Verfügbarkeit: Das ESP8266-Praxisbuch

Das ESP8266-Praxisbuch:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Bartmann, Erik 1961- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Aachen Elektor-Verlag 2016
Ausgabe:	1. Auflage
Schriftenreihe:	an Elektor publication: learn, design, share
Schlagworte:	Programmierung Arduino-Plattform Schaltplan Hobbyelektronik Mikrocontroller ESP8266 Arduino Mikrocontroller Mikroprozessor Modul
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Auf dem Umschlag: "Mit NodeMCU und ESPlorer"
Beschreibung:	442 Seiten Illustrationen 23.5 cm x 17 cm
ISBN:	9783895763212 3895763217

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adam_text	EINLEITUNG...............................................................................................................................15 DAS INTERNET DER D IN G E............................................................................................................ 15 KAPITEL 1 * DAS ESP8266-MODUL.........................................................................................19 DIE VORSTELLUNG DES ESP8266 .................................................................................................. 19 DIE PROBLEM ATIK........................................................................................................................ 22 DER SPANNUNGSTEILER.................................................................................................................23 DER LEVEL-SHIFTER........................................................................................................................ 24 DER SELBSTBAU EINES PASSENDEN ADAPTERS FUER DAS BREADBOARD .............................................. 25 DAS ESP-OL-MODUL MIT EINER FIRMWARE VERSEHEN................................................................... 27 ESP8266-FIRMWARE-UPLOAD UNTER LINUX................................................................................. 42 DAS FIRMWARE-UPLOAD FUER MICRO PYTHON ................................................................................... 47 DER AUSBLICK AUF EIN ARDUINO-SHIELD.........................................................................................51 DETAILS ZU WEITEREN ESP8266-MODULEN....................................................................................52 KAPITEL 2 * DAS NODEMCU-BOARD...................................................................................... 54 DIE ENTWICKLER-BOARDS - NODEMCU.........................................................................................54 ESP12E DEVKIT V 2 :................................................................................................................... 57 ESP-12E NODEMCU V 3 : ............................................................................................................58 ESP-12 NODEMCU V I:.............................................................................................................. 59 ESP8266 THING DEV................................................................................................................... 60 OLIMEX......................................................................................................................................... 61 FLYFUN TECH BOARD......................................................................................................................62 ESP8266-DEMO-BOARD.............................................................................................................. 62 ESP13 ARDUINO-SHIELD.............................................................................................................. 62 KAPITEL 3 * DER FTDI-ADAPTER.............................................................................................64 DIE SERIELLE SCHNITTSTELLE UEBER USB VERFUEGBAR M ACH EN .........................................................64 EIN FTDI-ADAPTER VON SPARKFUN................................................................................................64 EIN FTDI-ADAPTER VON A DAFRUIT................................................................................................66 ZWEI FTDI-ADAPTER AUS CHINA.................................................................................................. 67 ZUSAETZLICHE INFORM ATIONEN.......................................................................................................69 KAPITEL 4 * EINE KLEINE GESCHICHTE DER ELEKTRONIK ............................... .70 DIE ELEKTRONIK 70 WAS IST ELEKTRONIK? 70 DER FLUSS DER ELEKTRONEN..........................................................................................................71 DIE ELEKTRISCHE LADUNG...............................................................................................................71 DER ELEKTRISCHE S TRO M ...............................................................................................................72 DIE ELEKTRISCHE SPANNUNG..........................................................................................................73 DER WIDERSTAND........................................................................................................................... 75 DAS OHMSCHE GESETZ................................................................................................................. 77 DER GESCHLOSSENE STROM KREIS...................................................................................................77 BAUTEILE....................................................................................................................................... 79 PASSIVE BAUELEMENTE................................................................................................................. 79 AKTIVE B AUELEM ENTE................................................................................................................. 79 DER FESTWIDERSTAND....................................................................................................................80 DER VERAENDERLICHE WIDERSTAND...................................................................................................82 DER TRIMMER UND DAS POTENTIOM ETER ...................................................................................... 82 DER LICHTEMPFINDLICHE W IDERSTAND........................................................................................... 