📘 Kapitelverzeichnis AIoT Werkstatt Band-1 von 5
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📘 Vorwort – AIoT-Werkstatt, Band 1
Die Entwicklung moderner IoT- und AIoT-Systeme beginnt heute häufig mit fertigen Modulen, Beispielcode und Cloud-Diensten. Das ermöglicht schnelle Ergebnisse – verdeckt jedoch oft, was darunter tatsächlich geschieht.
Gerade dadurch entstehen später Probleme: instabile Hardware, schwer erklärbare Fehler, ineffiziente Designs oder Produkte, die den Schritt vom funktionierenden Demonstrator in einen zuverlässigen Dauerbetrieb nicht schaffen.
Dieses Buch verfolgt deshalb bewusst einen anderen Ansatz.
Band 1 der AIoT-Werkstatt beginnt vor der eigentlichen Produktentwicklung.
Wir starten bei grundlegenden elektrischen Zusammenhängen, beim Breadboard als Lernwerkzeug, bei Stromversorgung und Schaltplänen – und entwickeln daraus Schritt für Schritt ein systemisches Verständnis von Hardware.
Das Breadboard dient dabei ausschließlich als didaktisches Werkzeug.
Ab einem definierten Punkt verlassen wir es konsequent und wechseln auf eine eigene Experimentier-Platine, die analysiert, bestückt, verlötet, in Betrieb genommen und softwareseitig professionell integriert wird.
Dieser Übergang ist kein Stilbruch, sondern Teil des Konzepts:
vom Aufbau einzelner Schaltungen hin zur strukturierten, serienfähigen Hardware- und Software-Entwicklung.
Band 1 endet nicht beim Experiment, sondern bei einem vollständig vernetzten, energieoptimierten und OTA-fähigen IoT-Knoten mit klarer Architektur, Zustandsmodell und Fernwartbarkeit.
Dieses Buch richtet sich gleichzeitig an zwei Zielgruppen:
• Einsteiger, die verstehen möchten, wie moderne Embedded- und IoT-Systeme wirklich funktionieren
• Professionelle Entwickler, Startups und technische Teams, die ihre Grundlagen festigen, Entscheidungen fundierter treffen und typische Fehler frühzeitig vermeiden wollen
Beide Gruppen profitieren vom gleichen Ansatz:
Zusammenhänge verstehen, nicht nur Rezepte ausführen.
Alle Projekte in diesem Band sind praxisnah aufgebaut. Sie zeigen bewusst Grenzen, typische Fehlerbilder und die Unterschiede zwischen Lernaufbau, Experimentier-Platine, Prototyp und produktreifer Lösung. Ergänzende Engineering Notes ordnen jedes Thema aus professioneller Sicht ein und schlagen die Brücke zur späteren Produktentwicklung.
Band 1 ist weder ein Schnellstart-Guide noch ein reines Nachschlagewerk.
Er bildet das technische Fundament der gesamten AIoT-Werkstatt-Reihe.
Wer diesen Band durcharbeitet, kann Schaltungen lesen und bewerten, Hardware-Designs einordnen, Leiterplattenlayouts verstehen, Embedded-Software strukturiert in Betrieb nehmen, IoT-Geräte zuverlässig vernetzen, per MQTT steuern und OTA aktualisieren – und ist damit optimal vorbereitet auf die weiterführenden Themen der folgenden Bände.
🎯 Ziel und Einordnung – Band 1
Band 1 legt das technische Fundament für alle weiteren AIoT-Themen.
Nach Abschluss dieses Bandes soll der Leser:
• grundlegende Schaltungen verstehen und bewerten können
• Schaltpläne analysieren und logisch erklären
• Hardware als zusammenhängendes System begreifen
• Layout-Grundprinzipien realer Leiterplatten nachvollziehen
• eine eigene Experimentier-Platine systematisch in Betrieb nehmen
• Embedded-Software strukturiert entwickeln und debuggen
• MQTT-basierte Kommunikation aufsetzen
• Geräte remote aktualisieren (OTA)
• energieoptimierte Deep-Sleep-Zyklen implementieren
• Unterschiede zwischen Experimentier-Platine, Prototyp und Produkt sicher einordnen
Band 1 vermittelt damit nicht nur wie etwas funktioniert, sondern warum es so gemacht wird – und welche Architekturentscheidungen langfristig tragfähig sind.
