Blick ins Buch

Arduino

das umfassende Handbuch

Praxishandbuch

Claus Kühnel (Autor)

Buch | Hardcover

868 Seiten

2023 | 2., erweiterte Auflage
Rheinwerk (Verlag)
978-3-8362-9104-0 (ISBN)

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Inhaltsverzeichnis (PDF)

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Von der Leiterplatte bis zum fertigen Sketch
Elektronik verstehen, Projekte umsetzen
Schnittstellen, Sensoren, Aktoren, Stromversorgung, Shields
Für alle Arduino-Modelle und kompatible Controller

Alles, was Maker wissen müssen

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 eigenen 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.

Programmier- und Schaltungsgrundlagen
Sie lernen die Arduino-Architektur bis ins Detail kennen und erfahren, wie sie programmiert und geschaltet wird. Crashkurs in C++ sowie in die Grundlagen der E-Technik inklusive.

Die Arduino-Familie
Der Arduino Uno ist der verbreitetste Mikrocontroller der Arduino-Familie, die meisten Beispiele im Buch orientieren sich an ihm. Sie lernen aber auch leistungsfähigere Varianten und deren Einsatzmöglichkeiten kennen.

Der Werkzeugkasten für Elektronikmaker
Zahlreiche Schaltungsskizzen, kommentierte Codebeispiele und Datenblattauszüge zu den Boards und dem Zubehör helfen Ihnen genauso bei der Umsetzung eigener Projekte wie ein Überblick über die Werkstatt: Breadboards, Löten, Fritzing und mehr.

Projektideen für Fortgeschrittene
Sie werden überrascht sein, welche Ideen sich mit dem Arduino umsetzen lassen: Von komplexen Steuerungen über die Temperaturauswertung in der Ostsee bis zum Tracking der Covid19-Ausbreitung ist alles möglich. Wie das geht, erfahren Sie hier.

Aus dem Inhalt:
Modellübersicht: Mikrocontroller für Maker
Breadboards, Löten, Stromversorgung
Entwicklungsumgebung und Programmierung
Schaltungsdesign mit Fritzing und Eagle
Sensoren: Temperatur, Feuchtigkeit, Bewegung, Ultraschall, Luftqualität u.v.m.
Displays: LED, LCD, OLED, Touchscreens
Relais, Motoren, Schaltaktoren
Speicher: EEPROM, FRAM
WLAN, Bluetooth, BLE, GSM, LoRa, LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT
UART, SPI, I²C, 1-Wire
IoT-Anwendungen in der Cloud: WQTT, Thingspeak, Pushover, Dweet.io
Projektideen für Maker: Von der Messung des Raumklimas und Radioaktivität bis zum Einsatz von Kameras

Dr. Claus Kühnel studierte Informationstechnik an der Technischen Universität Dresden und hat über viele Jahre Embedded Systems für die Labordiagnostik u.a. entwickelt. In diesem interdisziplinären Spannungsfeld kam er mit der Maker-Szene in Berührung. Er hat zahlreiche Artikel und Bücher zu Hard- und Software von Mikrocontrollern im In- und Ausland veröffentlicht. Von der Zeitschrift Elektronik erhielt sein Beitrag „Arduino & Co“ die Auszeichnung „Artikel des Jahres 2011“. Mit Leidenschaft gibt er sein umfangreiches und fundiertes Wissen an interessierte Leser weiter.

Materialien zum Buch ... 16
Geleitwort ... 17
1. Arduino - was ist das? ... 19

1.1 ... Arduino - etwas Hintergrund ... 19
1.2 ... Open Source: Die Lizenzen des Arduino-Projekts ... 20
1.3 ... Maker und die Arduino-Community ... 23
1.4 ... Arduino Uno Rev3 - der Standard ... 25
1.5 ... Details zum Mikrocontroller ... 30

2. Arduino-Hardware ... 59

2.1 ... Die Produktfamilie Arduino ... 59
2.2 ... Arduino-kompatible Boards ... 96
2.3 ... Arduino-Shields ... 137
2.4 ... Expansionsboards ... 146

3. Das Experimentierumfeld ... 151

3.1 ... Elektronische Bauteile ... 151
3.2 ... Grundlagen zur Schaltungstechnik ... 169
3.3 ... Breadboards und Zubehör ... 175
3.4 ... Qwiic, Grove und mikroBUS Connection ... 180
3.5 ... Spannungsversorgung ... 183
3.6 ... Messtechnik ... 198
3.7 ... CAD-Software ... 208

4. Arduino-Software ... 215

4.1 ... Schritte bei der Programmerstellung ... 215
4.2 ... Die Arduino-Entwicklungsumgebung ... 216
4.3 ... Die Arduino-Create-Plattform ... 227
4.4 ... Arduino Create vs. Arduino IDE ... 231
4.5 ... Programmieren in C++ ... 232
4.6 ... Den Arduino programmieren ... 261
4.7 ... Arduino-Boards in Betrieb nehmen ... 288
4.8 ... Arduino-Debugging ... 321