83 DER TEMPERATUREMPFINDLICHE W IDERSTAND............................................................................... 84 DER KONDENSATOR.........................................................................................................................86 DIE DIODE.....................................................................................................................................92 DER TRANSISTOR............................................................................................................................. 96 DER INTEGRIERTE SCHALTKREIS..................................................................................................... 100 DIE LEUCHTDIODE - LED.............................................................................................................101 WEITERE INTERESSANTE BAUTEILE.................................................................................................102 DER T A STE R................................................................................................................................ 102 DAS R ELAIS................................................................................................................................ 103 DER SERVOM OTOR.......................................................................................................................103 KAPITEL 5 * ELEKTRONISCHE GRUNDSCHALTUNGEN ................................. 106 BASISINFORMATIONEN ZU GRUNDSCHALTUNGEN............................................................................. 106 MEHRERE WIDERSTAENDE............................................................................................................... 106 DIE REIHENSCHALTUNG............................................................................................................... 106 DIE PARALLELSCHALTUNG............................................................................................................... 108 BERECHNUNG EINES VORWIDERSTANDS FUER EINE LED 111 113 BERECHNUNG VON WIDERSTANDSWERTEN IN VERSCHIEDENEN KONSTELLATIONEN MEHRERE KONDENSATOREN..........................................................................................................114 DIE REIHENSCHALTUNG...............................................................................................................114 DIE PARALLELSCHALTUNG...............................................................................................................115 BERECHNUNG VON KONDENSATORWERTEN IN VERSCHIEDENEN KONSTELLATIONEN .......................... 116 EINE TRANSISTORANSTEUERUNG...................................................................................................116 DIE FREILAUFDIODE...................................................................................................................... 118 KAPITEL 6 * ANGESAGTES WERKZEUG UND DER UMGANG D A M IT ....................................... 121 WAS BRAUCHEN WIR FUER DAS REIBUNGSFREIE ARBEITEN? .............................................................. 121 DIE BEIDEN MEISTGEBRAUCHTEN Z AN G EN ..................................................................................121 SCHRAUBENDREHER....................................................................................................................121 DAS MULTIMETER.........................................................................................................................123 DIE DURCHGANGSPRUEFUNG.......................................................................................................... 124 DIE DIODENMESSUNG................................................................................................................. 125 DIE WIDERSTANDSMESSUNG........................................................................................................126 DIE SPANNUNGSMESSUNG..........................................................................................................127 DIE STROM M ESSUNG................................................................................................................. 128 EXTERNE SPANNUNGSQUELLEN..................................................................................................... 129 EINE LOETSTATION.........................................................................................................................131 DIE DRITTE HAND.........................................................................................................................132 EINE WIDERSTANDSBIEGELEHRE...................................................................................................132 VERSCHIEDENE BREADBOARDS..................................................................................................... 133 DIE FLEXIBLEN STECKBRUECKEN..................................................................................................... 140 DAS OSZILLOSKOP.........................................................................................................................141 KAPITEL 7 * KABEL, STRIPPEN UND LOETEN ................................. 142 WIR STELLEN KABELVERBINDUNGEN H E R .......................................................................................142 WIR LOETEN EINEN WIDERSTAND E IN ..............................................................................................147 KAPITEL 8 * DAS BESCHAFFEN DER HARDWARE ..................................................... 151 ES DAUERT LEIDER ETW AS............................................................................................................ 151 SCHNELL GEHT S BEI ELEKTOR - LEIDER NUR DER ESP8266 .......................................................... 151 BESTELLEN BEI A M AZON.DE........................................................................................................152 EBAY LIEFERT AUCH ZUEGIG.............................................................................................................153 BESTELLEN DIREKT IN C H IN A ........................................................................................................ 154 ZOLLBESTIMMUNGEN BEACHTEN!.................................................................................................155 ELEKTRONIKKLEINTEILE..................................................................................................................156 KAPITEL 9 * DAS ESP8266-SIMPLEBOARD ........................................................................... 