Temperatur mit dem NodeMCU messen

Inspiriert vom Golem.de Temperatur im Büro-Projekt habe ich einen NodeMCU genutzt um die Temperatur zu messen. Auf der Teileliste stehen dabei folgende Bauteile:

  • NodeMCUv3-Board
  • Temperatursensor DS18B20
  • Widerstand (4,7 kOhm)
  • Verbindungskabel (6x)

Diese Teile müssen nun wie folgt auf dem Board angebracht werden:

Die fertige Schaltung

Anschließend kann das NodeMCU-Board mit dem passenden Programmcode bestückt werden:

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

OneWire oneWire(D2);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
DeviceAddress thermometer;

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);

  sensors.begin();
  sensors.getAddress(thermometer, 0); 
  sensors.setResolution(thermometer, 12);
}

void loop() {

  Serial.println("Read temperature...\n");
  sensors.requestTemperatures(); 
  
  float temperature = sensors.getTempC(thermometer); 
  Serial.println(temperature);

  delay(5000);
}

In dem Programm wird zuerst eine One-Wire-Verbindung definiert und in der setup-Methode die Verbindung konfiguriert. Anschließend wird in der loop-Methode alle fünf Sekunden die Temperatur ausgelesen und in die serielle Konsole geschrieben.

NodeMCU als Bauteil in Fritzing hinzufügen

Das NodeMCU-Board ist ein Entwicklungsboard für den ESP8266 in der ESP-12er Variante. Durch seinen günstigen Preis kann es direkt in Projekte eingebaut werden. Wenn man ein solches Projekt in der Elektronik-Software Fritzing dokumentieren möchte, benötigt man das entsprechende Bauteil in Fritzing. Es existieren zwar einige der ESP8266-Varianten, aber das NodeMCU-Board fehlt in der Standardausstattung.

Das NodeMCU Bauteil wurde Fritzing hinzugefügt.

Allerdings ist es kein Problem neue Bauteile zu Fritzing hinzuzufügen. Für das NodeMCU-Board gibt es Vorlagen für die Version 1 und die Version 3 des Boards. Wichtig ist hierbei die fzpz-Datei. Nachdem diese heruntergeladen wurde, kann sie in Fritzing per Drag & Drop installiert werden. Anschließend ist das neue Bauteil installiert und kann genutzt werden. Wenn man Fritzing beendet, wird nachgefragt ob das neue importierte Bauteil dauerhaft behalten werden soll. Hier sollte mit Ja geantwortet werden.

ESP8266 auf einem Developer-Board unter macOS in Betrieb nehmen

Der ESP8266 ist ein Mikrocontroller welcher vor allem aufgrund seines Preises und seiner Fähigkeiten sehr beliebt in der Bastlerszene ist. Während er ursprünglich als WLAN-Shield für den Arduino und Konsorten gedacht war, wird er immer öfter direkt genutzt. Das sollte auch nicht verwundern, schließlich sind viele Leistungswerte des ESP8266 einem gewöhnlichen Arduino überlegen. Mittlerweile gibt es vom ESP8266 14 Varianten die von ESP-1 bis ESP-14 durchnummeriert sind.

Das NodeMCU-Board

Der einfache Einstieg gelingt mit gelingt am besten mit einem ESP8266-Entwicklerboard. Diese verfügen meist über NodeMCU. Das NodeMCU-Modul basiert dabei auf einem ESP-12. Da der ESP8266 3,3 Volt benötigt, USB allerdings 5 Volt liefert, löst das Entwicklerboard viele Probleme, da es bereits einen Spannungsteiler an Bord hat. Für die Anbindung per seriellem Interface wird unter macOS ein Treiber benötigt. Dieser kann unter anderem auf GitHub gefunden werden. Nach der Installation des Treibers muss der Entwicklungsrechner neu gestartet werden.

Nach der Treiberinstallation kann die Schnittstelle angesprochen werden

Nach dem Neustart kann die Arduino IDE geöffnet werden. Da das Board nicht von Haus aus unterstützt wird, muss eine weitere Konfiguration für den Board Manager hinzugefügt werden. Dazu öffnet man die Einstellungen der Arduino IDE und wählt dort den Punkt Zusätzliche Boardverwalter-URLs aus. Dort fügt man nun die URL:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

hinzu. Anschließend können die Einstellungen geschlossen werden und der Board Manager geöffnet werden. Im Board Manager wird nun nach ESP8266 gesucht und die entsprechende Unterstützung installiert.

Die Unterstützung für die ESP8266-Boards wird installiert

Nachdem die Unterstützung für das Board installiert wurde, muss das ganze noch korrekt konfiguriert werden. In diesem Beispiel wurden folgende Einstellungen genutzt:

Board: "NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)"
CPU Frequency: "80 MHz"
Flash Size: "4M (3M SPIFFS)"
Upload Speed: "9600"
Port: "/dev/cu.wchusbserial1410"

Als Beispiel-Programm bietet sich das Webserver-Beispiel an. Nachdem das Beispielprogramm in der Arduino IDE gelandet ist, kompiliert und hochgeladen wurde kann der erste Test des ESP8266 durchgeführt werden. Dazu muss im Browser die IP-Adresse des Gerätes oder alternativ die URL: http://esp8266.local aufgerufen werden.