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Making Things Talk (Make)

Book Description

Elektronische Projekten zu bauen, die mit der physischen Welt interagieren können, bereitet großen Spaß. Aber so richtig spannend wird es, wenn die DIY-Projekte auch direkt miteinander kommunizieren können.

Making Things Talk – Die Welt sehen, hören, fühlen zeigt mit 33 leicht nachzubauenden Elektronikprojekten, wie Dinge untereinander, mit der Umwelt und mit Menschen kommunizieren können.

Making Things Talk wurde in den USA in der 1. Auflage zu DEM Standardwerk über Physical Computing.

Table of Contents

  1. Making Things Talk: Die Welt hören, sehen und fühlen
  2. Vorwort
    1. Für wen dieses Buch gedacht ist
    2. Was du wissen musst
    3. Inhalt dieses Buchs
    4. Bauteile kaufen
    5. Nutzung von Codebeispielen
    6. Nutzung der Schaltungsbeispiele
    7. Danksagungen für die Erstauflage
    8. Hinweis zur zweiten Auflage
      1. Software-Referenz
      2. Hardware-Referenz
      3. Danksagungen für die zweite Auflage
  3. 1. Die Werkzeuge
    1. Es beginnt mit den Dingen, die man anfasst
    2. Es geht um Impulse
    3. Computer in allen Formen und Größen
    4. Gute Angewohnheiten
      1. Mehr zuhören als sprechen
      2. Keine Vermutungen
      3. Vereinbare eine Ausdrucksweise
      4. Höflich um Klärung bitten
    5. Werkzeuge
      1. Werkzeuge
      2. Software-Werkzeuge
        1. Processing
        2. Programme für Fernzugriff
    6. Nutzung der Befehlszeile
      1. Dateizugriff steuern
      2. Dateien anlegen, anzeigen und löschen
        1. PHP
          1. Variablen in PHP
        2. Hilfsmittel für serielle Kommunikation
          1. Serielle Kommunikation unter Windows
          2. Serielle Kommunikation unter Mac OS X
          3. Serielle Kommunikation unter Linux
      3. Hardware
        1. Arduino, Wiring und Derivate
          1. Erste Schritte
          2. Einrichtung unter Mac OS X
          3. Einrichtung unter Windows 7
          4. Einrichtung unter Linux
          5. Änderungen ab Version 1.0
          6. Serielle Kommunikation
      4. Bauteile mit den Modulen verbinden
        1. Grundschaltungen
          1. Digitale Eingabe
          2. Analoge Eingabe
          3. Besondere Schaltungen und Module
    7. Benutzung eines Oszilloskops
    8. Es endet mit den Dingen, die man anfasst
  4. 2. Das einfachste Netzwerk
    1. Materialien für Kapitel 2
    2. Einigung in Schichten
    3. Herstellen der Verbindung: Die unteren Schichten
    4. Sag doch was: Die Anwendungsschicht
      1. Projekt 1: Type Brighter
        1. Das Protokoll
    5. Komplexe Umwandlungen
      1. Projekt 2: Monski Pong
    6. Flusssteuerung
      1. Projekt 3: Drahtloses Monski Pong
        1. Bluetooth: Ein Multilayer-Netzwerkprotokoll
        2. Computer und Bluetooth-Modul über Pairing verbinden
        3. Änderungen am Monski Pong-Programm
      2. Projekt 4: Verhandeln mit Bluetooth
        1. Ansteuerung des Bluetooth-Moduls
    7. Fazit
  5. 3. Ein komplexeres Netzwerk
    1. Materialien für Kapitel 3
    2. Netzkarten und Adressen
      1. Netzkarten: So ist alles verbunden
      2. Hardware-Adressen und Netzwerkadressen
        1. Straße, Stadt, Bundesland, Land: Wie IP-Adressen aufgebaut sind
        2. Von Zahlen zu Namen
      3. Paketvermittlung: Wie Nachrichten durch das Netz reisen
    3. Klienten, Server und Nachrichtenprotokolle
      1. So funktioniert das Browsen im Netz
      2. HTTP GET und POST
      3. So funktioniert E-Mail
      4. Projekt 5: Vernetzte Katze
        1. Sensoren in die Katzenmatte einbauen
        2. Die Katze verschickt E-Mails
        3. Die Webseite für die Katzen-Cam bauen
        4. Dateien mit PHP auf einen Server hochladen
        5. Mit Processing ein Bild aufnehmen und hochladen
        6. Alles zusammensetzen
        7. Ein letzter Test
    4. Fazit
  6. 4. Es geht auch ohne Computer! Mikrocontroller im Internet