🧭 Einordnung innerhalb der AIoT-Werkstatt-Reihe
Die AIoT-Werkstatt ist als fünfteilige, aufeinander aufbauende Reihe konzipiert:
• Band 1: Hardware- und IoT-Grundlagen
• Band 2: Energie, Sicherheit, Skalierung und Feldbetrieb
• Band 3: Edge-AI, Sensorfusion, Audio und Vision
• Band 4: Sprach- und Gesichtserkennung, multimodale AIoT-Systeme
• Band 5: Robotik, autonome Systeme und AIoT-Integration
Band 1 ist bewusst hardware-zentriert.
Themen wie künstliche Intelligenz, Sprachverarbeitung, Bildanalyse oder autonome Systeme werden hier noch nicht vertieft behandelt. Stattdessen schaffen wir die Voraussetzung, damit diese Technologien später stabil, effizient und verantwortungsvoll eingesetzt werden können.
Ein AIoT-System ist nur so gut wie sein Fundament.
Dieses Fundament entsteht nicht in der Cloud und nicht im Modelltraining – sondern in sauberem Hardware-Design, klarer Architektur, strukturierter Embedded-Software und robuster Systemintegration.
👥 Für wen ist Band 1 geeignet?
• Einsteiger, die Embedded- und IoT-Systeme wirklich verstehen wollen
• Maker, die vom Basteln zur systematischen Entwicklung übergehen möchten
• Studierende und Lehrveranstaltungen, die Praxis und Theorie verbinden wollen
• Startups und Entwicklungsteams, die robuste Grundlagen für eigene Produkte benötigen
Band 1 ist so aufgebaut, dass Einsteiger strukturiert begleitet werden, während Profis gezielt Architektur- und Engineering-Abschnitte nutzen können.
Friedrich Riedhammer, DJ2RF
Inhalt Band-1
Inhaltsverzeichnis
Vorwort – AIoT-Werkstatt, Band 1 …………………………………………….. 17
Ziel und Einordnung – Band 1 …………………………………………………….. 18
Einordnung innerhalb der AIoT-Werkstatt-Reihe ………………………… 19
Für wen ist Band 1 geeignet? ………………………………………………………. 20
Was ist AIoT? …………………………………………………………………………… 21
Unterschied zwischen IoT und AIoT ……………………………………………. 21
Typische AIoT-Beispiele …………………………………………………………….. 21
Warum AIoT ein Systemthema ist ………………………………………………. 22
Arbeitsmittel und Werkzeuge für die AIoT-Werkstatt …………………. 23
Grundprinzip: Weniger Werkzeuge, richtig eingesetzt ………………….. 23
Pflichtausstattung (ab Projekt 0 notwendig) …………………………… 24
1. Digitales Multimeter (Pflicht) ………………………………………………. 24
2. Labornetzteil oder geregelte Spannungsquelle ……………………… 25
3. Breadboard & Steckdrähte …………………………………………………… 25
Empfohlene Ausstattung (ab Mitte Band 1 sinnvoll) ……………….. 26
4. Oszilloskop (empfohlen, nicht zwingend) ……………………………… 26
5. Logik-Analyse (optional) ……………………………………………………… 26
Software-Werkzeuge (kostenlos & plattformunabhängig) ……….. 27
Was wir bewusst NICHT voraussetzen …………………………………… 27
Einordnung für Startups und Profis …………………………………………. 27
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 28
Checkliste – Arbeitsmittel…………………………………………………………… 28
Vorausgesetzte mechanische Werkzeuge ………………………………….. 28
Hinweis zur Experimentier-Platine, Bestückung und Löttechnik … 30
Hinweis zum weiteren Arbeiten mit Breadboard ………………………….. 30
5
Projekt 0 – Das Breadboard verstehen ………………………………………. 34
0.1 Aufbau eines Breadboards …………………………………………………….. 34
Der mittlere Steckbereich ……………………………………………………….. 35
Die Stromschienen (Power Rails) …………………………………………….. 35
0.2 Was auf dem Breadboard wirklich verbunden ist ……………………. 36
0.3 Typische Breadboard-Fehler …………………………………………………. 37
