IoT-Sensor mit ESP8266

Dies ist eine Anleitung zum Bau eines Temperatur-/Druck-Sensors mit dem ESP8266-Microcontroller.

Bauteile

1 Microcontroller NodeMCU, ESP8266

1 Temperatur- & Drucksensor BMP280

1 OLED-Display (128 x 64 Pixel) SSD1306 (white + IIC)

1 Breadboard

1 Batterie-Gehäuse mit MicroUSB-Stecker oder MicroUSB-Ladegerät

12 Verbindungskabel (6 male-male, 6 female-male)

Totale Kosten: 10-15 $

Zusammenbau

Bei der Verkabelung muss darauf geachtet werden, dass gleich markierte Pins miteinander verbunden werden:

• VCC/3V3 --> VCC/3V3
• GND --> GND
• SCL --> SCL
• SDA --> SDA

Zudem gehören folgende Pins zu den jeweiligen Bezeichnungen:

• Pin 2 [D2] = SDA
• Pin 3 [D2] = SCL
• CSB = VCC/3V3
• SD0 = GND

Verbinden mit dem ESP8266 & Laden der Treiber

1. Lade die nötigen Dateien an deinem Computer herunter. Entweder von github oder von diesem Link. Die heruntergeladene Zip-Datei muss nun entpackt/extrahiert werden. Nun sollte ein extrahierter Ordner "Sensor" auf dem Computer vorhanden sein.
2. Verbinde deinen Computer mit dem WLAN des ESP8266. Der WLAN-Name lautet "Sensor_xx", wobei xx der grünen Zahl auf dem ESP8266-Microcontroller entspricht. Das Passwort ist: iotsensxx. Hier ist xx ebenfalls die grüne Nummer auf dem Chip.
3. Öffne die Datei webrepl.html aus dem Ordner WebREPL (WebREPL befindet sich im Ordner Sensor).
4. Falls du dich nicht mit dem WLAN des ESP8266 verbinden kannst, überprüfe die Verkabelung oder betätige den on/off-Schalter am Batteriengehäuse. Beim Einschalten sollte die blaue LED auf dem Microcontroller kurz aufleuchten.
5. Bist du mit dem WLAN des ESP8266 verbunden, klicke im geöffneten Browser (WebREPL.html) auf den Button Connect. Nun wirst du aufgefordert ein Passwort einzugeben. Dieses lautet: iot1.
6. Sende nun die Dateien ssd1306.py und bme280.py an den Microcontroller. Dazu klickst du auf den Button Durchsuchen und wählst zuerst die Datei ssd1306.py aus. Nun auf den Button Send to device klicken. Wiederhole den Vorgang für die Datei bme280.py.
7. Nun kannst du den ESP8266-Chip mit MicroPython programmieren.

Befehle testen

Im Browser kannst du im schwarzen Feld (mit den >>>) Befehle eingeben, die dann vom Microcontroller ausgeführt werden. Klicke ins schwarze Feld und gebe die folgenden Befehle ein. Hast du eine Befehlszeile eingegeben, musst du zum Ausführen des Befehls die Enter-Taste drücken.

Rechnen

• 1+1
• 12**34
• 3/4

Blaue LED ein-/ausschalten

>>> import machine
>>> pin = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)
>>> pin.on()
>>> pin.off()

OLED-Bildschirm testen

>>> import machine
>>> import ssd1306
>>> i2c = machine.I2C(scl = machine.Pin(4), sda = machine.Pin(5))
>>> oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)
>>> oled.fill(0)
>>> oled.text('Hallo', 0, 0)
>>> oled.show()

Sensor testen

>>> import machine
>>> import ssd1306
>>> import bme280
>>> i2c = machine.I2C(scl = machine.Pin(4), sda = machine.Pin(5))
>>> oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)
>>> bme = bme280.BME280(i2c = i2c)
>>> bme.values
>>> oled.fill(0)
>>> oled.text(bme.values[0], 0, 0)
>>> oled.show()

(Eckige Klammern können aus einem Dokument/Google-Suche kopiert (mit CTRL-C) und mit Drücken von CTRL-A gefolgt von CTRL-V im WebREPL eingefügt werden.)

HTTP-Server

1. Öffne auf dem Computer die Datei main.py aus dem Ordner Sensor mit dem Texteditor oder Notepad++ (Rechtsklick auf die Datei --> "Öffnen mit...").
2. Im Texteditor/Notepad++ kannst du nun die main.py-Datei bearbeiten. Beispielsweise kannst du überall Felix mit deinem Namen ersetzen (oder auch den Titel ESP8266 Temperatur-/Drucksensor ändern).
3. Speichere das geänderte main.py ab ("Datei speichern").
4. Wechsle wieder in den Browser zum WebREPL und verbinde dich mit dem Sensor. Klicke dazu auf Connect und gib das Passwort iot1 ein. (Vergewissere dich, dass dein Computer mit dem WLAN des ESP8266 verbunden ist.)
5. Sende die Datei main.py an den ESP8266 (mit dem Button Durchsuchen --> main.py auswählen --> Button Send to device).
6. Die Datei main.py wird beim Neustart des ESP8266 ausgeführt. Zum Neustarten klickst du auf den kleinen Knopf RST auf dem Microcontroller oder betätige den on/off-Schalter am Batteriengehäuse.
7. Der IoT-Sensor ist fertig! Mit dem Smartphone kannst du dich jetzt mit dem WLAN des ESP8266 verbinden und im Browser unter der Adresse 192.168.4.1 die aktuellen Temperatur- und Druckwerte ablesen.