Kühnel, C: Arduino

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 eigene 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.

Schnittstellen, Sensoren, Aktoren, Stromversorgung, Shields

Materialien zum Buch ... 14 Geleitwort ... 15 1. Arduino -- was ist das? ... 17 1.1 ... Arduino -- etwas Hintergrund ... 17 1.2 ... Open Source: Die Lizenzen des Arduino-Projekts ... 18 1.3 ... Maker und die Arduino-Community ... 21 1.4 ... Arduino Uno Rev3 -- der Standard ... 26 1.5 ... Details zum Mikrocontroller ... 31 2. Arduino-Hardware ... 59 2.1 ... Die Produktfamilie Arduino ... 59 2.2 ... Arduino-kompatible Boards ... 85 2.3 ... Arduino-Shields ... 109 3. Das Experimentierumfeld ... 121 3.1 ... Elektronische Bauteile ... 121 3.2 ... Grundlagen zur Schaltungstechnik ... 139 3.3 ... Breadboards und Zubehör ... 145 3.4 ... Qwiic, Grove und mikroBUS Connection ... 150 3.5 ... Spannungsversorgung ... 154 3.6 ... Messtechnik ... 170 3.7 ... CAD-Software ... 184 4. Arduino-Software ... 193 4.1 ... Schritte bei der Programmerstellung ... 193 4.2 ... Die Arduino-Entwicklungsumgebung ... 194 4.3 ... Die Arduino-Create-Plattform ... 202 4.4 ... Arduino Create vs. Arduino IDE ... 210 4.5 ... Programmieren in C++ ... 211 4.6 ... Den Arduino programmieren ... 242 4.7 ... Alternative Programmierumgebungen ... 270 4.8 ... Arduino-Boards in Betrieb nehmen ... 281 5. Sensoren ... 317 5.1 ... Der Thermistor als Temperatursensor ... 317 5.2 ... Der Temperatursensor TMP36 ... 320 5.3 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHTxx/AM23xx ... 324 5.4 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor Si7021 ... 330 5.5 ... Der Temperatursensor DS18B20 ... 334 5.6 ... Die barometrischen Drucksensoren BMP180, BMP280 und BME280 ... 339 5.7 ... Der Luftqualitätssensor MQ135 ... 344 5.8 ... Der Grove-Feinstaubsensor PPD42NS ... 350 5.9 ... Der Lichtstärkesensor GY-30 (BH1750FVI) ... 354 5.10 ... Der Farbsensor GY-TCS3200D ... 358 5.11 ... Ultraschall-Entfernungsmessung ... 364 5.12 ... ToF-Entfernungsmessung ... 369 5.13 ... Bewegungsdetektion mit PIR-Sensoren ... 373 5.14 ... Wetterdaten ... 376 6. Eingabeelemente ... 383 6.1 ... Taster und Schalter ... 383 6.2 ... Keypads ... 385 6.3 ... Joysticks ... 393 6.4 ... Drehgeber ... 396 6.5 ... Touch-Sensoren ... 401 6.6 ... Touch-Panels ... 402 6.7 ... RFID ... 406 6.8 ... NFC ... 415 7. Anzeigeelemente ... 429 7.1 ... LEDs und RGB-LEDs ... 429 7.2 ... Sieben-Segment-Anzeige ... 435 7.3 ... LED-Dot-Matrix-Anzeige ... 438 7.4 ... Seriell gesteuerte RGB-LEDs ... 442 7.5 ... LCDs ... 456 7.6 ... OLED-Display ... 479 7.7 ... Touchscreen ... 490 8. Aktoren ... 531 8.1 ... Relais ... 531 8.2 ... Motoren ... 536 9. Externe Speicher ... 571 9.1 ... Internes EEPROM ... 571 9.2 ... Externes EEPROM ... 574 9.3 ... FRAM ... 57810. Kommunikation ... 583 10.1 ... Serielles Interface UART, der interne Monitor ... 583 10.2 ... SPI ... 590 10.3 ... I2C-Bus ... 595 10.4 ... 1-Wire-Bus ... 598 10.5 ... CAN ... 606 10.6 ... Bluetooth und BLE ... 614 10.7 ... Der Arduino im Netzwerk ... 629 10.8 ... LoRa bzw. LoRaWAN ... 639 10.9 ... GSM ... 66411. Datenformate und Kommunikationsprotokolle ... 675 11.1 ... JSON ... 675 11.2 ... MQTT ... 67812. Arduino-Benchmarks ... 68713. Projektideen für den Arduino ... 691 13.1 ... Tragbare Elektronik (Wearables) ... 691 13.2 ... Überwachung des Raumklimas ... 694 13.3 ... Open Data aus dem Internet ... 702 13.4 ... Pushover-Statusmeldungen ... 713 13.5 ... Arduino Yún ... 722 13.6 ... M5StickC ... 733 13.7 ... Maschinelles Lernen ... 73814. Gehäuse für den Arduino ... 745 14.1 ... ArduiBox Open -- Hutschienengehäuse für den Arduino ... 745 14.2 ... AZ-Touch MKR/ESP ... 74715. Der Arduino in industriellen Anwendungen ... 749 15.1 ... Prototyping mit dem Arduino ... 749 15.2 ... Industrieanwendungen ... 749 1. Anhang ... 753 A.1 ... Arduino Programming Cheat Sheet ... 753 A.2 ... Arduino-Simulatoren ... 754 A.3 ... Arduino-Distributoren ... 756 A.4 ... Arduino-Beschaffungskosten ... 757 A.5 ... Technische Daten im Vergleich ... 759 A.6 ... Spezifikation von Widerständen ... 765 A.7 ... Zahlensysteme ... 768 Index ... 771