Sensoren - messen und experimentieren mit Arduino und Raspberry Pi:
Gespeichert in:
Hauptverfasser: | , , |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German English |
Veröffentlicht: |
Heidelberg
dpunkt.verlag
2015
|
Ausgabe: | 1. Auflage |
Schriftenreihe: | C't-Hardware-hacks-Edition
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XII, 395 Seiten Illustrationen |
ISBN: | 9783864901607 386490160X |
Internformat
MARC
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V
INHALTSVERZEICHNIS
*
VORWORT 1
1 RASPBERRY PI 11
1.1 RASPBERRY PI: VON NULL ZUM ERSTEN START 12
1.1.1 NOOBS*.ZIP ENTPACKEN 13
1.1.2 KABEL ANSCHLIESSEN 13
1.1.3 RASPBIAN HOCHFAHREN UND INSTALLIEREN 14
1.1.4 FEHLERSUCHE BEI DER RASPBERRY PI-INSTALLATION 16
1.2 WILLKOMMEN BEI LINUX 18
1.2.1 DIE ALLGEGENWAERTIGE KOMMANDOZEILE 18
1.2.2 SCHAUEN SIE SICH UM 19
1.2.3 TEXTDATEIEN FUER DIE KONFIGURATION 20
1.2.4 SUDO MACH MIR EIN BUTTERBROT! 20
1.3 ELEKTRONISCHE BAUTEILE AN DIE PINS DES RASPBERRY PI ANSCHLIESSEN .
22
1.3.1 HALLO GPIO, LASS EINE LED BLINKEN 23
1.3.2 DIE SCHALTUNG AUFBAUEN 24
1.3.3 ZWEI NUMMERIERUNGSSYSTEME: ZWECK UND ORT 25
1.3.4 GPIO-PINS UEBER DIE KOMMANDOZEILE STEUERN 27
1.3.5 DATEIEN OHNE EDITOR BEARBEITEN 27
1.3.6 DIE LED AUFLEUCHTEN LASSEN 28
1.3.7 FEHLERBEHEBUNG 29
1.4 GPIO-STEUERUNG OHNE ROOT-BERECHTIGUNGEN 31
1.4.1 FEHLERSUCHE BEI DER GPIO-STEUERUNG 33
1.5 GPIO IN PYTHON 34
1.5.1 HELLO PYTHON 34
1.6 WIE GEHT ES WEITER? 37
HTTP://D-NB.INFO/1047160544
VI INHALTSVERZEICHNIS
2 ARDUINO 39
2.1 GRUNDINSTALLATION DES ARDUINO 40
2.1.1 UBUNTU LINUX 40
2.1.2 WINDOWS 7 UND WINDOWS 8 41
2.1.3 OS X
V
. 42
2.1.4 HELLO WORLD 42
2.1.5 DER AUFBAU EINES ARDUINO-PROGRAMMS 43
2.1.6 EINFACH UND VIELSEITIG DANK SHIELDS 44
3 ENTFERNUNG 47
3.1 EXPERIMENT: ABSTAENDE MIT ULTRASCHALL MESSEN (PING) 48
3.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN PING AM ARDUINO 49
3.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN PING AM RASPBERRY PI 51
3.2 ULTRASCHALLSENSOR HC-SR04 54
3.2.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HC-SR04 AM ARDUINO 54
3.2.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HC-SR04 AM RASPBERRY PI . . . 56
3.2.3 ECHOBERECHNUNGEN 57
3.2.4 PRAXISEXPERIMENT: UNSICHTBARE OBJEKTE 59
3.3 EXPERIMENT: HINDERNISSE MIT INFRAROT ERKENNEN
(IR-ABSTANDSSENSOR) 60
3.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN IR-SENSOR AM ARDUINO 61
3.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN IR-SENSOR AM RASPBERRY PI . . . 63
