3215
ESP32: 32-Bit-Mikrocontroller15
Einsetzbare Boards17
ESP32-Development-Kit V418
Die erste Inbetriebnahme20
Batterie- und Akkubetrieb21
2. Die IDE-Entwicklungsumgebung22
Verfügbare Entwicklungsumgebungen22
Arduino IDE installieren22
Linux-Installation23
Windows-Installation24
Arduino IDE für ESP32 einrichten25
Wichtige Voreinstellungen27
Arbeiten mit der Arduino IDE28
Bibliotheken administrieren30
Einbinden mit dem Bibliotheksverwalter30
Bibliothek als ZIP-Datei einbinden31
Bibliothek mit dem Datei-Manager einfügen32
Die Arduino IDE und ihre Eigenheiten32
3. Programmierers Fokus33
Programmieren in C und C++33
Ordentliche C-Codestruktur33
Variablen- und Funktionsnamen33
Gültigkeitsbereich von Variablen34
Prägnante Kommentare34
JavaScript Object Notation35
Erste Hilfe im Problemfall37
4. Erste Schritte:LEDs ansteuern38
Einen LED-Blink-Sketch einsetzen38
Touch-LED und serieller Monitor41
Messung mit einem Hall-Sensor43
ESP32-interner Temperatursensor44
5. LED-Helligkeit und -Farbemit PWM steuern46
Pulsweitenmodulation (PWM)46
Heartbeat mit ESP32-LED-PWM47
RGB-LEDs gezielt ansteuern49
RGB-LED-Zustandsanzeige50
6. Sensoren:analog meets digital53
ADC: Analog-Digital-Wandler53
Smarter Dämmerungsschalter53
Temperatursensor nutzen56
Bodenfeuchtesensor YL-6957
Der kapazitive Bodenfeuchtesensor60
Ultraschallsensor HC-SR0461
Klassiker: der Bewegungsmelder64
Ein kleines Projekt66
7. Temperatur undLuftfeuchte messen67
Temperatur- und Luftfeuchtesensor DHT2267
Die Schaltung68
Der Sketch68
8. 433-MHz-Geräte schalten71
Steuerbare Funksteckdosen71
Die rc-switch-Bibliothek72
433-MHz-Signale senden73
433-MHz-Signale empfangen75
Das Intertechno-Protokoll78
9. ESP32 bedient I2C79
Das verbirgt sich hinter I2C79
I2C-OLED-Display SSD 130680
Die Schaltung81
Der Sketch81
Funktionen der Bibliothek ESP32-SSD-130683
Andere Fonts einsetzen84
Eigene Bilder anzeigen86
Den I2C-Bus scannen89
10. ESP32 kommuniziert über SPI91
Wie funktioniert SPI?91
Der RFID-RC52292
Die Schaltung93
Der Analyse-Sketch94
Sketch für die Zugangskontrolle95
TFT-Display über SPI ansteuern97
Die Schaltung98
Die Header-Datei User_Setup.h ändern99
Der Analyse-Sketch100
11. ESP32-Interrupts101
Was sind Interrupts?101
Der Timer-Interrupt101
Externer Interrupt105
12. ESP32 und Bluetooth108
Was ist Bluetooth?108
Grundlegende Vorbereitungen109
Nach Bluetooth-Geräten suchen110
Mit BluetoothSerial schalten112
13. ESP32 per App gesteuert115
Blynk: die App für das IoT115
Blynk-App installieren116
Das LED-Blynk-Projekt118
Blynk-Client auf dem ESP32 einrichten und starten121
Funksteckdosen über Blynk steuern122
Das DHT22-Blynk-Projekt123
Blynk informiert via E-Mail125
14. ESP32 als Webserver129
Webserver und Webclient129
NTP: das Network Time Protocol130
Grundlegende Vorbereitungen130
DHT22-Datenausgabe mit Zeitstempel131
LEDs über den Browser steuern137
Eine einfache HTML-Ausgabe139
15. Wetterdaten abrufen142
OpenWeatherMap im Einsatz142
Einzelne Wetterwerte isolieren146
16. ESP32 versendet E-Mails150
Benötigte Software installieren150
Der Arduino-Sketch152
Die Gsender_32.h-Datei152
Gmail-Account überprüfen154
17. MQTT by Cayenne155
Was genau ist MQTT?155
Und was ist Cayenne?156
ESP32 mit Cayenne verbinden157
Cayenne mit DHT22- und LED-Steuerung160
Cayenne und Verlaufsdaten165
18. ESP32 in den Sleep-Modus versetzen167
Betriebszustände des ESP32167
Deep-Sleep mit Touch-Wake-up169
Deep-Sleep mit Timer-Wake-up171
Deep-Sleep mit externem Wake-up172
19. ESP32 über das Web updaten174
So funktioniert das Web-Update174
Der ArduinoOTA-OTAWebUpdater174
Ein Software-Update vorbereiten175
Übertragen der Binärdatei176
Anhang: Sketch-Referenz178
Webserver178
MQTT183
Deep-Sleep und Timer-Wake-up187
Index189

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