Sensoren mit Arduino (eBook)

Mit zahlreichen Praxisbeispielen

Thomas Brühlmann (Autor)

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2024 | 1., 2024
256 Seiten
mitp Verlags GmbH & Co.KG
978-3-7475-0827-5 (ISBN)

Infos

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

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.

Inhalt

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

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 29.5.2024
• Reihe/Serie: mitp Schnelleinstieg
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Informatik ► Weitere Themen ► Hardware
• Schlagworte: Arduino • arduino die • arduino sensoren • Buch • Elektronik • Maker • Mikrocontroller • mitp • Schnelleinstieg • Sensoren
• ISBN-10: 3-7475-0827-8 / 3747508278
• ISBN-13: 978-3-7475-0827-5 / 9783747508275