158 WIR BAUEN UNS EINE DEVELOPER-PLATINE FUER NODEMCU-BOARDS ............................................. 158 WWW.EXP-TECH.DE.................................................................................................................... 159 KAPITEL 10 * DIE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG ESPLORER ............................................ 163 DIE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG ESPLORER .................................................................................... 163 DAS S TARTFENSTER.......................................................................................................................164 DAS SYNTAX-HIGHLIGHTING.......................................................................................................... 164 CODE-VERVOLLSTAENDIGUNG...........................................................................................................165 C ODE-SNIPPETS......................................................................................................................... 165 DIE VERBINDUNGSAUFNAHME ZUM ESP8266............................................................................. 166 SCHRITTE FUER DAS ERSTELLEN UND UPLOADEN EINES LUA-SKRIPTES ............................................. 167 DAS FORMATIEREN DES DATEISYSTEM S.......................................................................................169 INFORMATIONEN UEBER DAS DATEISYSTEM.....................................................................................170 DIE ANZEIGE DER AUF DEM DATEISYSTEM VORHANDENEN SKRIPTE ............................................. 170 STARTEN DES ESPLORERS UNTER LINUX......................................................................................... 172 KAPITEL 11 * DIE SKRIPTSPRACHE L U A................................................................................ 174 GRUNDLEGENDES ZU LUA.............................................................................................................174 VARIABLEN...................................................................................................................................175 D ATENTYPEN.............................................................................................................................. 176 OPERATOREN................................................................................................................................ 177 ARITHMETISCHE O P ERATOREN......................................................................................................177 RELATIONALE O P ERATO REN.......................................................................................................... 177 LOGISCHE O PERATOREN............................................................................................................... 177 VERKNUEPFUNGSOPERATOR ...................................................................... 177 KONTROLLSTRUKTUREN.................................................................................................................... 178 VERZWEIGUNGEN......................................................................................................................... 178 SCHLEIFEN...................................................................................................................................178 DIE WHILE-SCHLEIFE 178 DIE FOR-SCHLEIFE........................................................................................................................ 179 KOMMENTARE............................................................................................................................. 179 EINZEILIGE KOM M ENTARE.......................................................................................................... 180 MEHRZEILIGE KOMMENTARE....................................................................................................... 180 FUNKTIONEN................................................................................................................................180 DAS EINBINDEN VON MODULEN...................................................................................................181 HACK 1: HELLO WORLD!................................................................................................ .182 DAS HELLO-WORLD! DES ESP8266........................................................................................... 182 GPIO ....................................................................................................................................... 182 DER PINMODE............................................................................................................................. 182 DAS ANSTEUERN DES GEWUENSCHTEN P IN S ..................................................................................182 EINE KLEINE ENTWICKLERPLATINE................................................................................................ 184 DER SCHALTPLAN.........................................................................................................................185 DER SCHALTUNGSAUFBAU............................................................................................................ 186 DIE PROGRAMMIERUNG UNSERES SKRIPTES..................................................................................187 EINEN GPIO-PIN ALS EINGANG PROGRAMMIEREN........................................................................191 HACK 2: AUSBAU DER ENTWICKLUNGSPLATINE. . ....................................................................193 STUFE 2 DER ENTWICKLUNGSPLATINE........................................................................................... 193 HACK 3: EINE EXTERNE SPANNUNGSVERSORGUNG................................................................196 WIR REALISIEREN EINE EXTERNE SPANNUNGSVERSORGUNG............................................................196 DER SPANNUNGSREGULATOR LD33..............................................................................................196 EINE WEITERE VARIANTE DER SPANNUNGSREGULIERUNG .............................................................. 199 HACK 4: DER ESP8266 IM ZUSAMMENSPIEL MIT DEM ARDUINO.....................................202 DAS ESP-01-MODUL UND DER ARDUINO...................................................................................... 