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ESP-8266-12 und ESP-8266-01-Modul
ESP-8266-12 und ESP-8266-01-Modul (Bild: Alexander Merz/Golem.de)

Mitmachprojekt: Temperatur messen und versenden mit dem ESP8266

ESP-8266-12 und ESP-8266-01-Modul
ESP-8266-12 und ESP-8266-01-Modul (Bild: Alexander Merz/Golem.de)

Ein preiswertes WLAN-Modul kann die Bürotemperatur messen und ins Internet übertragen - mit ein wenig Code, günstigen Bauelementen und optional einem Arduino. Wir zeigen, wie es funktioniert.
Von Alexander Merz

Das WLAN-Modul ESP8266 ist seit seinem Erscheinen Ende 2014 ein Favorit der Bastler. Es ist nicht nur äußerst günstig und einfach anzuwenden, der integrierte Microcontroller lässt sich auch mit einfachen Mitteln direkt programmieren. In unserer Anleitung zeigen wir, wie sich mit einem Sensor die Temperatur messen und der Wert an einen Internetserver übermitteln lässt. Mit dem fertigen Aufbau können Leser an unserem großen Projekt zur Messung der Bürotemperatur teilnehmen.

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Internet-of-Things zum Sparpreis

Zuerst fielen die verschiedenen Varianten des ESP8266 nur durch ihren günstigen Preis auf: Wer direkt in China bestellte, bekam Anfang 2015 fünf Stück zum Preis von umgerechnet rund 10 Euro - inklusive Versand. Aber selbst heute bieten ihn Händler in Deutschland für nur 5 Euro an. Ursprünglich sah der Hersteller Espressif die Nutzung des ESP8266 als Zusatzbaustein vor, wofür er per serielle Verbindung mit einem Mikrocontroller verbunden wird. Über entsprechende AT-Befehle können Verbindungen mit einem WLAN-Netzwerk (nach 802.11b/g/n) aufgenommen und Daten übertragen werden.

Doch findige Bastler fanden schnell heraus, dass der ESP8266 einen vergleichsweise leistungsfähigen Mikrocontroller besitzt und ohne teures Equipment geflasht werden kann - der Einsatz ist also auch ohne weitere Hardware möglich. Es folgte eine Lua-Implementierung für das Modul; mittlerweile gibt es eine vollständige Unterstützung durch die Arduino-IDE. Interessanterweise ist Expressif einer der ersten chinesischen Hardware-Hersteller, der diese Aufmerksamkeit aus der Bastler-Community als positiv begreift. Er setzte sogar 1000 US-Dollar Belohnung für jeden gefundenen Firmware-Bug aus.

Doch es gibt auch Probleme: So ist der ESP8266 berüchtigt für seinen Strombedarf. Schon im regulären Betrieb kann er allein bis zu 100 Milliampere benötigen, bei schlechtem WLAN-Empfang sind es mehr als 250 mA. Außerdem neigt Espressif dazu, auch in kleineren SDK-Updates inkompatible API-Änderungen durchzuführen. Und die Dokumentation galt gerade anfangs als schlecht und unvollständig. Anfangs gab es zudem Zweifel, ob das Modul eine echte FCC-Zertifizierung hatte und überhaupt mehr als ein paar Monate verfügbar sein würde. Daher zögerten viele Unternehmen, den ESP8266 ernst zu nehmen, so dass er auch heute noch eher der Liebling der Bastler ist.

  • ESP-01 als Temperaturmessstation (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • ESP-01 mit Arduino als Temperaturmessstation (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • ESP-01 und ESP-12 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Basisschaltung für den Temperatursensor und die Stromversorgung  (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Für den Standalone-Betrieb eines ESP-01 ist neben der zusätzlichen Stromversorgung auch ein USB-zu-Seriell-Adapter nötig. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Fritzing-Zeichnung für den Betrieb des ESP-01 mit einem Arduino (Abb.: Alexander Merz/Fritzing)
  • Fritzing-Zeichnung für den Standalone-Betrieb des ESP-01 (Abb.: Alexander Merz/Fritzing)
ESP-01 als Temperaturmessstation (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Die Qual der Wahl

Die ESP8266-Module gibt es mittlerweile in 16 Varianten, am populärsten sind ESP-01 und ESP-12. Die verbaute Technik ist praktisch gleich, die Unterschiede liegen in den Abmaßen und den Anschlussmöglichkeiten. Das ESP-01 ist das kleinste Modul mit 8 vormontierten Pins im 2,54mm-Raster, 2 der Pins sind als GPIO selbst verwendbar. Das ESP-12 besitzt 16 Pins im für Bastler unvorteilhaften 1-mm-Raster, allerdings können 8 Pins als GPIO und 1 Pin als ADC verwendet werden. Für unser Projekt reicht der ESP-01 aus.

Alternativ gibt es seit Ende 2015 von verschiedenen Herstellen auch fertige Boards im bastlerfreundlichen Layout mit fest verlötetem ESP12-Modul. Zusätzliche Elektronik auf dem Board selbst sorgt für die korrekte Stromversorgung und stellt einen USB-Anschluss zum Programmieren bereit. Allerdings kosten diese Boards oft zehnmal so viel wie ein einzelnes ESP-12-Modul.

Schließlich muss entschieden werden, ob das ESP8266 lediglich als simples WLAN-Terminal in Kombination mit einem Arduino/Genuino eingesetzt werden soll oder die Arbeit komplett allein erledigt. Wir stellen beide Varianten vor. Die Kombination mit dem Arduino empfiehlt sich eher für Einsteiger.

Die benötigten Bauteile 

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MichaelDworkin 11. Jun 2016

Danke für Ihre Artikel. Ich habe nach Ihre Anleitung Arduino installiert und ESP8266...

ChriDDel 25. Mai 2016

warum der TPS63050? Bei meinen Recherchen bin ich auf den HT7333 gestoßen. Günstig und...

am (golem.de) 05. Mai 2016

Man benötigt das ESP-Paket für die Arduino-IDE wie im Artikel auf Seite 3 beschrieben...

H4ndy 01. Mai 2016

Ich hab nen Digistump Oak genommen, der ist etwas teuerer, bringt aber Particle.io mit...

Mett 28. Apr 2016

Doch doch, er zeigt irgendwann, was die komplette Kiste im deep sleep zieht: 127 µA.



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