3.4 PRAXISEXPERIMENT: INFRAROTLICHT SICHTBAR MACHEN 64
3.5 EXPERIMENT: BEWEGUNGEN MIT INFRAROT VERFOLGEN (IR-FACETTENAUGE) . .
65
3.5.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS FACETTENAUGE AM ARDUINO . 67
3.5.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS FACETTENAUGE AM RASPBERRY PI 69
3.5.3 BIBLIOTHEK SPIDEV INSTALLIEREN 72
3.5.4 ALTERNATIVE SCHALTUNGEN FUER DEN RASPBERRY PI 73
3.6 TESTPROJEKT: HALTUNGSWARNER (ARDUINO) 74
3.6.1 LERNZIELE 74
3.6.2 PIEZO-SUMMER 75
3.6.3 ALARM! 77
3.6.4 PIEZO-SUMMER UND IR-SENSOR KOMBINIEREN 78
3.6.5 EINE ELEGANTE VERPACKUNG FUER DAS PROJEKT 80
INHALTSVERZEICHNIS VII
4 RAUCH UND GAS 83
4.1 EXPERIMENT: RAUCHMELDER (ANALOGER GASSENSOR) 84
4.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MQ-2 AM ARDUINO 85
4.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MQ-2 AM RASPBERRY PI 86
4.1.3 PRAXISEXPERIMENT: RAUCH STEIGT NACH OBEN 88
4.1.4 EXPERIMENT: ALKOTEST (ALKOHOLSENSOR MQ-303A) 89
4.1.5 PRAXISEXPERIMENT: NUECHTERN BLEIBEN BEIM EXPERIMENTIEREN 93
4.2 TESTPROJEKT: RAUCHALARM PER E-MAIL SENDEN 93
4.2.1 LERNZIELE 94
4.2.2 PYTHON FUER E-MAILS UND SOCIAL MEDIA 94
4.2.3 DAS PROJEKT BAUEN 94
4.2.4 WIE FUNKTIONIERT E-MAIL? 95
4.2.5 KANN DER ARDUINO E-MAILS SENDEN? - NICHT OHNE WEITERES! 96
4.2.6 CODE FUER DEN RASPBERRY PI 96
4.2.7 GEHAEUSE 99
5 BERUEHRUNG 105
5.1 EXPERIMENT: DRUCKTASTEN 106
5.1.1 PULLUP-WIDERSTAND 107
5.1.2 CODE UND SCHALTUNG AM ARDUINO 107
5.1.3 CODE UND SCHALTUNG AM RASPBERRY PI 109
5.2 EXPERIMENT: MIKROSCHALTER 110
5.2.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MIKROSCHALTER AM ARDUINO . 111
5.2.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MIKROSCHALTER
AM RASPBERRY PI 112
5.3 EXPERIMENT: POTENZIOMETER (REGELBARER WIDERSTAND, POTI) 114
5.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS POTENZIOMETER AM ARDUINO . 115
5.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS POTENZIOMETER
AM RASPBERRY PI 116
5.4 EXPERIMENT: BERUEHRUNGSFREIER BERUEHRUNGSSENSOR
(KAPAZITIVER BERUEHRUNGSSENSOR QT113) 119
5.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN QT113 AM ARDUINO 120
5.4.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN QT113 AM RASPBERRY PI . 121
5.5 PRAXISEXPERIMENT: BERUEHRUNGEN DURCH EINE HOELZERNE OBERFLAECHE
HINDURCH ERKENNEN 122
5.6 EXPERIMENT: DRUCK MESSEN (FLEXIFORCE) 123
5.6.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FLEXIFORCE AM ARDUINO . 123
5.6.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FLEXIFORCE AM RASPBERRY PI . 124
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
5.7 EXPERIMENT: BERUEHRUNGSSENSOR IM EIGENBAU 126
5.7.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN KAPAZITIVEN SENSOR
AM ARDUINO 127
5.7.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN KAPAZITIVEN SENSOR
AM RASPBERRY PI 128
5.8 TESTPROJEKT: GEISTERGLOCKE 1 . . 129
5.8.1 LERNZIELE 130
5.8.2 SERVOMOTOREN 130
5.8.3 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE GEISTERGLOCKE AM ARDUINO . 134
