There are many so-called 'Arduino compatible' platforms on the market. The ESP8266 – in the form of the WeMos D1 Mini Pro – is one that really stands out. This device includes WiFi Internet access and the option of a flash file system using up to 16 MB of external flash memory. Furthermore, there are ample in/output pins (though only one analogue input), PWM, I²C, and one-wire. Needless to say, you are easily able to construct many small IoT devices!
This book contains the following builds:
A colourful smart home accessory
refrigerator controller
230 V power monitor
door lock monitor
and some further spin-off devices.
All builds are documented together with relevant background information for further study. For your convenience, there is a small PCB for most of the designs; you can also use a perf board. You don’t need to be an expert but the minimum recommended essentials include basic experience with a PC, software, and hardware, including the ability to surf the Internet and assemble PCBs.
And of course: A handle was kept on development costs. All custom software for the IoT devices and PCB layouts are available for free download from at Elektor.com.
Affordable solutions with the ESP8266 and 3D printing
If you are looking for a small yet powerful IoT device, you are likely to come across the ESP8266 and compatible products on the market today. One of these, the Wemos/Lolin D1 Mini Pro board strikes a remarkable balance between cost and performance. A small and very affordable prototype board, the D1 Mini Pro stands out with its WiFi functionality and a 16-Mbytes flash memory for easy creation of a flash file system. In addition, there are sufficient input and output pins (only one analog input though) to support PWM, I²C, and One-Wire systems to mention but a few. The book describes the operation, modding, construction, and programming of home appliances including a colorful smart home accessory, a refrigerator/greenhouse controller, an AC powerline monitor, a door lock monitor, and an IKEA Trådfri controller.
As a benefit, all firmware developed for these DIY, "IoT-ized" devices can be updated over-the-air (OTA).
For most of the designs in the book, a small printed circuit board (PCB) and an enclosure are presented so readers can have a finished and attractive-looking product. Readers having – or with access to! – a 3D printer can "print" the suggested enclosures at home or in a shop.
Some of the constructions benefit from a Raspberry Pi configured as a gateway or cms server. This is also described in detail with all the necessary configuring.
You don’t need to be an expert but the prerequisites to successful replication of the projects include basic skills with PC software including the ability to surf the Internet. In terms of hardware, you should be comfortable with soldering and generally assembling the PCBs presented in the book.
All custom software written for the IoT devices, the PCB layouts, and 3D print files described in the book are available for free downloading.
Smart-Home-Systeme selber bauen
Smart Home- und IoT-Technik für den Arduino bietet eine Fülle von Praxisprojekten, die mit einem einzigen Kit aufgebaut werden können. Das "SunFounder Smart Home Internet of Things Kit V2.0 for Arduino" enthält über 30 Komponenten, Bauelemente und Module aus allen Bereichen der modernen Elektronik.
Damit lassen sich eine Fülle von Projekten realisieren. Für den Einsteiger werden zunächst einige einfachere Einsteigerexperimente vorgestellt. Der fortgeschrittenere Anwender kann sich dagegen gleich an die komplexeren Themen heranwagen.
Neben präzisen digitalen Thermometern, Hygrometern, Belichtungsmessern und verschiedenen Alarmanlagen entstehen auch praktisch einsetzbare Geräte und Anwendungen wie etwa
eine vollautomatische Beleuchtungssteuerung
ein digitales Thermostat
eine multifunktionale Klimamessstation
Zudem wird detailliert erklärt, wie Messdaten in das Internet übertragen werden. Dort sind sie grafisch darstellbar und können weltweit abgerufen werden. Auch auf die damit verbundenen Gefahren und die Problematik des Datenschutzes wird eingegangen.
Die vorgestellten Praxisprojekte bleiben dabei aber nicht im Status eines „Laborprototyps“ stehen. Durch entsprechende Tipps und Hinweise entstehen vielmehr praxistaugliche Geräte, die in Haushalt, Hobby und Beruf eingesetzt werden können. Selbstverständlich können sämtliche Bauteile auch einzeln beschafft werden, so dass sich die Projekte im Buch auch ohne das komplette IoT-Kit durchführen lassen.
Smart-Home-Systeme selber bauen
Smart Home- und IoT-Technik für den Arduino bietet eine Fülle von Praxisprojekten, die mit einem einzigen Kit aufgebaut werden können. Das "SunFounder Smart Home Internet of Things Kit V2.0 for Arduino" enthält über 30 Komponenten, Bauelemente und Module aus allen Bereichen der modernen Elektronik.
Damit lassen sich eine Fülle von Projekten realisieren. Für den Einsteiger werden zunächst einige einfachere Einsteigerexperimente vorgestellt. Der fortgeschrittenere Anwender kann sich dagegen gleich an die komplexeren Themen heranwagen.