Fehler 1 – Unterbrochene Power Rails …………………………………….. 37
Fehler 2 – Bauteile in derselben 5er-Reihe ………………………………. 37
Fehler 3 – Kein gemeinsamer Massepunkt ………………………………. 37
0.4 Elektrische Grenzen des Breadboards ……………………………………. 38
Engineering Notes (Profi- & Startup-Sicht) ………………………………….. 38
0.5 Warum wir trotzdem mit dem Breadboard starten …………………. 38
0.6 Ausblick ………………………………………………………………………………. 39
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 39
Benötigtes Material für Projekt 1 ……………………………………………….. 40
Elektronische Bauteile ………………………………………………………….. 40
Mess- und Prüfmittel ……………………………………………………………. 40
Noch nicht erforderlich …………………………………………………………. 41
Projekt 1 – Stromversorgung auf dem Breadboard ……………………… 42
Ziel & Einordnung ……………………………………………………………………… 44
Schritt 1 – Massekonzept festlegen (zuerst!) …………………………….. 44
Schritt 2 – 3,3-V-Quelle anschließen ……………………………………….. 44
Schritt 3 – Leerlaufspannung messen ………………………………………. 44
Schritt 4 – Messung unter Last ……………………………………………….. 45
Schritt 5 – Typische Fehlerbilder & Debugging …………………………. 46
Engineering Notes (Profi-/Startup-Sicht) ……………………………………. 46
6
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 47
Projekt 2 – LED, Widerstand und Messen …………………………………. 48
2.1 Grundlagen – LED und Vorwiderstand ………………………………….. 48
Polarität der LED ……………………………………………………………………. 49
2.2 Aufbau der LED-Schaltung ……………………………………………………. 49
Schritt-für-Schritt …………………………………………………………………… 49
2.3 Spannungsmessung an der Schaltung ……………………………………. 50
2.4 Strommessung (bewusst & vorsichtig) …………………………………… 50
2.5 Typische Fehlerbilder & Debugging ……………………………………….. 52
Engineering Notes – Profi- & Startup-Sicht …………………………………. 52
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 53
Projekt 3 – Vom Breadboard zum Schaltplan …………………………….. 54
3.1 Warum wir Schaltpläne brauchen ………………………………………….. 54
3.2 Die LED-Schaltung als Ausgangspunkt ………………………………….. 55
3.3 Grundlegende Schaltplansymbole ………………………………………….. 56
3.4 Netze statt Drähte ………………………………………………………………… 56
3.5 Aufbau des Schaltplans (Schritt für Schritt) ……………………………. 57
3.6 Typische Anfängerfehler im Schaltplan ………………………………….. 57
Engineering Notes – Profi- & Startup-Sicht …………………………………. 58
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 58
Vorschau auf unser Projekt: ……………………………………………………….. 59
Projekt 4 – Schaltpläne lesen und verstehen ………………………………. 60
4.1 Die richtige Lesereihenfolge…………………………………………………… 61
4.2 Versorgung und Masse als Fundament …………………………………… 62
4.3 Bauteilgruppen erkennen ……………………………………………………… 62
4.4 Netze, Labels und Wiederholungen ……………………………………….. 62
7
4.5 Typische Lesefehler ………………………………………………………………. 63
Engineering Notes – Profi- & Startup-Sicht …………………………………. 63
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 64
Beispielanalyse – Spannungsversorgung des AIoT-Development
Boards ………………………………………………………………………………………….. 65
1. Lesestrategie (Wiederholung aus Projekt 4) ……………………………… 65
2. Massekonzept – GND_LOGIC ………………………………………………… 66
3. Externe Versorgung & Eingangsschutz (links oben) ………………….. 66
4. Erste Spannungsregelung – 5 V-Schiene ………………………………….. 67
5. Status-LEDs (rechts unten) …………………………………………………….. 68
Verbindung zu Projekt 2: …………………………………………………… 68