202 DER SCHALTPLAN........................................................................................................................ 203 DIE SERIELLE KOMMUNIKATION.................................................................................................. 203 DER ARDUINO-SKETCH................................................................................................................. 204 DIE KOMMUNIKATION UEBER AT-BEFEHLE....................................................................................206 DIE ABFRAGE DER FIRMWARE-VERSION.........................................................................................206 DIE ABFRAGE VON WIFI-HOTSPOTS DIE ANPASSUNG DER B AU D RA TE................................................................................................ 207 EINEN RESET AUSFUEHREN.............................................................................................................208 HACK 5: TEMPERATURMESSUNG ............... 209 WIR MESSEN DIE TEM PERATUR...................................................................................................209 DER ARDUINO-SKETCH..................................................................................................................216 HACK 6: EIN ESP-01 ARDUINO-SHIELD...............................................................................230 WIR BASTELN UNS EIN ARDUINO-SHIELD.......................................................................................230 DIE TRAEGERPLATINE UND HEADER ................................................................................................ 231 HIER STIMMT WAS N IC H T.............................................................................................................232 WEITERE BENOETIGTE BAUTEILE.................................................................................................... 234 DER SCHALTPLAN.........................................................................................................................235 DIE ARDUINO-PINS...................................................................................................................... 235 DAS FERTIGE SHIELD................................................................................................. 236 HACK 7: DIE ARDUINO-IDE UND ESP ................................................................................... 239 DIE UNTERSTUETZUNG DES ESP-MODULS DURCH DIE ARDUINO-IDE................................................239 DIE EINBINDUNG DER BIBLIOTHEK ................................................................................................ 239 DIE VERKABELUNG DES ESP-01-MODULS.................................................................................... 241 DER ARDUINO- BZW. ESP-SKETCH.............................................................................................. 241 DER SCHALTUNGSAUFBAU.............................................................................................................242 HACK 8: DER IO-EXPANDER ................................ .. .......................................... 244 WIR ERWEITERN DIE VORHANDENE SCHNITTSTELLE DES ESP-01.....................................................244 DER P C -B US..............................................................................................................................244 DER PORT-EXPANDER MCP23017.................................................................................................246 DIE ADRESSIERUNG.......................................................................................................................247 DIE INTERNEN REGISTER............................................................................................................... 247 DER SCHALTPLAN.........................................................................................................................249 DER ESP-SKETCH.........................................................................................................................249 EIN EIGENES IO-BOARD............................................................................................................... 252 HACK 9: DER SERVOMOTOR.................................................................................................. .259 WIR STEUERN EINEN SERVOMOTOR A N ......................................................................................... 259 DER SCHALTPLAN.........................................................................................................................259 DER SCHALTUNGSAUFBAU............................................................................................................ 260 DIE PROGRAMMIERUNG UEBER EINEN ESP-SKETCH........................................................................261 DIE STEUERUNG UEBER EINE ANDROID-APP..................................................................................262 DIE PROGRAMMIERUNG DES WIFI-SERVERS..................................................................................270 EINE GALVANISCHE TRENNUNG ZWISCHEN ESP-MODUL UND S E RV O ............................................275 HACK 10: DAS LCDISPLAY ............. 278 WIR ZEIGEN INFORMATIONEN AUF EINEM LCDISPLAY A N .............................................................. 278 DIE INSTALLATION DER BIBLIOTHEK................................................................................................ 278 DAS LCDISPLAY-BOARD...............................................................................................................281 HACK 11: DER WIFI-SCANNER ............................... 286 IST UNSER WIFI VERFUEGBAR?....................................................................................................... 286 HACK 12: DER WEBSERVER....................................................................................................290 EIN WEBSERVER WIRD EINGERICHTET........................................................................................... 290 VORBEREITUNGEN ZUR PROGRAMMIERUNG UNTER LUA...................................................................291 GRUNDLEGENDE INFORMATIONEN ZUM WEBSERVER ..................................................................... 293 EINE QUICK&DIRTY-LOESUNG FUER EINE W EBSEITE........................................................................294 EINE BESSERE WEBSEITE............................................................................................................ 