5.8.4 SERVO AN DER GLOCKE MONTIEREN 137
6 BEWEGUNG 139
6.1 EXPERIMENT: WO IST OBEN? (TILT-SCHALTER) 139
6.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN KIPPSENSOR AM ARDUINO . 140
6.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN KIPPSENSOR AM RASPBERRY PI . 141
6.2 EXPERIMENT: GOOD VIBRATIONS MIT INTERRUPTS
(DIGITALER VIBRATIONSSENSOR) 142
6.2.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN VIBRATIONSSENSOR AM ARDUINO 142
6.2.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN VIBRATIONSSENSOR
AM RASPBERRY PI 144
6.3 EXPERIMENT: AM REGLER DREHEN 145
6.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN DREHGEBER AM ARDUINO 146
6.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN DREHGEBER AM RASPBERRY PI . 148
6.4 EXPERIMENT: ANALOGER ZWEIACHS-DAUMEN-JOYSTICK 149
6.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN JOYSTICK AM ARDUINO 150
6.4.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN JOYSTICK AM RASPBERRY PI . . . 152
6.5 PRAXISEXPERIMENT: TEILE EINES XBOX-CONTROLLERS WIEDERVERWENDEN . 154
6.6 EXPERIMENT: ALARMANLAGE (PASSIVER IR-SENSOR) 155
6.6.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE ALARMANLAGE AM ARDUINO . . . 156
6.6.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE ALARMANLAGE AM RASPBERRY PI 158
6.6.3. PRAXISEXPERIMENT: EINE ALARMANLAGE UEBERLISTEN 159
6.7 TESTPROJEKT: PONG 162
6.7.1 LERNZIELE 163
6.7.2 TIPPS FUER EIN ANSPRECHENDES GEHAEUSE 167
6.7.3 DAS SPIEL BEIM HOCHFAHREN DES RASPBERRY PI
AUTOMATISCH STARTEN 170
INHALTSVERZEICHNIS IX
7 LICHT 175
7.1 EXPERIMENT: FEUER ERKENNEN (FLAMMENSENSOR) 175
7.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FLAMMENSENSOR AM ARDUINO 176
7.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FLAMMENSENSOR
AM RASPBERRY PI 177
7.2 PRAXISEXPERIMENT: GENAUIGKEIT BEI DER ERKENNUNG VON FLAMMEN . . 179
7.3 EXPERIMENT: SIEHST DU DIESES LICHT? (FOTOWIDERSTAND, LDR) 180
7.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FOTOWIDERSTAND AM ARDUINO 181
7.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FOTOWIDERSTAND
AM RASPBERRY PI 182
7.4 PRAXISEXPERIMENT: DIE RICHTUNG ERKENNEN 184
7.5 EXPERIMENT: LINIEN VERFOLGEN 185
7.5.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LINIENSENSOR AM ARDUINO . . . 186
7.5.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LINIENSENSOR AM RASPBERRY PI 187
7.6 PRAXISEXPERIMENT: SCHWARZ IST WEISS 189
7.7 EXPERIMENT: ALLE FARBEN DES REGENBOGENS 191
7.7.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FARBSENSOR AM ARDUINO . 191
7.7.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FARBSENSOR AM RASPBERRY PI 194
7.8 TESTPROJEKT: CHAMAELEONKUPPEL 197
7.8.1 LERNZIELE 197
7.8.2 RGB-LEDS 197
7.8.3 CODE UND SCHALTUNG FUER RGB-LEDS AM ARDUINO 199
7.8.4 GLEITENDER MITTELWERT 201
7.8.5 BELIEBIGE FARBEN MIT RGB-LEDS ERZEUGEN 202
7.8.6 EINGAENGE IN AUSGAENGE UMWANDELN 203
7.8.7 CODE FUER EINE KOMBINATION AUS RGB-LED UND FARBSENSOR 205
7.8.8 TIPPS ZUM BAU DER KUPPEL 209