Neben präzisen digitalen Thermometern, Hygrometern, Belichtungsmessern und verschiedenen Alarmanlagen entstehen auch praktisch einsetzbare Geräte und Anwendungen wie etwa
eine vollautomatische Beleuchtungssteuerung
ein digitales Thermostat
eine multifunktionale Klimamessstation
Zudem wird detailliert erklärt, wie Messdaten in das Internet übertragen werden. Dort sind sie grafisch darstellbar und können weltweit abgerufen werden. Auch auf die damit verbundenen Gefahren und die Problematik des Datenschutzes wird eingegangen.
Die vorgestellten Praxisprojekte bleiben dabei aber nicht im Status eines „Laborprototyps“ stehen. Durch entsprechende Tipps und Hinweise entstehen vielmehr praxistaugliche Geräte, die in Haushalt, Hobby und Beruf eingesetzt werden können. Selbstverständlich können sämtliche Bauteile auch einzeln beschafft werden, so dass sich die Projekte im Buch auch ohne das komplette IoT-Kit durchführen lassen.
Der ESP8266 ist ein programmierbares WLAN-Funkmodul mit zahlreichen Schnittstellen wie UART, I²C und SPI. Das Board ist sehr preiswert und bereits für unter 3 Euro verfügbar. Die UART-Schnittstelle sorgt dabei für eine einfache Integration in Mikrocontrollerprojekte. Das ESP8266-Modul kann hervorragend mit dem Arduino zusammenarbeiten und ermöglicht ihm über die serielle Schnittstelle den Zugang zum Netzwerk und Internet. Es existiert eine Implementierung des ESP8266-Moduls in die Arduino-Entwicklungsumgebung. Aber auch als Standalone-Modul kann das ESP8266 eigenständig Programme abarbeiten und mit dem Internet kommunizieren, da es über einen eigenen Mikroprozessor und Speicher auf dem Board verfügt.Mittlerweile existiert auch das Entwickler-Board NodeMCU, auf dem der ESP8266-Chip mit einem USB/Seriell-Adapter versehen wurde. Mit den integrierten Sockelleisten ist ein direkter Einsatz auf üblichen Breadboards möglich. Über den USB-Anschluss wird das Board mit Strom versorgt und kann über eine Software direkt angesprochen werden. Auch das NodeMCU-Board ist sehr preiswert und bereits für unter 5 Euro zu haben.Der Bestseller-Autor Erik Bartmann hat sich ausführlich mit dem ESP8266 und dem NodeMCU beschäftigt. Heraus gekommen ist dabei Das ESP8266-Praxisbuch, in dem er die Leser Schritt für Schritt in die Arbeit mit diesen neuen, preiswerten Bauteilen einführt, mögliche technische Stolpersteine ausführlich behandelt und in zahlreichen Projekten die Praxistauglichkeit – angefangen bei einem selbst gebauten Webserver bis hin zu klugen Relay-Ansteuerung – belegt.
Fertige und selbst aufgebaute Arduino-Knoten im TTN
LoRaWAN hat sich als Kommunikationslösung im IoT hervorragend entwickelt. The Things Network (TTN) hat hierzu seinen Beitrag geleistet. Aktuell wird The Things Network auf The Things Stack Community Edition (TTS (CE)) aktualisiert. Die Cluster von TTN V2 werden gegen Ende 2021 geschlossen.
Der Autor zeigt Ihnen die notwendigen Schritte, damit Sie in gewohnter Weise LoRaWAN-Knoten mit Hilfe von TTS (CE) betreiben und vielleicht auch das Netz der Gateways durch ein eigenes Gateway erweitern. Mittlerweile gibt es sogar für den mobilen Einsatz geeignete LoRaWAN-Gateways mit denen Sie über Ihr Mobiltelefon Verbindung zum TTN-Server aufbauen können.
In diesem Buch werden eine Reihe kommerzieller und Arduino-basierter LoRaWAN-Knoten als auch neue, kostengünstige und für den Batteriebetrieb geeignete Hardware zum Aufbau autonomer LoRaWAN-Knoten vorgestellt.
Die Registrierung von LoRaWAN-Knoten und Gateways im TTS (CE) sowie die Bereitstellung der erhobenen Daten über MQTT und die Visualisierung über Node-RED, Cayenne, Thingspeak und Datacake ermöglichen komplexe IoT-Projekte und völlig neue Anwendungen zu sehr geringen Kosten.
Das vorliegende Buch versetzt Sie in die Lage, mit batteriebetriebenen Sensoren (LoRaWAN-Knoten) erfasste Daten drahtlos im Internet bereitzustellen und zu visualisieren.