6. 3,3-V-Regelung für die Logik (rechts oben) ……………………………… 68
7. Testpunkte (TP1, TP2, TP3) …………………………………………………….. 69
8. Gesamtsystem – Zusammenfassung ………………………………………… 69
Blockdiagramm – Spannungsversorgung des AIoT-Development
Boards …………………………………………………………………………………………… 71
Übersicht: Das komplette System …………………………………………… 71
Block-für-Block-Erklärung …………………………………………………….. 71
Massekonzept (wichtig!) ……………………………………………………….. 74
Warum Blockdiagramme so mächtig sind ………………………………. 75
Überleitung zu Projekt 5 ……………………………………………………….. 75
Projekt 5 – Funktionsgruppen und Designentscheidungen …………. 76
5.1 Ziel der AIoT-Experimentier-Platine ………………………………………. 77
5.2 Systemdenken: Funktionsgruppen ………………………………………… 77
5.3 Warum in Projekt 5 bewusst kein Breadboard verwendet wird … 78
5.4 Funktionsgruppe: Versorgungseingang ………………………………….. 79
8
5.5 Funktionsgruppe: Schutz- und Eingangsstufe …………………………80
5.6 Funktionsgruppe: Power-Management und Akkuoption ………….80
5.7 Funktionsgruppe: 5-V-Systemschiene ……………………………………. 81
5.8 Funktionsgruppe: 3,3-V-Logikversorgung ……………………………… 81
5.9 Funktionsgruppe: Status- und Debug-Funktionen ………………….. 81
5.10 Bewusste Designentscheidungen und Kompromisse ……………… 82
Engineering Notes – professionelle Perspektive …………………………… 83
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 83
5.11 Der vollständige Schaltplan im Kontext des Systems ……………… 84
5.12 Lesestrategie für den vollständigen Schaltplan ……………………… 84
5.13 Versorgung und Masse im Schaltplan …………………………………… 85
5.14 MCU-Subsystem im Schaltplan ……………………………………………. 85
5.15 Reset-, Boot- und Enable-Logik ……………………………………………. 86
5.16 USB-C-Anschluss und USB-Schutz ………………………………………. 86
5.17 Debug- und Erweiterungsschnittstellen ………………………………… 87
5.18 Abgleich mit dem Blockschaltbild ………………………………………… 87
5.20 Einordnung für die nächsten Projekte ………………………………….. 89
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 90
Checkliste – Kapitel 5 (vollständig)……………………………………………… 90
Projekt 6 – Subsysteme im Detail ……………………………………………… 91
6.1 Versorgung und Spannungsdomänen …………………………………….. 91
6.2 Schutz- und Eingangsstufe ……………………………………………………. 92
6.3 Power-Management und Akku ………………………………………………. 92
6.4 MCU-Subsystem …………………………………………………………………… 93
6.5 USB-Subsystem ……………………………………………………………………. 93
6.6 Debug-Subsystem ………………………………………………………………… 94
6.7 Erweiterungs- und I/O-Subsystem ………………………………………… 94
9
Engineering Notes – professionelle Perspektive …………………………… 95
Zusammenfassung ……………………………………………………………………… 95
Projekt 7 – Layout-Grundlagen für die AIoT-Experimentier-Platine
…………………………………………………………………………………………………….. 96
7.1 Schaltplan vs. Layout …………………………………………………………….. 97
7.2 Physikalische Realität auf Leiterplatten………………………………….. 98
7.3 Platzierung nach Funktionsgruppen ………………………………………. 98
7.4 Masseführung (GND) ……………………………………………………………. 98
7.5 Versorgungsführung ……………………………………………………………… 99
7.6 Entkopplung und Abblockung ……………………………………………….. 99
7.7 Signalleitungen und Schnittstellen ……………………………………….. 100
7.8 Trennung sensibler Bereiche ……………………………………………….. 100
7.9 Design for Debug ………………………………………………………………….101
7.10 Einordnung der AIoT-Experimentier-Platine ……………………….101
Engineering Notes – professionelle Perspektive …………………………..101