    1. Materialien für Kapitel 4
    2. Einführung: Netzwerkmodule
      1. Projekt 6: Hallo, Internet!
        1. Herstellen der Verbindung
        2. So funktioniert die Ethernet-Library
    3. Eine Embedded-Netzwerk-Client-Anwendung
      1. Projekt 7: Internet-Luftqualitätsmesser
        1. Ansteuerung des Messgeräts mit dem Mikrocontroller
        2. Schreib ein PHP-Skript, um die Webseite auszulesen
        3. Das PHP-Skript mit dem Mikrocontroller auslesen
        4. TextFinder-Library
    4. Tools zum Programmieren und zur Fehlersuche bei Embedded-Modulen
      1. Die drei häufigsten Fehler
        1. Überprüfe die Stromversorgung
        2. Überprüfe die Verbindungen
        3. Überprüfe die Konfiguration
      2. Diagnosetools und -methoden
        1. Sichtbare Debug-Methoden
        2. Serielle Debug-Methoden
        3. Schreib einen Test-Client
        4. Schreibe einen Testserver
    5. Fazit
  7. 5. Übertragungen in (Fast-)Echtzeit
    1. Materialien für Kapitel 5
    2. Interaktive Systeme und Feedback-Schleifen
    3. Transmission Control Protocol: Sockets & Sessions
      1. Projekt 8: Netzwerk-Pong
        1. Ein Chatserver zum Testen
    4. Die Clients
      1. Client Nr. 1: Ein Joystick-Client
      2. Client Nr. 2: Ein Balance-Board-Client
      3. Der Server
        1. Anatomie eines Spieler-Objekts
        2. Das Pong-Server-Hauptprogramm
    5. Fazit
  8. 6. Drahtlose Kommunikation
    1. Materialien für Kapitel 6
    2. Warum ist nicht alles drahtlos?
    3. Zwei drahtlose Varianten: Infrarot und Funk
      1. Sender, Empfänger und Transceiver
      2. So funktioniert Infrarot
      3. Projekt 9: Infrarotsteuerung einer Digitalkamera
    4. So funktioniert Funk
      1. Funkübertragung: digital und analog
      2. Funkstörungen
      3. Multiplexing und Protokolle
      4. Funksender, -empfänger und -transceiver
      5. Projekt 10: Doppelübertragung per Funk
        1. Schritt 1: Serielle Konfiguration des XBee-Moduls
        2. Schritt 2: Programmierung des Mikrocontrollers für den Einsatz des XBee-Moduls
        3. Schritt 3: Drahtlose Zwei-Wege-Kommunikation zwischen Mikrocontrollern
      6. Projekt 11: Bluetooth-Transceiver
        1. Schritt 1: Die Schaltungen
        2. Schritt 2: Mach dich mit den Befehlen vertraut
        3. Schritt 3: Verbindung zweier Bluetooth-Funkmodule
        4. Schritt 4: Verbindung zweier Mikrocontroller über Bluetooth
    5. Funkmodule kaufen
    6. Was ist mit WLAN
      1. Projekt 12: Hallo WLAN!
        1. Herstellen der Verbindung
        2. WLAN-Diagnose
    7. Fazit
  9. 7. Sessionlose Netzwerke
    1. Materialien für Kapitel 7
    2. Sessions oder Nachrichten
      1. Sessions oder Nachrichten
    3. Wer ist da draußen? Broadcast-Nachrichten
      1. Mit UDP nach anderen Geräten suchen
      2. Mit 802.15.4-Broadcast-Nachrichten nach anderen XBee-Modulen suchen
      3. Projekt 13: Giftwarnung in der Werkstatt
        1. Funk-Einstellungen.
        2. Die Schaltungen
          1. Die Sensorschaltung
          2. Die Affenschaltung
          3. Die Arduino-Schaltung
        3. Auslesen des XBee-Protokolls
      4. Was im Subnetz passiert, bleibt im Subnetz
    4. Adressierte Nachrichten
      1. Adressierte UDP-Datagramme senden
      2. Projekt 14: Solarzellen-Daten drahtlos weiterleiten
        1. Funk-Einstellungen.
        2. Die Schaltungen
        3. Zeichnen der Ergebnisse
    5. Fazit
  10. 8. Wie man (fast) alles orten kann
    1. Materialien für Kapitel 8
    2. Ortung im Netzwerk und im physischen Raum
      1. Schritt 1: Frag jemanden
      2. Schritt 2: Kenn deine Umgebung
      3. Schritt 3: Erfassen und Verfeinern
    3. Entfernung bestimmen
      1. Passive Entfernungsmessung
      2. Projekt 15: Beispiele zur Infrarot-Entfernungsmessung
      3. Projekt 16: Beispiele zur Ultraschall-Entfernungsmessung
        1. Aktive Entfernungsmessung
      4. Projekt 17: Auslesen der Signalstärke mit XBee-Funkmodulen
