Projekte mit Arduino, ESPHome, Home Assistant und Raspberry Pi & Co
Dieses E-Book enthält verschiedene Projektbeispiele und beginnt mit einer Einführung in die Elektronik. Es erklärt unter anderem, wie man Home Assistant auf einem Raspberry Pi installiert, wie man Raumklimasensoren für Temperatur und Luftfeuchtigkeit nutzt, das MQTT-Protokoll sowie weitere Schnittstellen einsetzt und ESPHome verwendet, um Sensoren und Aktoren in Home Assistant zu integrieren. Zahlreiche Video-Tutorials ergänzen das Buch.
Grundlagen der Elektrotechnik
Das Buch beginnt mit einer Einführung in die Elektrotechnik. Ihr lernt die Grundlagen von Spannung, Strom, Widerständen, Dioden und Transistoren.
Arduino und Mikrocontroller
Ein kompletter Abschnitt widmet sich dem Arduino Uno. Ihr lernt den Aufbau kennen, schreibt erste Programme und erarbeitet praktische Beispiele.
Home Assistant und Automatisierung
Ihr erfahrt, wie Home Assistant auf einem Raspberry Pi eingerichtet wird, und lernt den Umgang mit Automatisierungen, Szenen und Geräten. Zusätzlich wird auf Zigbee, MQTT und ESP-NOW eingegangen – wichtige Technologien für die Heimautomation.
ESP8266, ESP32 und ESP32-CAM
Die beliebten ESP-Mikrocontroller werden ausführlich behandelt. Nach einer theoretischen Einführung folgen praktische Projekte, die euch zeigen, wie ihr das Beste aus diesen Geräten herausholen könnt.
Sensoren und Aktoren
Das Buch erklärt die Funktionsweise und Anwendung zahlreicher Sensoren wie Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren, Bewegungsmelder und RFID-Reader. Bei den Aktoren werden Schrittmotoren, e-ink Displays, Servo-Motoren und vieles mehr beleuchtet. Zu allen Geräten gibt es praxisnahe Anwendungsbeispiele.
ESPHome
Dieses Kapitel zeigt euch, wie ihr Sensoren und Aktoren ohne Programmieraufwand in Home Assistant integriert. Ihr werdet Schritt für Schritt durch die Einrichtung mit ESPHome geführt.
LEDs und Lichttechnik
In diesem Kapitel lernt ihr verschiedene LED-Typen und deren Einsatzmöglichkeiten kennen. Grundlagen der Lichttechnik werden ebenfalls erklärt.
Node-RED
Ein eigenes Kapitel ist Node-RED gewidmet. Ihr erlernt die Grundlagen dieses leistungsstarken Tools und werdet Schritt für Schritt durch die Einrichtung und Nutzung geführt.
Integrierte Schaltkreise (ICs)
In der Elektronik gibt es zahlreiche ICs, die uns das Leben erleichtern. Ihr lernt die wichtigsten kennen und wendet das Wissen in praktischen Projekten an.
Programmieren für Profis
Fortgeschrittene Themen wie die korrekte Verwendung von Tastern, der Einsatz von Interrupts und die Nutzung eines NTP-Servers für Zeit-Synchronisation werden in diesem Kapitel detailliert behandelt.
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Learn programming for Alexa devices, extend it to smart home devices and control the Raspberry Pi
The book is split into two parts: the first part covers creating Alexa skills and the second part, designing Internet of Things and Smart Home devices using a Raspberry Pi.
The first chapters describe the process of Alexa communication, opening an Amazon account and creating a skill for free. The operation of an Alexa skill and terminology such as utterances, intents, slots, and conversations are explained. Debugging your code, saving user data between sessions, S3 data storage and Dynamo DB database are discussed.
In-skill purchasing, enabling users to buy items for your skill as well as certification and publication is outlined. Creating skills using AWS Lambda and ASK CLI is covered, along with the Visual Studio code editor and local debugging. Also covered is the process of designing skills for visual displays and interactive touch designs using Alexa Presentation Language.
The second half of the book starts by creating a Raspberry Pi IoT 'thing' to control a robot from your Alexa device. This covers security issues and methods of sending and receiving MQTT messages between an Alexa device and the Raspberry Pi.
Creating a smart home device is described including forming a security profile, linking with Amazon, and writing a Lambda function that gets triggered by an Alexa skill. Device discovery and on/off control is demonstrated.