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 102
Projekt 7 – Layout-Grundlagen für die AIoT-Experimentier-Platine
…………………………………………………………………………………………………… 103
7.11 Das Layout als reales Beispiel ……………………………………………… 103
7.12 Funktionszonierung im Layout …………………………………………… 104
7.13 Platzierung: Stärken und bewusste Entscheidungen Positiv
hervorzuheben …………………………………………………………………………. 104
7.14 Routing im MCU-Bereich …………………………………………………… 105
7.15 Versorgung und Masseführung im Layout Versorgung…………. 105
7.16 Entkopplung und Bauteilnähe ……………………………………………. 106
7.17 Debug- und Entwicklerfreundlichkeit …………………………………. 106
7.18 Fertigungs- und Handhabungsaspekte ……………………………….. 107
10
7.19 Einordnung und Ausblick ………………………………………………….. 107
Zusammenfassung – Layout als Lernobjekt ……………………………….. 108
Von der Experimentier-Platine zur Serienfertigung (Kurzüberblick)
…………………………………………………………………………………………………… 108
Typische Maßnahmen für eine Serienversion …………………………….. 109
Projekt 8 – SMD-Bestückung und Inbetriebnahme der AIoT
Experimentier-Platine …………………………………………………………………… 111
8.1 Warum SMD bewusst gewählt wurde ……………………………………. 112
8.2 Vorbereitung der Arbeitsumgebung ……………………………………… 112
8.3 Werkzeuge und Materialien (SMD-fokussiert) ………………………. 113
8.4 Auftragen der Lötpaste ………………………………………………………… 113
8.5 Bestücken der SMD-Bauteile ………………………………………………… 114
8.6 Reflow-Löten ………………………………………………………………………. 115
8.7 Visuelle Kontrolle nach dem Reflow ……………………………………… 115
8.8 Elektrische Vorprüfung ……………………………………………………….. 116
8.9 Erstes Einschalten ……………………………………………………………….. 116
8.10 Typische SMD-Fehler und ihre Ursachen ……………………………. 117
8.11 Einordnung für Anfänger und Profis ……………………………………. 117
Zusammenfassung …………………………………………………………………….. 118
Projekt 9 – Erstes Firmware-Flashen und Bring-up mit ESP-IDF . 118
9.1 Benötigte Werkzeuge ……………………………………………………………. 119
9.2 Installation der Entwicklungsumgebung ………………………………. 120
9.3 Erstes ESP-IDF-Projekt anlegen …………………………………………… 121
9.4 USB-CDC als Ausgabeschnittstelle ……………………………………….. 121
9.5 Minimaler Bring-up-Code …………………………………………………… 122
9.6 Projekt bauen und flashen …………………………………………………… 122
9.7 USB Port finden ………………………………………………………………….. 123
11
9.8 Ausgabe anzeigen ……………………………………………………………….. 123
9.9 Erfolgskriterien ………………………………………………………………….. 123
9.10 Typische Fehler ………………………………………………………………… 124
9.11 Fallback: Flashen über UART0 (wenn USB nicht verfügbar ist)
……………………………………………………………………………………………….. 124
Zusammenfassung – USB vs. UART-Flash…………………………………. 127
Projekt 10 – Entwicklungsumgebung strukturieren und erstes
eigenes Projekt erstellen ………………………………………………………………. 128
10.1 Neues ESP-IDF-Projekt erstellen ……………………………………….. 129
10.2 Projektstruktur verstehen ………………………………………………….. 129
10.3 USB-CDC als Standard-Konsole verwenden ……………………….. 130
10.4 Projekt kompilieren …………………………………………………………… 130
10.5 Firmware flashen ………………………………………………………………. 130
10.6 Serielle Ausgabe beobachten ………………………………………………. 131
10.7 Warum dieses Projekt wichtig ist ………………………………………… 131
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 132
Checkliste – Projekt 10 ……………………………………………………………… 132
Projekt 11 – Erste Hardware-Interaktion: GPIOs testen mit Oszi oder
Multimeter ………………………………………………………………………………….. 133
