Was ist der ESP32? Eigenschaften, Einrichtung in der Arduino IDE und erstes WLAN-Projekt

Der ESP32 ist ein sehr günstiger Zweikern-Mikrocontroller von Espressif mit eingebautem WLAN und Bluetooth. Er kann allein vieles, was ein Arduino Uno nicht kann: sich ins Heimnetz einwählen, eine Webseite bereitstellen, die du am Handy öffnest, Uhrzeit und Wetter aus dem Internet holen und per Bluetooth mit dem Smartphone sprechen. Dazu wird er in der Arduino IDE mit den Arduino-Befehlen programmiert, die du schon kennst. Für den Einstieg ins Internet der Dinge (IoT) ist er heute das beliebteste Board.

Was ist der ESP32 und wofür wird er genutzt?

Genau genommen ist "ESP32" der Name des Chips unter dem Metalldeckel. Das Board in deiner Hand ist ein Entwicklungsboard mit diesem Chip (etwa ESP32 DevKit oder NodeMCU-32S): Es hat einen USB-Seriell-Wandler für die Verbindung zum Computer, einen Regler, der 5 V auf 3,3 V senkt, sowie Reset- (EN) und Programmiertaste (BOOT). Einige Dinge, die du mit einem ESP32 machen kannst:

• WLAN-Wetterstation: Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf einer Seite zeigen, die du am Handy öffnest.
• Steuerung per Handy: Lampe, Steckdose oder Tür über einen Button auf einer Webseite bedienen.
• Daten aus dem Internet: echte Uhrzeit (NTP), Wetter oder Wechselkurse auf einem Display anzeigen.
• Benachrichtigungen senden: bei Bewegung per Telegram oder E-Mail Bescheid geben.
• Bluetooth-Geräte: eine Fernbedienung bauen, die sich mit dem Handy koppelt, oder ein Gerät, das der Computer als Tastatur erkennt.
• Sensoren, die monatelang mit Batterie laufen: nur zum Messen aus dem Tiefschlaf aufwachen.

ESP32 und Arduino Uno im Vergleich

Nach dieser Tabelle wirkt der ESP32 in allem überlegen, doch auch der Uno hat Vorteile: Mit 5 V ist er direkt mit den meisten älteren Sensoren und Modulen kompatibel, seine Pins sind robuster, und er hält für Einsteiger weniger Überraschungen bereit. Brauchst du keinen Funk, ist der Uno weiterhin ein toller Einstieg; bei der Entscheidung hilft dir Welchen Arduino soll ich kaufen?

ESP32-Pins: Welche kannst du sicher verwenden?

Die Pins des ESP32 sind nicht so "gleich" wie beim Arduino. Manche hängen am Flash-Speicher, manche funktionieren nur als Eingang, und der Pegel anderer beeinflusst den Start des Boards. Die vollständige Pinbelegung deines Boards zeigt das Werkzeug Pinout; hier die Zusammenfassung:

Den ESP32 in der Arduino IDE einrichten

1. Öffne in der Arduino IDE Datei > Voreinstellungen und trage https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json unter "Zusätzliche Boardverwalter-URLs" ein.
2. Suche im Boardverwalter nach esp32 und installiere das Paket von Espressif Systems.
3. Wähle unter Werkzeuge > Board das ESP32 Dev Module.
4. Verbinde den ESP32 per USB-Kabel und wähle unter Werkzeuge > Port den richtigen Port. Erscheint kein Port, installiere den Treiber für den USB-Seriell-Chip deines Boards (CP2102 oder CH340).
5. Bleibt beim Hochladen lange "Connecting..." stehen, halte die BOOT-Taste gedrückt und lass sie los, sobald der Upload beginnt.

Erstes Programm: die eingebaute LED blinken lassen

Die meisten ESP32-DevKits haben eine blaue LED an GPIO 2. Der folgende Code lässt sie im Halbsekundentakt blinken; wie du siehst, sind die Befehle genau dieselben wie beim Arduino:

1const int LED_PIN = 2;   // çoğu DevKit'te dahili mavi LED / onboard blue LED on most DevKits
2
3void setup() {
4  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
5}
6
7void loop() {
8  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
9  delay(500);
10  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
11  delay(500);
12}

Mit dem WLAN verbinden

Die eigentliche Stärke des ESP32 ist WLAN. Der folgende Code verbindet sich mit deinem Heimnetz und gibt die IP-Adresse, die der Router dem ESP32 zuweist, im seriellen Monitor aus. Ersetze Netzwerkname und Passwort durch deine eigenen und öffne den seriellen Monitor mit 115200 Baud:

1#include <WiFi.h>
2
3const char* ssid = "AgAdi";        // Wi-Fi adın / your Wi-Fi name
4const char* password = "Sifre123"; // Wi-Fi şifren / your Wi-Fi password
5
6void setup() {
7  Serial.begin(115200);
8  WiFi.begin(ssid, password);
9  Serial.print("Bağlanıyor / connecting");
10  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
11    delay(500);
12    Serial.print(".");
13  }
14  Serial.println();
15  Serial.print("IP adresi / IP address: ");
16  Serial.println(WiFi.localIP());
17}
18
19void loop() {
20}

LED per Handy steuern: ein einfacher Webserver

Jetzt machen wir aus dem ESP32 einen kleinen Webserver. Öffne nach dem Hochladen die im seriellen Monitor angezeigte IP-Adresse im Browser eines Handys im selben WLAN; mit den zwei Buttons auf der Seite schaltest du die LED des Boards ein und aus. Schließt du statt der LED ein Relais an, steuerst du auf dieselbe Weise eine echte Lampe; siehe Was ist ein Relaismodul?