Sie lernen die Grundlagen für Smart-City- und IoT-Anwendungen, die beispielsweise die Messung von Luftqualität, Wasserständen, Schneehöhen, das Ermitteln von freien Parkfeldern (Smart Parking) und die intelligente Steuerung der Straßenbeleuchtung (Smart Lighting) u.a.m. ermöglichen.
Der ESP8266 von Espressif ist ein Wi-Fi-Mikrochip mit vollem TCP/IP-Stack und Mikrocontroller-Fähigkeit. Es hat mit seinem niedrigen Preis Wellen in der Herstellergemeinschaft geschlagen.
Aber viele Entwickler waren unzufrieden mit dem hohen Stromverbrauch von ESP8266. Der ESP32, ausgestattet mit einem ULP (Ultra Low Power) Coprozessor, bietet eine Lösung.
Dieses E-Book enthält eine Reihe von Projekten mit ESP32 & ESP8266 sowie ein Interview mit dem CEO von Espressif Teo Swee Ann.
Artikel
ESP32 für den Einsatz in Geräten der Industrie 4.0
Scrollende Nachrichtenanzeige, 512 LEDs per WLAN mit ESP-12F ansteuern
Das vernetzte Treibhaus, IoT-Modellprojekt mit MQTT und Node-RED
VFD-Röhren-Uhr mit ESP32, Internet-Zeit auf Vintage-Displays
ESP32 stromsparend, die Programmierung des ULP-Coprozessors
DCF77-Emulator mit ESP8266, DCF durch Internet-Zeit ersetzen
Was steckt hinter dem berühmtem ESP8266?
WLAN-Thermostat, flexible und programmierbare Temperatursteuerung
Timer für den WLAN-Thermostat, sieben Kanäle mit atomarer Genauigkeit
Schweizer Taschenmesser für Mikrocontroller, PlatformIO als universelles Programmier-Tool
ESP32 für Power-User, native Programmierung
Weather-Display, aktuelle Wetterdaten auf einem LC-Display darstellen
GoNotify, ein flexibles IoT-Sensorinterface. Einfach in die Cloud.
Der große Bruder des ESP8266, erste Schritte mit dem ESP32 und der Arduino-IDE
MicroPython, Python für kleine Systeme
RGBDigit Clock, farbenfrohe 7-Segment-Displays zeigen Zeit und Klima
USB-Programmieradapter für die ESP-Module von Espressif
Heizkesselmonitor mit ESP8266, Haustechnik für die Energiewende
WLAN für Mikrocontroller, steuern mit dem ESP8266
Die Rückkehr des WLAN-Controller-Boards, Smartphone steuert IoT-Objekte
WLAN kompakt und autonom, oder: Wie man den ESP8266 auch ohne MCU einsetzen kann
Das Internet of Things (IoT) wird unseren Alltag noch viel komfortabler machen als heute und dabei helfen, Geld und Ressourcen einzusparen. Der Einstieg ins Thema fällt allerdings nicht leicht. Denn auf dem Markt konkurrieren inzwischen unzählige Lösungen miteinander – meist sind es Bundles aus (Eval-)Boards, Software und einem Cloud-Zugang. Solche Kits versprechen schnelle Erfolge, doch ein fundierteres Wissen erhält nur derjenige, der ein eigenes Projekt von Grund auf realisiert.
Jens Nickel – Chefredakteur der deutschen Elektor-Ausgabe – hat sich auf diesem Weg in das IoT gemacht. Im Rahmen einer Artikelserie entstanden Schritt für Schritt mehrere kleine Demo-Projekte, von der Lampensteuerung im Heimnetzwerk bis zum autarken Sensorboard, das Messwerte in die Cloud sendet. Nach dem Motto „Learning by Doing“ werden dabei Themen wie TCP/IP, MQTT, Steuerung per Smartphone, WLAN-Zugang, Embedded-Webserver, Anbindung eines Cloud-Service, Zuverlässigkeit bei Verbindungsabbrüchen, Objektorientierte Programmierung und vieles mehr behandelt.
Die Demo-Programme (meist im einsteigerfreundlichen Arduino-C-Dialekt) stehen selbstverständlich im Quellcode zur Verfügung und sind damit leicht an eigene Bedürfnisse anpassbar.
In diesem Buch sind die ersten 24 Folgen dieser Serie kompakt zusammengefasst. Mit der von Elektor gewohnten Mischung aus Theorie und Praxis geht es in das Internet of Things – seien Sie dabei!