11.1 Warum keine Status-LED (Engineering-Entscheidung)………… 135
11.2 Auswahl eines „GPIO-Testpins“ ………………………………………….. 135
11.3 Messmethode: So beweisen wir, dass der GPIO wirklich schaltet
……………………………………………………………………………………………….. 135
11.4 Firmware: GPIO toggeln + Log über USB-CDC ……………………. 136
11.5 Ablauf ……………………………………………………………………………….. 136
11.6 Typische Fehlerbilder ………………………………………………………… 137
11.7 Einordnung ……………………………………………………………………….. 137
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 137
12
Projekt 12 – Digitale Eingänge testen (ohne Taster) ………………….. 140
12.1 Test-GPIO …………………………………………………………………………. 140
12.2 Verdrahtung ………………………………………………………………………. 141
12.3 Funktionsprinzip ………………………………………………………………. 142
12.4 Source Code (ESP-IDF) ……………………………………………………… 142
12.5 Ablauf ………………………………………………………………………………. 143
12.6 Typische Fehler …………………………………………………………………. 144
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 144
Projekt 13 – I²C-Bus: Geräte erkennen und Bus scannen ………….. 144
13.1 Grundlagen des I²C-Busses ………………………………………………… 145
13.2 Verwendete Pins (Beispiel) ………………………………………………… 146
13.3 Firmware: I²C initialisieren und Bus scannen……………………… 147
13.4 Ablauf ………………………………………………………………………………. 148
13.5 Typische Fehler …………………………………………………………………. 149
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 149
Projekt 14 – Erster I²C-Sensor: GY-521 (MPU-6050) auslesen ….. 149
14.1 Hardware: Anschluss des GY-521 ……………………………………….. 150
14.2 Registerüberblick (minimal nötig) ………………………………………. 151
14.3 Source Code (ESP-IDF) ………………………………………………………. 151
14.4 Erwartetes Verhalten …………………………………………………………. 154
14.5 Typische Fehler (und schnelle Diagnose) ……………………………. 155
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 155
Projekt 15 – ADC / Analogmessung ………………………………………….. 157
15.1 Ziel und Einordnung …………………………………………………………… 157
15.2 Lernziele ……………………………………………………………………………. 157
15.3 Messaufbau ………………………………………………………………………. 158
13
15.4 Messstrategie ……………………………………………………………………. 158
15.5 Source Code – Projekt 15 ……………………………………………………. 159
15.6 Erwartete Ergebnisse…………………………………………………………. 162
15.7 Typische Fehlerbilder ………………………………………………………… 162
Zusammenfassung ……………………………………………………………………. 162
Projekt 16 – Energiemanagement & Sleep-Modes …………………….. 163
16.1 Ziel und Einordnung ………………………………………………………….. 163
16.2 Lernziele …………………………………………………………………………… 163
16.3 Überblick über die Sleep-Modi …………………………………………… 164
16.4 Funktionsprinzip des Projekts ……………………………………………. 164
16.5 Wakeup-Quellen ……………………………………………………………….. 164
16.6 Source Code ……………………………………………………………………… 165
16.6.1 main/main.c ……………………………………………………………….. 165
16.7 Ablauf ………………………………………………………………………………. 166
16.8 Typische Fehler…………………………………………………………………. 166
16.9 Engineering-Hinweis…………………………………………………………. 166
16.10 Zusammenfassung …………………………………………………………… 167
Projekt 17 – WLAN-Verbindung und erste Netzwerkkommunikation
…………………………………………………………………………………………………… 168
17.1 Ziel und Einordnung ………………………………………………………….. 168
17.2 Lernziele …………………………………………………………………………… 168
17.3 Voraussetzungen ……………………………………………………………….. 169
17.4 Architektur (minimal) ……………………………………………………….. 169
17.5 Source Code ………………………………………………………………………. 169
17.6 Ablauf ………………………………………………………………………………. 173
17.8 Engineering Notes …………………………………………………………….. 174
