Brühlmann Sensoren mit Arduino

Mit zahlreichen Praxisbeispielen
2024
ISBN: 978-3-7475-0827-5
Verlag: mitp Verlags GmbH & Co.KG
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 256 Seiten

Reihe: mitp Schnelleinstieg

• Praktische Beschreibung zahlreicher Sensoren
• Beispielprojekte aus den Bereichen Hausautomation, Mensch und Umwelt
• Daten übertragen mit LoRa und MQTT, auf SD-Karte speichern und mit LEDs und OLEDs anzeigen

Dieses Buch bietet einen praktischen Einstieg in die faszinierende Welt der Sensoren, die zusammen mit dem Arduino UNO R4 eingesetzt werden können: Temperatur-, Umweltsensoren, Infrarot- und Ultraschall-Sensoren, LEDs, OLEDs u.v.m. So kann der Arduino auf seine Umgebung reagieren und zahlreiche Werte erfassen, die vom Arduino-Board weiterverarbeitet und dargestellt werden können.

Die vielen Beispielprojekte richten sich an Einsteiger, die bereits etwas Erfahrung mit dem Arduino-Board gesammelt haben und nun neue Anwendungen realisieren wollen.

Thomas Brühlmann zeigt Ihnen zahlreiche Sensoren und Beispielanwendungen zum Messen, Erfassen und Verarbeiten von Daten – detailliert mit Stückliste, Steckbrettaufbau und Beispielcode – zu den Themen Mensch & Umwelt sowie Haus & Hof. Beispiele sind Infrarot-Fernbedienung, Fensterkontakt, Bewegungsalarm sowie ein universelles Sensor-Board als LoRa-Sender und -Empfänger. Mit dem Arduino UNO R4 WIFI können Webanwendungen wie Webclient und Webserver realisiert werden.

Mit dem Wissen aus diesem Praxis-Handbuch können Sie Ihre eigenen Ideen kreativ umsetzen.

Projekte aus dem Buch:

• Nachtlampe mit LDR
• Lux-Meter
• UV-Index-Monitor
• Abstandsmesser für Garage
• Garagentor-Wächter
• Süßigkeitenschrank-Wächter
• Waage für die Werkstatt
• Digitaler Kompass mit LED-Anzeige
• Alkohol-Messgerät
• Fensterkontakt überwachen
• LoRa-Sender und -Empfänger mit RFM95-Transceiver
• Datenlogger
• Bargraph-Display mit OLED

Zielgruppe

Maker und Bastler, Einsteiger und Fortgeschrittene

Autoren/Hrsg.