8 BESCHLEUNIGUNG 213
8.1 BESCHLEUNIGUNG UND WINKELGESCHWINDIGKEIT 214
8.2 EXPERIMENT: BESCHLEUNIGUNG MIT DEM MX2125 MESSEN 214
8.2.1 IMPULSLAENGEN DES MX2125 ENTSCHLUESSELN 215
8.2.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN BESCHLEUNIGUNGSMESSER
AM ARDUINO 217
8.2.3 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN BESCHLEUNIGUNGSMESSER
AM RASPBERRY PI 219
8.3 EXPERIMENT: BESCHLEUNIGUNGSMESSER UND GYROSKOP 220
8.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MPU 6050 AM ARDUINO . 222
8.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN MPU 6050 AM RASPBERRY PI 227
X
INHALTSVERZEICHNIS
8.3.3 HEXADEZIMALE, BINAERE UND ANDERE ZAHLEN 232
8.3.4 BITWEISE OPERATIONEN 235
8.4 EXPERIMENT: DEN WII NUNCHUK ZWECKENTFREMDEN (UEBER I2C) 239
8.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN NUNCHUK AM ARDUINO 240
8.4.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN NUNCHUK AM RASPBERRY PI . . 244
8.5 TESTPROJEKT: STEUERUNG EINER ROBOTERHAND MIT DEM WII NUNCHUK . . 246
8.5.1 LERNZIELE 247
8.5.2 DIE MECHANIK DER ROBOTERHAND 251
9 IDENTITAET 253
9.1 TASTENFELDER 254
9.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS TASTENFELD AM ARDUINO 255
9.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS TASTENFELD AM RASPBERRY PI . 257
9.2 PRAXISEXPERIMENT: FINGERABDRUECKE ERKENNEN 260
9.3 FINGERABDRUCKSCANNER GT-511C3 261
9.3.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FINGERABDRUCKSENSOR
AM ARDUINO MEGA 263
9.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN FINGERABDRUCKSENSOR
AM RASPBERRY PI 270
9.4 RFID MIT DEM ELB149C5M 276
9.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS RFID-LESEGERAET
AM ARDUINO MEGA 278
9.4.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS RFID-LESEGERAET
AM RASPBERRY PI 280
9.5 TESTPROJEKT: FUTURISTISCHE SCHATZTRUHE 284
9.5.1 LERNZIELE 284
9.5.2 DIE FUNKTIONSWEISE DER TRUHE 284
9.5.3 DIE TRUHE 285
9.5.4 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE FUTURISTISCHE SCHATZTRUHE
AM ARDUINO 287
9.6 MENSCHEN UND OBJEKTE ERKENNEN 293
10 ELEKTRIZITAET UND MAGNETISMUS 29S
10.1 EXPERIMENT: SPANNUNG UND STROMSTAERKE 295
10.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN ATTOPILOT AM ARDUINO 297
10.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN ATTOPILOT AM RASPBERRY PI . . 299
INHALTSVERZEICHNIS XI
10.2 EXPERIMENT: IST ES MAGNETISCH? 300
10.2.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HALL-EFFEKT-SENSOR
AM ARDUINO 301
10.2.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HALL-EFFEKT-SENSOR
AM RASPBERRY PI 302
10.3 EXPERIMENT: MAGNETISCHER NORDEN MI
DEM KOMPASS/
BESCHLEUNIGUNGSMESSER LSM303 BESTIMMEN 304
10.3.1 DEN SENSOR KALIBRIEREN 305
10.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LSM303 AM ARDUINO 306
10.3.3 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LSM303 AM RASPBERRY PI . 311
10.3.4 DAS PROTOKOLL FUER DEN LSM303 315
10.3.5 BERECHNUNGEN FUER DIE KOMPASSRICHTUNG 316
10.4 EXPERIMENT: HALL-SCHALTER 318