296 EINE INTERAKTIVE SEITE ZUR STEUERUNG DER GPIO-PINS............................................................298 HACK 13: EINE SMARTPHONE A P P ...................................................................................... 302 WIR PROGRAMMIEREN EINE ANDROID-APP..................................................................................302 VORBEREITUNGEN........................................................................................................................ 304 DER GPIO-MANIPULATOR............................................................................................................ 305 DER UPLOAD DER APP AUF DAS SM ARTPHONE.............................................................................311 HACK 14: DIE PULS-WEITEN-MODULATION ...................... .314 DIE ANSTEUERUNG MIT EINER PULS-WEITEN-MODULATION............................................................314 DIE ANSTEUERUNG MIT L UA....................................................................................................... 315 HACK 15: PWM UEBER W EBSERVER...................................................................................... 320 DIE ANSTEUERUNG MIT EINER PULS-WEITEN-MODULATION UEBER EINEN W EBSERVER ..................... 320 VORBEREITUNG DES WEBSERVERS................................................................................................ 320 IMPLEMENTIERUNG DER PWM-FUNKTIONALITAET.............................................................................325 HACK 16: RELAIS-ANSTEUERUNG.................................................... 332 332 DIE ANSTEUERUNG MEHRERER R ELAIS ....................................... DER SCHALTPLAN....................................................................... DER SCHALTUNGSAUFBAU........................................................... DER ARDUINO- BZW. ESP-SKETCH............................................ DIE REALISIERUNG DER ANSTEUERUNG AUF EINEM RELAIS-BOARD HACK 17: INTERNET-ZEIT A N Z E IG E N ...................................... WIR GREIFEN DIE ZEIT VON EINEM SERVER A B ........................... DER LUA-CODE......................................................................... HACK 18: MQTT-GRUNDLAGEN ............................................... GRUNDLAGEN ZU MQTT............................................................. DAS LUA-PROGRAMM ............................................................... HACK 19: MQTT ERW EITERT ...................................... .. ........... WIR PROGRAMMIEREN IN C + + ................................................. DIE SPEICHERUNG DER MESSWERTE IN EINE DATENBANK .......... DIE INSTALLATION VON PAHO-MQTT ......................................... DIE INSTALLATION VON SQLITE ................................................... EIN PAAR NUETZLICHE DATENBANKGRUNDLAGEN ........................... DAS ANLEGEN EINER DATENBANK UND TABELLE ........................ DAS EINFUEGEN EINES D ATENSATZES ......................................... DEN INHALT EINER TABELLE LOESCHEN ......................................... DAS PYTHON-SKRIPT SPEICHERT DIE DATEN................................ HACK 20: ANALOG/DIGITAL-WANDLUNG .................................. DIE ANALOGE WELT .................................................................... DER ARDUINO- BZW. ESP-SKETCH............................................ DER ANSCHLUSS EINES EXTERNEN SENSORS................................ DER LICHTEMPFINDLICHE W IDERSTAND ....................................... HACK 21: WIR TWITTERN WIR BRINGEN TWITTER INS SPIEL................................................. DER ESP-SKETCH....................................................................... EIN ESP-ALARMSYSTEM MIT HELLIGKEITSSENSOR ...................... EIN ESP-ALARMSYSTEM MIT PIR-MOTION-SENSOR ................... 335 336 337 343 344 344 344 350 350 353 359 359 369 370 371 372 374 376 379 379 383 383 385 387 392 395 395 396 399 401 HACK 22: DER ESP-ROBOT....................... .. ......................................................................... 404 WIR BAUEN EINEN ROBOTER....................................................................................................... 404 WIR STEUERN EINEN MOTOR A N .................................................................................................. 404 DIE H-BRIDGE............................................................................................................................. 407 DER 5V-SPANNUNGSREGLER....................................................................................................... 409 DER ENDGUELTIGE S CHALTPLAN.....................................................................................................411 DAS FAHRGESTELL........................................................................................................................ 412 DIE STEUERPLATINE................................................................................................................... 413 DER ESP-SKETCH........................................................................................................................ 415 DIE HEADER-D ATEI................................................................................................................... 418 DIE KLASSENDEFINITIONS-DATEI.................................................................................................. 419 DIE SKETCH-DATEI......................................................................................................................421 DIE SMARTPHONE-APP...............................................................................................................424 HACK 23: WIR ENTWICKELN EIN LUA-MODUL........................................................................427 DIE ANSTEUERUNG DES PORT-EXPANDERS MCP23017 UEBER EIN LUA-MODUL ............................. 427 DIE ERSTELLUNG EINES LUA-MODULS........................................................................................... 427 DAS PORT-EXPANDER-MODUL....................................................................................................... 428 I N D E X .................................................................................................................................. 436
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