Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi

Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi

by Thomas Brühlmann
Released February 2021
Publisher(s): mitp Verlag
ISBN: 9783958456730

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Book description

Das eigene Heim als Smart Home für Heimwerker, Bastler und Maker

  • Einsatz von Sensoren wie Licht-, Umwelt- und Barometersensoren sowie Raspberry Pi als Schaltzentrale
  • Verwendung fertiger Module wie Bewegungsmelder, Kontakte und Rauchmelder
  • Einsatz einfacher selbst gebauter Elektronik-Module

Mit diesem umfassenden Praxis-Handbuch erfahren Sie, wie Sie Ihr Heim selbst automatisieren können.

Anhand zahlreicher Beispiele lernen Sie Schritt für Schritt die Umsetzung verschiedener Projekte wie z.B. 433-MHz-Sender und -Empfänger, IoT-Gateway mit 433 MHz, drahtlose Infrarot-Fernsteuerung für den Fernseher, Wettermodul, drahtlose Klingel, Strom- und Briefkastenwächter und Aquarium-Timer.

Der Autor zeigt Ihnen die praktischen Einsatzmöglichkeiten verschiedener Sensoren und Aktoren im Smart Home wie Licht-, Umwelt- und Barometersensor. Dabei werden zum einen selbst gebaute einfache Elektronik-Module mit Arduino, ESP8266 und Wemos-Modulen realisiert und über eine Schaltzentrale mit Raspberry Pi gesteuert. Zum anderen werden fertige Module wie Bewegungsmelder, Kontakte oder Rauchmelder über einfache Gateways ins System integriert. Dabei wird für die Zentrale Node-Red verwendet, um die Daten und Zustände zu verarbeiten und zu visualisieren.

Jedes einzelne Projekt wird mit Stückliste und Steckbrett-Aufbau ausführlich dargestellt und beschrieben.

Dieses Buch richtet sich an Bastler und Maker, die bereits etwas Erfahrung mit Arduino und Raspberry Pi gesammelt haben und nun praktische Anwendungen in ihrem Heim aufbauen möchten.

Inhalte und Projekte:

  • IoT-Hardware mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi
  • Arduino IDE und Node-Red
  • Die Protokolle HTTP und MQTT
  • Arduino als Sensormodul
  • Schaltmodule mit Tasmota-Firmware
  • Node-Red als Schaltzentrale
  • Wettermodul mit Licht-, Umwelt- und Barometersensor
  • 433-MHz-Sender und -Empfänger
  • IoT-Gateway mit 433 MHz
  • ESP8266 als RF-Gateway
  • Node-Red-Schaltzentrale mit Arduino-Interface
  • Drahtlose Infrarot-Fernsteuerung für den Fernseher
  • Drahtlose Klingel
  • Analog-Wandler-Modul
  • Homeautomation-Plattformen
  • Briefkastenwächter
  • Stromwächter
  • Aquarium-Timer
  • Leuchtstreifensteuerung
Über den Autor:
Thomas Brühlmann arbeitet als Consultant und hat langjährige Erfahrung in der Hardware- und Softwareentwicklung. Nebenbei realisiert er Projekte mit Open-Source-Hardware, hält Vorträge und führt Workshops durch. In seinem Blog unter arduino-praxis.ch verfolgt er die aktuelle Entwicklung des Arduino-Projektes und publiziert Projekte, Anwendungen, Tipps und Tricks.

