OLED-Display zur Anzeige von Werten des Sensors DHT22

OLED-Display mit Treiber-Chip SSD1306

Die monochromen SSD1306-OLED-Displays sind eine relativ günstige und stromsparende Möglichkeit, Mikrocontroller-Projekte mit einer kleinen Anzeige auszustatten. Sie verwenden den Treiberchip SSD1306 und werden per I2C-Schnittstelle gesteuert. Die Versorgungsspannung liegt zwischen 3,3 und 5 Volt, sodass sie mit Arduinos, ESP32, ESP8266 und anderen Mikrocontrollern funktionieren. Verschiedene Bibliotheken bieten neben der Darstellung von Text in mehreren Größen und Schriftarten auch Funktionen zum Zeichnen geometrischer Figuren, Bitmap-Grafiken und kleiner Animationen.

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MH-Z19B: Schaltung mit ESP32

CO2-Sensor MH-Z19B

Der MH-Z19B ist ein CO2-Sensor, mit dem man eine CO2-Ampel selbst realisieren kann. Durch die Corona-Pandemie (COVID-19) sind zur Messung der Luftqualität in Räumen, die von mehreren Personen gleichzeitig benutzt werden, vermehrt CO2-Sensoren im Einsatz (z.B. in Klassenräumen in Schulen). Der CO2-Wert gibt einen Hinweis darauf, wie „verbraucht” die Luft ist – indirekt wird daraus auf das mögliche Ansteckungsrisiko durch in der Raumluft schwebende Aerosole mit COVID19-Erregern geschlossen. Die Sensoren sind oft in Form von CO2-Ampeln im Einsatz und signalisieren, wann es erforderlich ist, den Raum zu lüften. Der Beitrag zeigt, was es beim Einsatz des MH-Z19B zu beachten gilt.

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AM2320 auf dem Breadbord

AM2320 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor

Der AM2320 ist ein Sensor zur Messung der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit. Er kommuniziert mit dem Mikrocontroller über den I2C-Bus. Von den technischen Daten ist er mit dem DHT22 (AM2302) vergleichbar, kostet aber nur etwa die Hälfte. Der Sensor ist – wie der DHT22 – lose oder als Modul erhältlich. Verwendet man den einfachen Sensor, benötigt man noch 2 Pull-Up-Widerstände – auf dem Modul sind diese üblicherweise bereits vorhanden.

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Longan Nano von Sipeed

Sipeed Longan Nano – Entwickler-Board mit RISC-V-Mikrocontroller

Durch einen Artikel im Heise Newsticker bin ich auf den Longan Nano der chinesischen Firma Sipeed gestoßen. Das Board basiert auf einem neu entwickelten 32-bit-RISC-V-Prozessor, dem GD32V (genau: GD32VF103CBT6) von GigaDevice, der am 22.08.2019 offiziell vorgestellt wurde. Es ist mit ca. 46 mm x 20 mm etwas größer als ein Arduino Nano (45 mm x 18 mm) und verfügt über einen Micro-SD-Kartenleser auf der Unter- sowie ein kleines Display (0,96 Zoll, 80 x 160 Pixel) auf der Oberseite. Außerdem wird ein transparentes Kunstoffgehäuse mitgeliefert, dazu zwei Pinleisten zum Anlöten. Die Verbindung mit dem PC erfolgt über einen USB-C-Anschluss.

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PIR Bewegungsmelder

PIR-Bewegungssensor HC-SR501

Der HC-SR501 ist ein sog. PIR-Bewegungssensor – „PIR” steht dabei für pyro-elektrischer (auch: passiver) Infrarot-Sensor (engl.: pyroelectric infrared sensor) und ist der am häufigsten eingesetzte Typ von Bewegungssensoren. Wie der Name sagt, reagiert er auf Infrarotstrahlung – also Wärme – von Objekten, die sich am Sensor vorbei bewegen. Über dem eigentlichen Sensor ist eine Halbkugel aus transparentem Kunststoff angebracht, die in mehrere Facetten, sog. Fresnel-Linsen, unterteilt ist. Das bewirkt, dass ein relativ großer Bereich vor dem Sensor überwacht werden kann – lt. Datenblatt bei dem hier verwendeten Sensor vom Typ HC-SR501 ein kegelförmiger Bereich von maximal 110° bis zu einer Entfernung von 6-7 Metern. Eine genaue Beschreibung der Funktionsweise findet sich bei Wikipedia, Adafruit stellt ein PDF in englischer Sprache bereit, in dem Funktion, Aufbau und Anwendung beschrieben werden.

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Nano mit Shield

Arduino-IDE: Einrichten eines Arduino Nano Klons

ESP32 und Arduino Nano unterscheiden sich in der Hardware erheblich. Insbesondere was die Kommunikationsmöglichkeiten angeht, ist der ESP32 den verschiedenen Arduino-Modellen mit Bluetooth und WiFi weit voraus. Dazu bietet er einen leistungsfähigeren (Zweikern-)Prozessor, größeren Hauptspeicher und mehr GPIO-Pins. Auch preislich ist der ESP32 zumindest gegenüber den Original-Arduinos im Vorteil. Da der Arduino von Anfang an als offene Plattform angelegt war, gibt es aber eine große Auswahl an (legalen) Nachbauten, die ab ca. 4-5 € für einen Uno- oder Nano-Klon preislich interessanter sind als die Originale und sich etwa auf dem Niveau des ESP32-Vorgängers ESP8266 bewegen.

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DS18B20 (Kabel und Sensor) und DHT22

Temperatursensoren DS18B20 und DHT22/DHT11

Die Sensoren DS18B20, DHT22 und DHT11 sind drei Temperatur- (und Luftfeuchtigkeits-)Sensoren, die mit Mikrocontrollern wie Arduino oder ESP32 genutzt werden können. Der DS18B20 kann in der wasserdichten Variante neben der Luft- z.B. auch die Temperatur von Flüssigkeiten bestimmen. Die Sensoren DHT22 und DHT11 messen neben der Temperatur auch die relative Luftfeuchtigkeit. Anhand mehrerer Beispiel-Programmen für den ESP32 (die mit minimalen Änderungen auch mit einem Arduino laufen) wird ausführlich erläutert, was man bei der Programmierung mit der Arduino-IDE und beim Aufbau auf der Steckplatine (Breadboard) beachten sollte.

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