10.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HALL-SCHALTER AM ARDUINO . . 319
10.4.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN HALL-SCHALTER
AM RASPBERRY PI 320
10.5 TESTPROJEKT: WEBUEBERWACHUNG VON SOLARZELLEN 321
10.5.1 LERNZIELE 321
10.5.2 DIE SOLARZELLEN ANSCHLIESSEN 322
10.5.3 DER RASPBERRY PI ALS WEBSERVER 325
10.5.4 DIE IP-ADRESSE ERMITTELN 326
10.5.5 EINE HOMEPAGE AUF DEM RASPBERRY PI EINRICHTEN 326
10.5.6 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE SOLARZELLENUEBERWACHUNG
AM RASPBERRY PI 327
10.5.7 ZEITLICHE PLANUNG VON AUFGABEN MIT CRON 329
10.6 WIE GEHT ES WEITER? 330
11 SCHALL 333
11.1 EXPERIMENT: STIMMEN HOEREN/LAUTSTAERKE 333
11.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS MIKROFON AM ARDUINO 334
11.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DAS MIKROFON AM RASPBERRY PI . 335
11.2 PRAXISEXPERIMENT: EINE STECKNADEL FALLEN HOEREN 336
11.3 TESTPROJEKT: TOENE UEBER HDMI SICHTBAR MACHEN 337
11.3.1 LERNZIELE 337
11.3.2 DEN SERIELLEN PORT DES RASPBERRY PI AKTIVIEREN 338
11.3.3 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE VISUALISIERUNG
AM RASPBERRY PI 338
11.3.4 SCHNELLE FOURIER-TRANSFORMATION 341
11.4 WIE GEHT ES WEITER? 343
XII
INHALTSVERZEICHNIS
12 WETTER UND KLIMA 345
12.1 EXPERIMENT: HEISS HIER DRIN, ODER? 345
12.1.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LM35 AM ARDUINO 346
12.1.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN LM35 AM RASPBERRY PI . 347
12.2 PRAXISEXPERIMENT: TEMPERATURWECHSEL . 348
12.3 EXPERIMENT: WIE FEUCHT IST ES? 349
12.3.1 WIE FEUCHT IST IHR ATEM? 350
12.3.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN DHT11 AM ARDUINO 351
12.3.3 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN DHT11 AM RASPBERRY PI . 353
12.3.4 KOMMUNIKATION VOM RASPBERRY PI ZUM ARDUINO 355
12.4 LUFTDRUCKSENSOR GY-65 357
12.4.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN GY-65 AM ARDUINO 358
12.4.2 ARDUINO-BIBLIOTHEKEN VERWENDEN 359
12.4.3 DIE ARDUINO-BIBLIOTHEK FUER DEN GY-65 360
12.4.4 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN GY-65 AM RASPBERRY PI . 365
12.5 EXPERIMENT: BRAUCHEN IHRE PFLANZEN WASSER?
(SENSOR FUER BODENFEUCHTIGKEIT) 368
12.5.1 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN BODENFEUCHTIGKEITSSENSOR
AM ARDUINO 369
12.5.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DEN BODENFEUCHTIGKEITSSENSOR
AM RASPBERRY PI 370
12.6 TESTPROJEKT: WETTERVORHERSAGE AUF E-PAPER 371
12.6.1 LERNZIELE 372
12.6.2 CODE UND SCHALTUNG FUER DIE WETTERSTATION AM ARDUINO . . . 372
12.7 PRAXISEXPERIMENT: SCHAU MAL, GANZ OHNE STROMANSCHLUSS! 380
12.8 BILDER IN HEADERDATEIEN SPEICHERN 380
12.8.1 PROGRAMM ZUR UMWANDLUNG VON BMP-BILDERN IN
C-DATEIEN 382
12.8.2 TIPPS FUER DAS GEHAEUSE 383
A LINUX-BEFEHLE FUER DEN RASPBERRY PI 387
INDEX
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Beschreibung
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2000 ZQ 3120 K18 |
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