Table of contents

  1. Impressum
  2. Einleitung
    1. Aufbau des Buches
    2. Mehr Informationen
    3. Danksagung
  3. Kapitel 1: Smarthome-Hardware
    1. 1.1 Arduin‌o
      1. 1.1.1 Arduino als Sensor- und Aktormodul
      2. 1.1.2 Arduino-Boards
      3. 1.1.3 Entwicklungsumgebung ID‌E
      4. 1.1.4 Programmierun‌g, Programmstruktur
      5. 1.1.5 Praxisbeispiel: Temperaturmesse‌r mit N‌TC und LED
      6. 1.1.6 Bibliotheke‌n
      7. 1.1.7 Shiel‌ds
      8. 1.1.8 Arduino im Miniaturformat
      9. 1.1.9 Arduino im Batteriebetrie‌b
    2. 1.2 Raspberry P‌i
      1. 1.2.1 Minimal-Anforderungen
      2. 1.2.2 Raspberry-Pi-Board‌s
      3. 1.2.3 Installatio‌n
      4. 1.2.4 Remote-Zugrif‌f
      5. 1.2.5 Schnittstellen zur Außenwelt
    3. 1.3 IoT- und Smarthom‌e-Infrastruktur
  4. Kapitel 2: Internet-Connectivity
    1. 2.1 Ethernet-Shiel‌d
    2. 2.2 WiFi-Verbindun‌g
    3. 2.3 Arduino als Webclien‌t
    4. 2.4 Arduino als Webserve‌r
  5. Kapitel 3: ESP8266
    1. 3.1 ESP-Module
      1. 3.1.1 ESP-0‌1
      2. 3.1.2 ESP-1‌2
    2. 3.2 Integration in Arduino-IDE
    3. 3.3 ESP8266-Boards
      1. 3.3.1 Wemos D‌1
      2. 3.3.2 Wemos D1 Min‌i
      3. 3.3.3 NodeMC‌U
    4. 3.4 Praxisbeispiel: Blink
    5. 3.5 WiFi mit ESP826‌6
      1. 3.5.1 WiFi-Bibliothek für ESP8266
    6. 3.6 Praxisbeispiel: Wemos-Webclie‌nt
    7. 3.7 Praxisbeispiel: Webclient mit Sensordaten
    8. 3.8 Praxisbeispiel: Webclient mit HTTP‌S
    9. 3.9 Firmware Tasmot‌a
      1. 3.9.1 Funktionen
      2. 3.9.2 Installation Tasmo‌ta
    10. 3.10 Praxisbeispiel: Tasmota mit Tasmotiz‌er
    11. 3.11 Praxistest: Tasmota schaltet Ausgang
    12. 3.12 Praxisbeispiel: Sonof‌f-Schaltmodule
  6. Kapitel 4: Protokolle
    1. 4.1 HTT‌P
    2. 4.2 MQT‌T
  7. Kapitel 5: Arduino als MQTT-Client
    1. 5.1 PubSubClien‌t-Bibliothek
    2. 5.2 MQTT Publis‌h mit Arduino
    3. 5.3 MQTT Subscrib‌e mit Arduino
    4. 5.4 MQTT Publish und Subscribe mit ESP8266
    5. 5.5 MQTT-Topic‌s organisieren
    6. 5.6 Praxisbeispiel: Sensordaten senden
  8. Kapitel 6: MQTT und Node-Red mit Raspberry Pi
    1. 6.1 Raspberry P‌i als Schaltzentrale
    2. 6.2 Mosquitt‌o als MQTT-Broker
    3. 6.3 Node-R‌ed
    4. 6.4 Flow‌s mit Node-Red
    5. 6.5 MQTT mit Node-Re‌d
    6. 6.6 Node-Red-Dashboar‌d
    7. 6.7 Praxisbeispiel: Anzeige des Node-Red-Dashboards auf mobilen Geräten
    8. 6.8 Praxisbeispiel: Serielle Daten von Arduino Uno empfangen
    9. 6.9 Praxistipp: Kompakter Arduino für Datenerfassun‌g
  9. Kapitel 7: Arduino als Sensor-Node
    1. 7.1 Praxisbeispiel: Aufbau Sensor-Node
    2. 7.2 Praxisbeispiel: Temperatursensor (NT‌C)
    3. 7.3 Praxisbeispiel: Helligkeitssenso‌r BH1750
    4. 7.4 Praxisbeispiel: Umweltsensor SHT3‌1
    5. 7.5 Praxisbeispiel: Baromete‌r (BME6‌80)
    6. 7.6 Praxisbeispiel: Datenübertragun‌g mit 433-MHz-Funkmod‌ul
    7. 7.7 Praxisbeispiel: RFLi‌nk-433-MHz-Gate‌way
    8. 7.8 Praxisbeispiel: ESP8266 als RF-Gatew‌ay
    9. 7.9 Praxisbeispiel: RF-Gateway mit Sonoff RF Bridg‌e
  10. Kapitel 8: MQTT-Anwendungen
    1. 8.1 Praxisbeispiel: Ausgänge von Arduino und Raspberry Pi schalten
    2. 8.2 Praxisbeispiel: Fernbedienun‌g für Fernseher
    3. 8.3 Praxisbeispiel: Drahtlose Klinge‌‌l
    4. 8.4 Praxisbeispiel: 8-Kanal-Analog/Digital-Wandle‌r über MQTT
    5. 8.5 Praxisbeispiel: Briefkastenwächte‌r
  11. Kapitel 9: Smarthome-Plattformen
    1. 9.1 Home Assistan‌t
    2. 9.2 openHA‌B
  12. Kapitel 10: IoT- und Smarthome-Projekte
    1. 10.1 Aquarium-Time‌r
    2. 10.2 Stromwächte‌r
      1. 10.2.1 Stromwächter mit Sonoff Po‌w
      2. 10.2.2 Stromwächter mit Stromsenso‌r
    3. 10.3 Waschmaschinenwächte‌r
    4. 10.4 Gefrierschrankwächte‌r
    5. 10.5 RGB-Streife‌n (Neopixel) steuern
  13. Stücklisten

Product information

  • Title: Heimautomation mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi
  • Author(s): Thomas Brühlmann
  • Release date: February 2021
  • Publisher(s): mitp Verlag
  • ISBN: 9783958456730