17.9 Zusammenfassung …………………………………………………………….. 174
14
Projekt 18 – MQTT Kommunikation ………………………………………… 175
18.1 Ziel und Einordnung …………………………………………………………… 175
18.2 Lernziele ……………………………………………………………………………. 175
18.3 Typische Einsatzorte im Buch (wo MQTT später eingebunden
wird) ……………………………………………………………………………………….. 176
18.4 MQTT Architektur (Minimal) …………………………………………….. 176
18.5 Voraussetzungen……………………………………………………………….. 176
18.6 Source Code (ESP-IDF MQTT Client) ………………………………….. 177
18.7 Ablauf ………………………………………………………………………………. 182
18.8 Typische Fehler ………………………………………………………………… 183
18.9 Engineering-Hinweis ………………………………………………………… 183
18.10 Zusammenfassung …………………………………………………………… 183
Projekt 19 – OTA Firmware Update (HTTP) ……………………………… 184
19.1 Ziel und Einordnung ………………………………………………………….. 184
19.2 Lernziele …………………………………………………………………………… 184
19.3 Voraussetzungen ……………………………………………………………….. 185
19.4 Zwingend erforderlich: menuconfig korrekt einstellen…………. 185
19.4.1 OTA-Partitionen aktivieren ………………………………………….. 185
19.4.2 Flash-Größe auf echte Hardware setzen ……………………….. 185
19.4.3 Danach unbedingt vollständig flashen ………………………….. 185
19.5 Firmware-Datei erzeugen und hosten …………………………………. 186
19.5.1 Welche Datei wird für OTA benötigt? ……………………………. 186
19.5.2 Lokalen HTTP-Server starten (Windows)……………………… 186
19.6 OTA-Strategie (wie das Gerät arbeitet) ……………………………….. 186
19.7 Source Code ………………………………………………………………………. 186
19.8 Validierung: OTA funktioniert ? …………………………………………. 195
19.9 Typische Fehlerbilder und schnelle Diagnose ……………………… 195
15
19.10 Zusammenfassung …………………………………………………………… 196
Projekt 20 – Final Node …………………………………………………………… 197
20.1 Ziel und Einordnung …………………………………………………………. 197
20.2 Lernziele ………………………………………………………………………….. 197
20.3 Systemablauf (Zustandsmodell) ………………………………………… 198
20.4 Topics und Payload-Design ……………………………………………….. 198
20.5 Parameter ………………………………………………………………………… 198
20.6 Source Code ……………………………………………………………………… 199
20.7 So testest du das Projekt …………………………………………………….206
20.8 Erweiterungspunkte (wo es später weitergeht) ……………………206
20.9 Zusammenfassung ……………………………………………………………. 207
Projekt 21 – Finalisierung professionell …………………………………… 208
21.1 Ziel und Einordnung …………………………………………………………. 208
21.2 Lernziele ………………………………………………………………………….. 208
21.3 Topic- und Status-Design (Serienstandard) …………………………209
21.4 Commands (Minimal-Set) ………………………………………………….209
21.5 Source Code (final) …………………………………………………………….209
21.6 Wie du es testest (kurz & praxisnah) …………………………………… 219
21.6.1 Download MQTT Explorer zum testen. …………………………. 220
21.6.2 MQTT 1. Exploer konfiguration ……………………………………. 220
21.6.3 MQTT 2. Explorer konfiguration ………………………………….. 220
21.6.4 Ausgabe MQTT Explorer ……………………………………………… 221
21.7 Warum Last Will (LWT) extrem wichtig ist …………………………. 221
21.8 Integration: OTA per MQTT wirklich ausführen (kurzer Bauplan)
……………………………………………………………………………………………….. 222
21.9 Zusammenfassung …………………………………………………………….. 222
Abbildungsverzeichnis: …………………………………………………………… 224
16
Schlusswort – Band 1 ……………………………………………………………… 225
Feedback, Errata und Verbesserungsvorschläge ……………………. 226
Ausblick …………………………………………………………………………………… 227
Im Buch verwendete Links: ………………………………………………………….. 227