Brühlmann, Thomas

Inhaltsverzeichnis

1;Titelbild;1
2;Titelseite;3
3;Impressum;4
4;Einleitung;9
4.1;Aufbau des Buches;9
4.2;Mehr Informationen;11
4.3;Danksagung;12
5;1 Arduino-Plattform;13
5.1;1.1Arduino-Board;13
5.1.1;1.1.1Arduino UNO R4 Minima;14
5.1.2;1.1.2Arduino UNO R4 WIFI;17
5.1.3;1.1.3Arduino UNO R3;17
5.1.4;1.1.4Arduino-Modelle;18
5.1.5;1.1.5Arduino-kompatible Boards;19
5.1.6;1.1.6Praxisbeispiel: Arduino-Minimalschaltung;19
5.2;1.2Entwicklungsumgebung (IDE);21
5.2.1;1.2.1Installation;22
5.3;1.3Get Connected;23
5.4;1.4Bibliotheken;24
5.5;1.5Shields;27
5.5.1;1.5.1Praxisbeispiel: Arduino UNO mit Proto-Shield;27
5.5.2;1.5.2Andere Shields;29
5.6;1.6Steckbrett;30
6;2 Warm & kalt;33
6.1;2.1Temperatursensor NTC (Thermistor);33
6.1.1;2.1.1Praxisbeispiel: Temperaturmessung mit NTC;34
6.2;2.2Analoger Temperatursensor LM35;37
6.2.1;2.2.1Praxisbeispiel: Raumtemperaturmessung mit LM35;38
6.3;2.3Auswahl eines Temperatursensors;41
7;3 Licht;43
7.1;3.1Lichtabhängiger Widerstand (LDR);43
7.1.1;3.1.1Praxisbeispiel: Lichtmesser mit LDR;44
7.1.2;3.1.2Praxisbeispiel: Nachtlampe mit LDR;45
7.2;3.2Lichtsensor BH1750;48
7.2.1;3.2.1Arduino-Bibliothek;50
7.2.2;3.2.2Praxisprojekt: Luxmeter;50
7.3;3.3Infrarot-Sensoren;53
7.3.1;3.3.1IR-LED;53
7.3.2;3.3.2IR-Empfänger;54
7.3.3;3.3.3Infrarot-Bibliothek;55
7.3.4;3.3.4IR-Pins;55
7.3.5;3.3.5Praxisbeispiel: Infrarot-Fernbedienung;56
7.4;3.4UV-Sensor;60
7.4.1;3.4.1Praxisbeispiel: UV-Index-Monitor;63
8;4 Distanz und Bewegung;71
8.1;4.1Ultraschall-Sensor;71
8.1.1;4.1.1Praxisbeispiel: Abstandsmesser mit Ultraschall-Sensor;72
8.1.2;4.1.2Praxisbeispiel: Abstandsmesser für die Garage;75
8.2;4.2PIR-Sensor;81
8.2.1;4.2.1Praxisbeispiel: Raum-Bewegungsmelder;83
8.3;4.3Tilt-Sensor;85
8.3.1;4.3.1Tilt-Sensor AT407;86
8.3.2;4.3.2Praxisbeispiel: Garagentor-Wächter;86
9;5 Kräfte;91
9.1;5.1Flex-Sensor – Biegung messen;91
9.1.1;5.1.1Praxisbeispiel: Flex-Sensor-Testschaltung;92
9.1.2;5.1.2Praxisbeispiel: Candy-Schrank-Wächter;94
9.2;5.2Wägesensor;98
9.2.1;5.2.1Praxisbeispiel: Wägezelle als Waage;100
10;6 Ort;105
10.1;6.1Zeig mir Norden – Kompass;105
10.1.1;6.1.1Praxisbeispiel: Kompass mit HMC5883;106
10.1.2;6.1.2Praxisbeispiel: Digitaler Kompass mit LED-Anzeige;110
11;7 Umwelt;117
11.1;7.1Temperatur & Luftfeuchtigkeit;117
11.1.1;7.1.1Umweltsensor-Modul ENS160 und AHT21;117
11.1.2;7.1.2Praxisbeispiel: Umwelt und Luftqualität messen;119
11.2;7.2Barometer;125
11.2.1;7.2.1BME280 (Luftdruck/Temperatur);125
11.3;7.3MQ2 – Gas und Rauch;130
11.3.1;7.3.1Praxisbeispiel: Gase messen;131
11.4;7.4Fensterkontakt;133
11.4.1;7.4.1Praxisbeispiel: Fenster mit Fensterkontakt überwachen;134
12;8 Daten senden;139
12.1;8.1Serielle Schnittstelle;139
12.1.1;8.1.1Praxisbeispiel: Serieller Monitor;140
12.2;8.2Serielle Übertragung;141
12.3;8.3Drahtlos mit LoRa;143
12.3.1;8.3.1LoRa-Transceiver RFM95W;145
12.3.2;8.3.2LoRa-Shield;147
12.3.3;8.3.3Programmierung der LoRa-Übertragung;148
12.3.4;8.3.4Praxisbeispiel: LoRa-Client;150
12.3.5;8.3.5Praxisbeispiel: LoRa-Server;154
13;9 Daten anzeigen & speichern;159
13.1;9.1Leuchtdiode (LED);159
13.1.1;9.1.1Praxisbeispiel: Ansteuerung der Leuchtdiode;160
13.1.2;9.1.2Praxisbeispiel: Mini-Lichtelement mit LED;161
13.2;9.2RGB-LED;162
13.2.1;9.2.1Praxisbeispiel: Ansteuerung einer RGB-Leuchtdiode;164
13.3;9.3Neopixel;166
13.3.1;9.3.1Praxisbeispiel: Farbmuster mit LED-Streifen;169
13.4;9.4LED-Bargraph;174
13.4.1;9.4.1Praxisbeispiel: 10-Segment-Balkenanzeige;176
13.5;9.5OLED-Display;179
13.5.1;9.5.1Praxisbeispiel: OLED-Bargraph;181
13.6;9.6SD-Card;185
13.6.1;9.6.1SD-Card-Module;186
13.6.2;9.6.2SD-Card-Bibliothek;187
13.6.3;9.6.3Praxisbeispiel: Datenlogger mit SD-Karte;187
14;10 Sensor-Board;191
14.1;10.1Sensor-Board mit LoRa;191
14.1.1;10.1.1Grundschaltung;192
14.1.2;10.1.2Erweiterung LoRa;193
14.1.3;10.1.3Breadboard Arduino 8 MHz;194
14.1.4;10.1.4Bootloader 8 MHz;196
14.1.5;10.1.5Bibliotheken;196
14.1.6;10.1.6Aufbau Sensor-Board;197
14.1.7;10.1.7LoRa-Sender (Client);199
14.1.8;10.1.8LoRa-Empfänger (Server);205
14.2;10.2Proto-Shield;207
14.3;10.3Low-Power-Betrieb;209
14.3.1;10.3.1Praxisbeispiel: Stromverbrauch reduzieren auf Arduino-Board;210
14.3.2;10.3.2Praxisbeispiel: Sensor-Board im Low-Power-Betrieb mit LowPower-Bibliothek;211
15;11 Webanwendungen;213
15.1;11.1Arduino UNO R4 WIFI;213
15.1.1;11.1.1Wifi-Anwendungen mit Arduino UNO R4 WIFI;215
15.1.2;11.1.2Wifi-Webclient;215
15.1.3;11.1.3Wifi-Webserver;221
15.2;11.2Sensordaten via MQTT;225
15.2.1;11.2.1MQTT;225
15.2.2;11.2.2Praxisbeispiel: Sensordaten via MQTT versenden;227
16;12 Tools;237
16.1;12.1Arduino-Bootloader brennen;237
16.1.1;12.1.1Arduino-ISP;237
16.1.2;12.1.2Arduino-ISP-Shield;240
17;Anhang: Stücklisten;243
18;Stichwortverzeichnis;251

Über Autor(innen)

Thomas Brühlmann arbeitet als Consultant. Nebenbei realisiert er Elektronik-Projekte, hält Vorträge und führt Workshops durch. In seinem Blog unter 555circuitslab.com publiziert er Projekte, Tipps und Tricks.