      5. Projekt 18: Auslesen der Signalstärke mit Bluetooth-Funkmodulen
        1. Der Mehrweg-Effekt
    4. Positionsbestimmung durch Trilateration
      1. Projekt 19: Auslesen des GPS-Protokolls
    5. Bestimmung der Himmelsrichtung
      1. Projekt 20: Richtungsbestimmung mit einem Digitalkompass
      2. Projekt 21: Lagebestimmung mit einem Beschleunigungsmesser
        1. Bestimmung von Pitch und Roll mit einem Beschleunigungsmesser
    6. Fazit
  11. 9. Identifizierung
    1. Materialien für Kapitel 9
    2. Physische Identifizierung
      1. Video-Identifizierung
        1. Farberkennung
      2. Projekt 22: Farberkennung mit einer Webcam
        1. Beleuchtung bei der Farbverfolgung
        2. Form- und Mustererkennung
        3. Gesichtserkennung
      3. Projekt 23: Gesichtserkennung mit einer Webcam
        1. Barcode-Erkennung
      4. Projekt 24: Erkennung von 2-D-Barcodes mit einer Webcam
        1. Radio Frequency Identification (RFID)
      5. Projekt 25: Auslesen von RFID-Tags mit Processing
      6. Projekt 26: RFID trifft auf Heim-Automation
        1. Die Schaltung
        2. Konstruktion
      7. Projekt 27: Tweets mit RFID
        1. Die Schaltung
        2. SonMicro-Kommunikationsprotokoll
        3. Schreiben auf Mifare-Tags
        4. Lesen von Mifare-Tags
        5. Ergänzungen der Schaltung
        6. Programmspeicher einsparen
        7. Fehlersuche
        8. Konstruktion
    3. Netzwerk-Identifizierung
      1. HTTP-Umgebungsvariablen
      2. Projekt 28: IP-Geokodierung
        1. Mail-Umgebungsvariablen
    4. Fazit
  12. 10. Mobilfunknetze und die physische Welt
    1. Materialien für Kapitel 10
    2. Ein großes Netz
      1. Ein Computer in der Hosentasche
      2. Fang damit an, was passiert
        1. Browser-Interfaces
        2. Interfaces von nativen Anwendungen
        3. SMS- und E-Mail-Interfaces
        4. Sprach-Interfaces
        5. Das Handy als Gateway
      3. Projekt 29: Katzen-Cam 2
        1. Die Schaltung
        2. Der Code
        3. SD-Karten beschreiben
        4. Der richtige Umgang mit SD-Karten
        5. Mach deinen Server öffentlich
        6. Dynamic DNS
        7. Netzwerk-Kameras
      4. Projekt 30: Thermostat am Apparat
        1. Was ist hier Standard?
        2. Eine kurze Einführung in XML
        3. TwiML
        4. Die richtige Inhaltslänge
        5. HTML5 und andere Ansätze für das mobile Web
        6. PhoneGap
    3. Textnachrichten-Interfaces
    4. Native Anwendungen für Mobiltelefone
      1. Processing for Android
      2. Processing for Android einrichten
        1. Wo läuft die App?
        2. Unterschiede, auf die man achten sollte
      3. Projekt 31: Persönlicher mobiler Datenlogger
        1. Die Schaltung
        2. Konstruktion
        3. Der Code
          1. Bluetooth Serial Library
        4. Was ist mit USB?
    5. Fazit
  13. 11. Protokolle unter der Lupe
    1. Materialien für Kapitel 11
    2. Herstellen der Verbindung
      1. Was ist in der physischen Schicht möglich?
      2. Die Auswahl eines seriellen Protokolls
      3. Plane den Systemaufbau und Informationsfluss zu Beginn
    3. Text oder Binär?
      1. Sind nicht alle Daten Binärdaten?
      2. Interpretieren eines Binärprotokolls
        1. Lesen und Schreiben von Bits
        2. Bit Shifting (Bitweise Verschiebung)
        3. Bit Masking (Bitweise Maskierung)
        4. Hex: Wozu ist es gut?
    4. MIDI
      1. Projekt 32: Spaß mit MIDI
        1. DMX512
        2. Die Struktur und Syntax textbasierter Protokolle
          1. Einfache Datenformate
          2. Strukturierte Datenformate
        3. Auszeichnungs- und Programmiersprachen
    5. Representational State Transfer
      1. Ein traditioneller Webservice
      2. Ein webbasiertes Gerät
      3. Projekt 33: Spaß mit REST
    6. Fazit
  14. A. Wie du an das Elektronik-Zeugs kommst
    1. Bezugsliste in Deutschland
    2. Supplies
  15. Stichwortverzeichnis
  16. About the Author
  17. Copyright