Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi - Das eigene Heim als Smart Home für Heimwerker, Bastler und Maker

Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi - Das eigene Heim als Smart Home für Heimwerker, Bastler und Maker

von: Thomas Brühlmann

mitp Verlags GmbH & Co. KG, 2021

ISBN: 9783958456723 , 370 Seiten

Format: PDF, Online Lesen

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 29,99 EUR

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Mehr zum Inhalt

Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi - Das eigene Heim als Smart Home für Heimwerker, Bastler und Maker


 

Cover

1

Titel

5

Impressum

6

Inhaltsverzeichnis

7

Einleitung

11

Aufbau des Buches

11

Mehr Informationen

12

Danksagung

13

Kapitel 1: Smarthome-Hardware

15

1.1 Arduino

15

1.1.1 Arduino als Sensor- und Aktormodul

16

1.1.2 Arduino-Boards

16

1.1.3 Entwicklungsumgebung IDE

22

1.1.4 Programmierung, Programmstruktur

25

1.1.5 Praxisbeispiel: Temperaturmesser mit NTC und LED

25

1.1.6 Bibliotheken

30

1.1.7 Shields

34

1.1.8 Arduino im Miniaturformat

38

1.1.9 Arduino im Batteriebetrieb

44

1.2 Raspberry Pi

45

1.2.1 Minimal-Anforderungen

45

1.2.2 Raspberry-Pi-Boards

46

1.2.3 Installation

47

1.2.4 Remote-Zugriff

55

1.2.5 Schnittstellen zur Außenwelt

61

1.3 IoT- und Smarthome-Infrastruktur

65

Kapitel 2: Internet-Connectivity

67

2.1 Ethernet-Shield

67

2.2 WiFi-Verbindung

69

2.3 Arduino als Webclient

69

2.4 Arduino als Webserver

72

Kapitel 3: ESP8266

77

3.1 ESP-Module

77

3.1.1 ESP-01

77

3.1.2 ESP-12

78

3.2 Integration in Arduino-IDE

81

3.3 ESP8266-Boards

84

3.3.1 Wemos D1

84

3.3.2 Wemos D1 Mini

85

3.3.3 NodeMCU

89

3.4 Praxisbeispiel: Blink

90

3.5 WiFi mit ESP8266

92

3.5.1 WiFi-Bibliothek für ESP8266

92

3.6 Praxisbeispiel: Wemos-Webclient

94

3.7 Praxisbeispiel: Webclient mit Sensordaten

97

3.8 Praxisbeispiel: Webclient mit HTTPS

98

3.9 Firmware Tasmota

102

3.9.1 Funktionen

104

3.9.2 Installation Tasmota

104

3.10 Praxisbeispiel: Tasmota mit Tasmotizer

106

3.11 Praxistest: Tasmota schaltet Ausgang

113

3.12 Praxisbeispiel: Sonoff-Schaltmodule

114

Kapitel 4: Protokolle

121

4.1 HTTP

121

4.2 MQTT

125

Kapitel 5: Arduino als MQTT-Client

131

5.1 PubSubClient-Bibliothek

131

5.2 MQTT Publish mit Arduino

132

5.3 MQTT Subscribe mit Arduino

139

5.4 MQTT Publish und Subscribe mit ESP8266

142

5.5 MQTT-Topics organisieren

147

5.6 Praxisbeispiel: Sensordaten senden

148

Kapitel 6: MQTT und Node-Red mit Raspberry Pi

153

6.1 Raspberry Pi als Schaltzentrale

153

6.2 Mosquitto als MQTT-Broker

154

6.3 Node-Red

155

6.4 Flows mit Node-Red

161

6.5 MQTT mit Node-Red

168

6.6 Node-Red-Dashboard

171

6.7 Praxisbeispiel: Anzeige des Node-Red-Dashboards auf mobilen Geräten

179

6.8 Praxisbeispiel: Serielle Daten von Arduino Uno empfangen

180

6.9 Praxistipp: Kompakter Arduino für Datenerfassung

191

Kapitel 7: Arduino als Sensor-Node

195

7.1 Praxisbeispiel: Aufbau Sensor-Node

195

7.2 Praxisbeispiel: Temperatursensor (NTC)

198

7.3 Praxisbeispiel: Helligkeitssensor BH1750

201

7.4 Praxisbeispiel: Umweltsensor SHT31

204

7.5 Praxisbeispiel: Barometer (BME680)

208

7.6 Praxisbeispiel: Datenübertragung mit 433-MHz-Funkmodul

217

7.7 Praxisbeispiel: RFLink-433-MHz-Gateway

228

7.8 Praxisbeispiel: ESP8266 als RF-Gateway

235

7.9 Praxisbeispiel: RF-Gateway mit Sonoff RF Bridge

238

Kapitel 8: MQTT-Anwendungen

247

8.1 Praxisbeispiel: Ausgänge von Arduino und Raspberry Pi schalten

247

8.2 Praxisbeispiel: Fernbedienung für Fernseher

255

8.3 Praxisbeispiel: Drahtlose Klingel

263

8.4 Praxisbeispiel: 8-Kanal-Analog/Digital-Wandler über MQTT

266

8.5 Praxisbeispiel: Briefkastenwächter

277

Kapitel 9: Smarthome-Plattformen

289

9.1 Home Assistant

289

9.2 openHAB

303

Kapitel 10: IoT- und Smarthome-Projekte

305

10.1 Aquarium-Timer

305

10.2 Stromwächter

310

10.2.1 Stromwächter mit Sonoff Pow

311

10.2.2 Stromwächter mit Stromsensor

318

10.3 Waschmaschinenwächter

325

10.4 Gefrierschrankwächter

330

10.5 RGB-Streifen (Neopixel) steuern

342

Stücklisten

355

Stichwortverzeichnis

363