5. Sensoren ... 337

5.1 ... Der Thermistor als Temperatursensor ... 337
5.2 ... Der Temperatursensor TMP36 ... 340
5.3 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHTxx/AM23xx ... 344
5.4 ... Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor Si7021 ... 350
5.5 ... Der Temperatursensor DS18B20 ... 353
5.6 ... Die barometrischen Drucksensoren BMP180, BMP280 und BME280 ... 357
5.7 ... Der Luftqualitätssensor MQ135 ... 362
5.8 ... Der Grove-Feinstaubsensor PPD42NS ... 368
5.9 ... Der Lichtstärkesensor GY-30 (BH1750FVI) ... 371
5.10 ... Der Farbsensor GY-TCS3200D ... 375
5.11 ... Ultraschall-Entfernungsmessung ... 381
5.12 ... ToF-Entfernungsmessung ... 386
5.13 ... Bewegungsdetektion mit PIR-Sensoren ... 389
5.14 ... Wetterdaten ... 392

6. Eingabeelemente ... 399

6.1 ... Taster und Schalter ... 399
6.2 ... Keypads ... 401
6.3 ... Joysticks ... 408
6.4 ... Drehgeber ... 411
6.5 ... Touch-Sensoren ... 415
6.6 ... Touch-Panels ... 416
6.7 ... RFID ... 419
6.8 ... NFC ... 429

7. Anzeigeelemente ... 441

7.1 ... LEDs und RGB-LEDs ... 441
7.2 ... Sieben-Segment-Anzeige ... 447
7.3 ... LED-Dot-Matrix-Anzeige ... 450
7.4 ... Seriell gesteuerte RGB-LEDs ... 454
7.5 ... LCDs ... 465
7.6 ... OLED-Display ... 486
7.7 ... Touchscreen ... 496

8. Aktoren ... 537

8.1 ... Relais ... 537
8.2 ... Motoren ... 542

9. Externe Speicher ... 575

9.1 ... Internes EEPROM ... 575
9.2 ... Externes EEPROM ... 578
9.3 ... FRAM ... 581

10. Kommunikation ... 585

10.1 ... Serielles Interface UART, der interne Monitor ... 585
10.2 ... SPI ... 591
10.3 ... I2C-Bus ... 597
10.4 ... 1-Wire-Bus ... 600
10.5 ... CAN ... 606
10.6 ... Bluetooth und BLE ... 614
10.7 ... Der Arduino im Netzwerk ... 628
10.8 ... LoRa bzw. LoRaWAN ... 647
10.9 ... GSM ... 673
10.10 ... 3GPP LPWAN ... 681
10.11 ... Netzwerkverbindungen mit nRF24L01 ... 709

11. Datenformate und Kommunikationsprotokolle ... 733

11.1 ... JSON ... 733
11.2 ... MQTT ... 736

12. Arduino-Benchmarks ... 745
13. Projektideen für den Arduino ... 749

13.1 ... Tragbare Elektronik (Wearables) ... 749
13.2 ... Überwachung des Raumklimas ... 752
13.3 ... Open Data aus dem Internet ... 771
13.4 ... Pushover-Statusmeldungen ... 781
13.5 ... Überwachung von Pflanzen ... 789
13.6 ... Messung von radioaktiver Strahlung ... 794
13.7 ... Arduino Yún ... 802
13.8 ... M5StickC ... 812
13.9 ... Kameraanwendungen ... 817
13.10 ... Maschinelles Lernen ... 827

14. Gehäuse für den Arduino ... 831

14.1 ... ArduiBox Open - Hutschienengehäuse für den Arduino ... 831
14.2 ... RasPiBox Pico für Raspberry Pi Pico ... 833
14.3 ... AZ-Touch MKR/ESP/Feather ... 834
14.4 ... ESPGateway - ESP32 WiFi/ BLE Gateway ... 835

15. Der Arduino in industriellen Anwendungen ... 839

15.1 ... Prototyping mit dem Arduino ... 839
15.2 ... Industrieanwendungen ... 840

Anhang ... 845

A.1 ... Arduino-Distributoren ... 845
A.2 ... Technische Daten im Vergleich ... 845
A.3 ... Spezifikation von Widerständen ... 850

Index ... 855

Die Fachpresse zur Vorauflage:

MagPi: »Besticht nicht nur durch Fachkompetenz und enormen Umfang, sondern auch durch die Ausstattung.«

Erscheinungsdatum	23.01.2023
Verlagsort	Bonn
Sprache	deutsch
Maße	168 x 240 mm
Einbandart	gebunden
Themenwelt	Mathematik / Informatik ► Informatik ► Netzwerke
	Informatik ► Weitere Themen ► Computerspiele
	Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
Schlagworte	Bread-boards • C-plus-plus C++ • EEPROM FRAM • ESP32 • Fritzing Eagle • Hand-Buch Bücher Grundlagen Kurse Tipps Tutorials Wissen Training Ausbildung • IOT • JSON • LoRaWAN LoRa BLE • Maker-Technik • Mikro-Controller • MQTT • Schaltungsdesign • Sensor-Display-Relai-Aktor • UART SPI 1-Wire • UNO
ISBN-10	3-8362-9104-5 / 3836291045
ISBN-13	978-3-8362-9104-0 / 9783836291040
Zustand	Neuware