Next, readers discover how to control a smart home Raspberry Pi display from an Alexa skill using Simple Queue Service (SQS) messaging to switch the display on and off or change the color.
A node-RED design is discussed from the basic user interface right up to configuring MQTT nodes. MQTT messages sent from a user are displayed on a Raspberry Pi.
A chapter discusses sending a proactive notification such as a weather alert from a Raspberry Pi to an Alexa device. The book concludes by explaining how to create Raspberry Pi as a stand-alone Alexa device.
Machen Sie den ersten Schritt zur Aufrüstung Ihres Smart Homes mit Home Assistant Green, dem einfachsten Weg, Home Assistant zu nutzen. Dank der leistungsstarken Hardware können Sie mit Home Assistant alles in Ihrem Zuhause über eine einzige App steuern und automatisieren.
Schließen Sie einfach die Strom- und Netzwerkkabel an, und schon kann es losgehen.
Laden Sie unsere mobilen Apps herunter oder nutzen Sie unsere Web-App, die Sie nahtlos durch den Einrichtungsprozess führt.
Das ist alles! Home Assistant beginnt automatisch mit der Erkennung Ihrer Smart-Home-Geräte.
Alles in einer App
Mehr als 1.000 integrierte Integrationen unterstützen Hunderttausende intelligente Geräte und Onlinedienste, und unsere Community fügt regelmäßig weitere hinzu.
Wechseln Sie in Ihrem eigenen Tempo von anderen Smart-Home-Ökosystemen
Home Assistant funktioniert mit Ihren vorhandenen Setups (Apple HomeKit, Google Home, Samsung SmartThings und Amazon Alexa) und ermöglicht eine nahtlose und schrittweise Migration für alle in Ihrem Zuhause.
Erweitern Sie die Kompatibilität, wenn Ihr Zuhause wächst
Sie können Home Assistant SkyConnect hinzufügen, um Zigbee- und Thread-Geräte zu verbinden, die Home Assistant Cloud für Sprachassistenten einzurichten und USB-Zubehör von Drittanbietern zu integrieren, um andere intelligente Standards wie Z-Wave oder Bluetooth zu unterstützen.
Home Assistant wurde von einer der größten Communities von Open-Source-Mitwirkenden entwickelt. Jeden Monat werden neue Funktionen und Verbesserungen hinzugefügt, um sicherzustellen, dass Ihr Smart Home Sie nie im Stich lässt.
Home Assistant speichert Ihre Daten lokal, was bedeutet, dass Sie vor aufdringlichen Datenschutzpraktiken geschützt sind und auch dann auf Ihr Smart Home zugreifen können, wenn das Internet ausfällt.
Technische Daten
SoC
Rockchip RK3566 SoC mit Quad-Core-Arm Cortex-A55 CPU
CPU-Frequenz
1,8 GHz
Speicher
32 GB eMMC-Flash-Laufwerk
RAM
4 GB LPDDR4X
Schnittstellen
Status-LEDs
Weiß (Stromanzeige)Grün (Aktivitätsanzeige)Gelb (Systemzustandsanzeige)
Stromversorgung
DC-Hohlstecker, 5,5 x 2,1 mm12 V DC, 1 A
Batterie
CR2032 (nicht im Lieferumfang enthalten)
Energieverbrauch
Leerlauf: ~1,7 W bei 12 VLast: ~3 W bei 12 V
USB
2x USB 2.0 Typ-A-Hostanschlüsse, 5 V bis zu 2 A (kombiniert)
Anzeige
HDMI-Anschluss, nur für Diagnosezwecke
Externer Speicher
MicroSD-Steckplatz, nur für Wiederherstellungszwecke
Netzwerk
Gigabit Ethernet
Abmessungen
112 x 112 x 32 mm
Gewicht
340 g
Lieferumfang
Home Assistant Green Smart Home Hub
Gigabit Ethernet-Kabel
12 V/1 A Universelles Netzteil (wird mit Steckeradaptern für EU, USA und UK geliefert)
Quick Start Guide
Warranty und Safety Information
Downloads
Datasheet
Documentation
GitHub
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 für 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
digitaler Thermostat
eine multifunktionale Klimamessstation
Zudem wird detailliert erklärt, wie Messdaten ins 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 geschaffen werden, so dass sich die Projekte im Buch auch ohne das komplette IoT-Kit durchführen lassen.
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.