1#include <WiFi.h>
2#include <WebServer.h>
3
4const char* ssid = "AgAdi";
5const char* password = "Sifre123";
6const int LED_PIN = 2;
7
8WebServer server(80);
9
10void handleRoot() {
11  server.send(200, "text/html",
12    "<meta name='viewport' content='width=device-width'>"
13    "<h1>ESP32</h1>"
14    "<a href='/on'><button>LED AÇ / ON</button></a> "
15    "<a href='/off'><button>LED KAPAT / OFF</button></a>");
16}
17
18void setup() {
19  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
20  Serial.begin(115200);
21  WiFi.begin(ssid, password);
22  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
23  Serial.println(WiFi.localIP());   // bu adresi telefonda aç / open this address on your phone
24
25  server.on("/", handleRoot);
26  server.on("/on",  []() { digitalWrite(LED_PIN, HIGH); handleRoot(); });
27  server.on("/off", []() { digitalWrite(LED_PIN, LOW);  handleRoot(); });
28  server.begin();
29}
30
31void loop() {
32  server.handleClient();
33}

ESP32-Varianten: Welche solltest du kaufen?

Stromversorgung und Batteriebetrieb

Beim Einschalten des WLAN zieht der ESP32 kurzzeitig bis zu 250 mA. Schafft ein schwacher USB-Port oder ein dünnes Kabel diese Spitze nicht, startet das Board mit der Meldung "Brownout detector was triggered" neu. Nutze ein gutes Kabel und ein 5-V-Netzteil mit mindestens 1 A und setze bei Bedarf einen Kondensator von 100–470 µF zwischen 3V3 und GND. Für Batterieprojekte senkt der Tiefschlaf des ESP32 den Verbrauch des Chips auf Mikroampere; Regler und LED auf Entwicklungsboards brauchen aber weiter einige mA, daher nimmt man für lange Laufzeiten ein nacktes Modul oder ein stromsparendes Board.

Der ESP32 mit MicroPython

Den ESP32 kannst du nicht nur in der Arduino-Sprache, sondern auch mit MicroPython programmieren. Hast du MicroPython mit Thonny auf das Board gespielt, sind es nur wenige Zeilen bis zur WLAN-Verbindung:

1import network, time
2from machine import Pin
3
4led = Pin(2, Pin.OUT)
5wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
6wlan.active(True)
7wlan.connect("AgAdi", "Sifre123")     # Wi-Fi adı ve şifresi / Wi-Fi name and password
8
9while not wlan.isconnected():
10    time.sleep(0.5)
11print("IP:", wlan.ifconfig()[0])
12
13while True:
14    led.value(not led.value())        # LED'i yakıp söndür / toggle the LED
15    time.sleep(0.5)

Projektideen mit dem ESP32

• WLAN-Wetterstation: die mit einem DHT11 gemessene Temperatur und Feuchtigkeit am Handy verfolgen.
• Intelligente Steckdose: eine Lampe per Relais über eine Webseite oder einen Sprachassistenten einschalten.
• Bewegungsalarm: eine Telegram-Nachricht senden, wenn ein PIR-Sensor jemanden erkennt.
• Internetuhr: die Zeit von einem NTP-Server holen und auf einem LCD oder einer 7-Segment-Anzeige zeigen.
• Bluetooth-Fernsteuerung: ein Roboterauto mit einer App auf dem Handy steuern.
• Batteriefreundlicher Sensor: ein Gerät, das alle 10 Minuten aufwacht, einen Messwert sendet und wieder schläft.

Typische Fehler und ihre Lösungen

• Kein Port sichtbar: Das Kabel ist vielleicht nur ein Ladekabel oder der USB-Seriell-Treiber fehlt; nimm ein Datenkabel und installiere den CP2102- oder CH340-Treiber.
• "Failed to connect... Timed out waiting for packet header": Halte beim Start des Uploads die BOOT-Taste gedrückt.
• Das Board startet ständig neu: zu wenig Strom (Brownout); besseres Kabel, Netzteil und einen Kondensator verwenden.
• Keine WLAN-Verbindung: Das Netz ist vielleicht 5 GHz oder Name bzw. Passwort enthalten einen Groß-/Kleinschreibfehler.
• GPIO 6–11 verwenden: Diese Pins hängen am Flash; ihre Nutzung lässt das Board abstürzen.
• Analogwerte spinnen, sobald WLAN startet: Der Sensor hängt an einem ADC2-Pin; leg ihn auf einen ADC1-Pin zwischen GPIO 32 und 39.

Der ESP32 ist der einfachste Weg, das am Arduino Gelernte ins Internet zu bringen. Die Arduino-Grundlagen frischst du mit Was ist Arduino? auf; in der BlueGrays-App findest du Dutzende ESP32-Projekte – LEDs, Webserver, WebSocket, NTP-Uhr, Wetterdaten und Telegram-Alarm – mit Schaltplänen und Code.