Datenerfassung: Sondieren Sie die Umwelt ihres Gerätes mit den integrierten Temperatur-, Feuchtigkeits- und Drucksensoren und sammeln Sie Daten über Bewegungen mit der 6-Achsen-IMU sowie Licht-, Gesten- und Näherungssensorik. Fügen Sie ganz einfach weitere externe Sensoren hinzu, um noch mehr Daten aus verschiedenen Quellen über die integrierten Grove-Anschlüsse (x3) zu erfassen.
Datenspeicherung: Erfassen und speichern Sie alle Daten lokal auf einer SD-Karte oder stellen Sie eine Verbindung zur Arduino IoT Cloud her, um die Daten in Echtzeit zu erfassen, zu speichern und zu visualisieren.
Datenvisualisierung: Zeigen Sie die Sensormesswerte in Echtzeit auf dem integrierten OLED-Farbdisplay an und erstellen Sie mithilfe der integrierten LEDs und des Summers visuelle oder akustische Ausgaben.
Steuerung: Das integrierte Display erlaub eine praktische und direkte Steuerung von elektronischen Kleinspannungsgeräten über die integrierten Relais und die fünf Steuertasten.
Recently, the development of a tiny chip called the ESP8266 has made it possible to interface any type of microcontroller to a Wi-Fi AP. The ESP8266 is a low-cost tiny Wi-Fi chip having fully built-in TCP/IP stack and a 32-bit microcontroller unit. This chip, produced by Shanghai based Chinese manufacturer Espressif System, is IEEE 802.11 b/g/n Wi-Fi compatible with on-chip program and data memory, and general purpose input-output ports. Several manufacturers have incorporated the ESP8266 chip in their hardware products (e.g. ESP-xx, NodeMCU etc) and offer these products as a means of connecting a microcontroller system such as the Android, PIC microcontroller or others to a Wi-Fi. The ESP8266 is a low-power chip and costs only a few Dollars.
ESP8266 and MicroPython – Coding Cool Stuff is an introduction to the ESP8266 chip and describes the features of this chip and shows how various firmware and programming languages such as the MicroPython can be uploaded to the chip. The main aim of the book is to teach the readers how to use the MicroPython programming language on ESP8266 based hardware, especially on the NodeMCU.
Several interesting and useful projects are given in the e-book (pdf) to show how to use the MicroPython in NodeMCU type ESP8266 hardware:
Project “What shall I wear today?”: You will be developing a weather information system using a NodeMCU development board together with a Text-to-Speech processor module.
Project “The Temperature and Humidity on the Cloud”: You will be developing a system that will get the ambient temperature and humidity using a sensor and then store this data on the cloud so that it can be accessed from anywhere.
Project “Remote Web Based Control”: You will be developing a system that will remotely control two LEDs connected to a NodeMCU development board using an HTTP Web Server application.
Das AVR-IoT WA-Entwicklungsboard kombiniert einen leistungsstarken ATmega4808 AVR MCU, einen ATECC608A CryptoAuthentication™ Secure Element IC und den vollständig zertifizierten ATWINC1510 Wi-Fi-Netzwerkcontroller – was die einfachste und effektivste Möglichkeit bietet, Ihre eingebettete Anwendung mit Amazon Web Services zu verbinden ( AWS). Das Board verfügt außerdem über einen integrierten Debugger und erfordert keine externe Hardware zum Programmieren und Debuggen der MCU.
Im Auslieferungszustand ist auf der MCU ein Firmware-Image vorinstalliert, mit dem Sie mithilfe der integrierten Temperatur- und Lichtsensoren schnell eine Verbindung zur AWS-Plattform herstellen und Daten an diese senden können. Sobald Sie bereit sind, Ihr eigenes benutzerdefiniertes Design zu erstellen, können Sie mithilfe der kostenlosen Softwarebibliotheken in Atmel START oder MPLAB Code Configurator (MCC) ganz einfach Code generieren.
Das AVR-IoT WA-Board wird von zwei preisgekrönten integrierten Entwicklungsumgebungen (IDEs) unterstützt – Atmel Studio und Microchip MPLAB X IDE – und gibt Ihnen die Freiheit, mit der Umgebung Ihrer Wahl Innovationen zu entwickeln.
Merkmale
ATmega4808 Mikrocontroller
Vier Benutzer-LEDs
Zwei mechanische Tasten
mikroBUS-Header-Footprint
TEMT6000 Lichtsensor
MCP9808 Temperatursensor
ATECC608A CryptoAuthentication™-Gerät
WINC1510 WiFi-Modul
Onboard-Debugger
Auto-ID zur Platinenidentifizierung in Atmel Studio und Microchip MPLAB
Eine grüne Betriebs- und Status-LED auf der Platine
Programmieren und Debuggen
Virtueller COM-Port (CDC)
Zwei DGI GPIO-Leitungen
USB- und batteriebetrieben
Integriertes Li-Ion/LiPo-Akkuladegerät