Ulanzi TC001 ist eine LED-Pixeluhr bestehend aus 256 einzelnen adressierbaren RGB-LEDs (8x32) mit eingebautem Akku, Summer, Licht-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensor. Der integrierte Akku bietet eine Laufzeit von bis zu 5 Stunden. Die WLAN-Verbindung zur Uhr erfolgt über einen ESP32-Chip. Ulanzi TC001 verwendet ein ESP32-WROOM-32D-Modul.
Features
Pixelisierte Nachrichtenanzeige
Gleichzeitige Anzeige der Anzahl der Follower: Fanwachstum ist sofort sichtbar, geeignet für YouTube, Bilibili und Weibo.
Pomodoro-Uhrendesign: Verwalten Sie Ihre eigene Zeit wissenschaftlicher.
Entdecken Sie unbegrenzte Möglichkeiten: Mehrere Programme müssen über den Steuerungsserver installiert werden, um mehr Funktionen zu nutzen.
Awtrix macht es besser: Der Awtrix-Simulator in der Firmware des TC001 simuliert eine Awtrix-Matrix und ermöglicht Ihnen die Steuerung der Uhr über einen Standard-Awtrix-Host.
High-Tech und atemberaubendes Erscheinungsbild: Modellierung einer einfachen Atmosphäre, LED-Vollfarb-Pixelbildschirm mit besserer Bildgebung.
Eingebauter 4400 mAh Akku mit bis zu 5 Stunden Akkulaufzeit.
Technische Daten
Anzahl der LEDs: 256 (8x32)
Betriebsspannung: 3,7 V
Leistung: 3 W
Akkukapazität: 4400 mAh
Schnittstelle: USB-C
Abmessungen: 200,6 x 70,3 x 31,9 mm
Gewicht: 283 g
Lieferumfang
Ulanzi TC001 Smart Pixel Clock
USB-Kabel
Manual
Downloads
Firmware
Merkmale
Einfach zu verwendendes und kostengünstiges Hardware-Kit: kombiniert ein erschwingliches Hardware-Kit mit KOSTENLOSEN Lehrplänen und Aktivitäten, damit die Schüler praktische Erfahrungen mit Techniken der Präzisionslandwirtschaft bis hin zur Lebensmittelproduktion sammeln können.
Neue Tools für Lernende im STEAM-Bereich: Schüler lernen etwas über KI, maschinelles Lernen und IoT, indem sie ein Gartenüberwachungssystem bauen.
Einfache Verwendung mit Raspberry Pi 4: mit Atmosphären- und Umweltsensoren, um den Gesundheitszustand Ihres Bodens zu verstehen, Daten zu analysieren und Entscheidungen zu treffen.
Datenerfassung in Echtzeit: Die von den Studenten erstellten IoT-Geräte stellen eine Verbindung zu benutzerdefinierten Microsoft Excel- Arbeitsmappen her, die mithilfe des Excel-Datenstreamers Echtzeitdaten erfassen. Erstellen Sie Ihre eigenen Modelle für maschinelles Lernen: Mithilfe von Lobe.ai wenden die Schüler die Technik an, um Nährstoffmängel bei ihren Pflanzen vorherzusagen und Schädlinge in ihrem Garten zu identifizieren.
Einführung in das verantwortungsvolle KI-Framework von Microsoft: Wir machen Studierende mit einigen der sozialen und ethischen Herausforderungen vertraut, die diese neue Technologie mit sich bringt.
Anwendungen
In Kombination mit Software, Lehrplan und Ressourcen können Sie praktische Erfahrungen sammeln, etwas über künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, das Internet der Dinge und Datenwissenschaft lernen und das Wissen anschließend beim Pflanzenanbau in der realen Welt anwenden.
Dieses Kit eignet sich hervorragend für den Einsatz in verschiedenen Szenarien, egal ob im Klassenzimmer, zu Hause, in Makerspaces/Fab-Labs oder im Fernunterricht:
Schulgartenmonitoring
Überwachung des Hausgartens
Fernunterricht/Fernstudium
Online Kurse
Hobby- und Heimwerkerprojekte
Inbegriffen
1x Grove Base Hat für Raspberry Pi mit Lüfter
1x Eindraht-Temperatursensor
1x Kapazitiver Bodenfeuchtesensor von Grove
1x Grove Sonnenlichtsensor
1x Grove Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
1x Grove-Relais
1x Grove Doppeltaster
1x Micro-SD-Karte mit Kartenleser (32 GB)
1x USB-zu-TTL-Serielles Kabel
1x Schraubendreher
Downloads
FarmBeats-Kit-Broschüre für Studenten
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