Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit im Test: Raumklima-Monitor als Praxisprojekt
Das Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit kombiniert zahlreiche Sensoren, Displays, LEDs und Bedienelemente auf einem einzigen Experimentierboard. Dadurch lassen sich ESP32-Projekte umsetzen, ohne jedes Bauteil zunĂ€chst einzeln auf einem Breadboard verkabeln zu mĂŒssen.
https://youtu.be/GPCOM3X5_9Y
In diesem Praxistest schaue ich mir den Lieferumfang, die Verarbeitung und die Besonderheiten des Boards genauer an. AuĂerdem baue ich einen vollstĂ€ndigen Raumklima-Monitor mit DHT11, LCD, Punktmatrix, RGB-Ampel und lokalem Webserver. Damit zeigt sich, ob das Kit nur fĂŒr einfache LernĂŒbungen geeignet ist oder auch einen praktischen Nutzen bieten kann.
Transparenzhinweis: Das Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit wurde mir von Keyestudio kostenfrei fĂŒr dieses Review zur VerfĂŒgung gestellt. Eine VergĂŒtung fĂŒr diesen Beitrag habe ich nicht erhalten. Die Bereitstellung des Produkts hat keinen Einfluss auf meine Bewertung â alle im Beitrag beschriebenen Erfahrungen, EinschĂ€tzungen und Kritikpunkte entsprechen meiner persönlichen Meinung.
Was ist das Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit?
Das Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit ist ein vielseitiges Lern- und Experimentierboard, auf dem bereits zahlreiche Sensoren, Anzeigen und Bedienelemente fest verbaut sind. Dadurch kannst du viele typische Mikrocontroller-Projekte umsetzen, ohne zunĂ€chst einzelne Bauteile auf einem Steckbrett miteinander verbinden zu mĂŒssen.
Besonders interessant ist der vorgesehene Steckplatz fĂŒr den Mikrocontroller. Neben dem mitgelieferten ESP32-Modul soll das Board laut Aufbau auch Mikrocontroller im Arduino-Nano-Format aufnehmen können. Bei meinem Test zeigte sich allerdings ein Problem mit dem Abstand der beiden Buchsenleisten, auf das ich im folgenden Abschnitt noch genauer eingehe.
Mit einem ESP32 stehen zusĂ€tzlich WLAN und Bluetooth zur VerfĂŒgung. Damit eignet sich das Kit nicht nur fĂŒr einfache Ăbungen mit LEDs und Tastern, sondern ebenso fĂŒr vernetzte Anwendungen, kleine Webserver, Sensormessungen und erste IoT-Projekte. Mit einem Arduino-Nano-kompatiblen Mikrocontroller können dagegen klassische Ăbungen und kompakte Projekte ohne Funkverbindung umgesetzt werden.
Auf der Draufsicht wird schnell deutlich, wie umfangreich das Board ausgestattet ist. Zu den direkt nutzbaren Komponenten gehören unter anderem verschiedene farbige LEDs und Taster, Displays, ein Ultraschallsensor sowie mehrere Sensoren zur Erfassung von Umgebungswerten. Auch ein Potentiometer, ein Summer und weitere Ein- und Ausgabemöglichkeiten sind bereits integriert.
Der groĂe Vorteil dieser Bauweise liegt in der unkomplizierten Nutzung: Statt jedes Projekt zunĂ€chst aufwendig verkabeln zu mĂŒssen, können viele Komponenten direkt ĂŒber die jeweiligen Pins angesprochen werden. Das reduziert mögliche Fehlerquellen und sorgt besonders bei Einsteigern fĂŒr schnelle Erfolgserlebnisse.
Gleichzeitig ist das Board nicht ausschlieĂlich als Lernplattform interessant. Auch erfahrene Entwickler können damit schnell eine Bibliothek testen, einen Programmablauf ausprobieren oder einen kleinen Prototyp erstellen. FĂŒr ein erstes Experiment muss dadurch nicht jedes Mal eine neue Schaltung auf einem Breadboard aufgebaut werden.
Das Keyestudio Inventor Starter Kit ersetzt zwar keinen vollstĂ€ndig frei aufgebauten Prototyp, bietet dafĂŒr aber eine vielseitige und sofort einsatzbereite Testumgebung. Der vorgesehene Steckplatz fĂŒr Mikrocontroller im Arduino-Nano-Format könnte die Plattform zusĂ€tzlich flexibler machen. Bei meinem Testexemplar war diese KompatibilitĂ€t allerdings aufgrund des Abstands der Buchsenleisten nicht gegeben.
Wichtiger Hinweis zur Nano-KompatibilitÀt
Das Inventor Starter Kit besitzt zwei Buchsenleisten, die offenbar fĂŒr Mikrocontroller im Arduino-Nano-Format vorgesehen sind. Bei meinem Testexemplar zeigte sich jedoch, dass der Abstand zwischen den beiden Leisten nicht zum Pinraster meines Arduino Nano passt.
Der Mikrocontroller lĂ€sst sich deshalb nicht gleichzeitig gerade in beide Buchsenleisten einsetzen. Eine Seite kann zwar angesetzt werden, auf der gegenĂŒberliegenden Seite liegen die Pins jedoch sichtbar neben den entsprechenden Kontakten. Ein Einsetzen wĂ€re nur mit deutlichem Druck oder durch ein Verbiegen der Pins möglich. Davon wĂŒrde ich ausdrĂŒcklich abraten, da dabei sowohl der Mikrocontroller als auch die Buchsenleisten beschĂ€digt werden könnten.
Ob dieses Problem bei allen Exemplaren des Inventor Starter Kits auftritt oder lediglich mein Testexemplar betrifft, kann ich derzeit nicht abschlieĂend beurteilen. Möglich wĂ€re sowohl ein Fehler im Platinenlayout als auch eine fehlerhafte Positionierung der Buchsenleisten bei der Fertigung.
UnabhÀngig von der genauen Ursache ist die Nano-KompatibilitÀt bei meinem Exemplar praktisch nicht gegeben. Das ist besonders Àrgerlich, da der austauschbare Mikrocontroller eigentlich zu den interessanten Eigenschaften des Boards gehört.
Die Besonderheit: freie Verbindung statt fester Pinbelegung
Eine Besonderheit des Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kits ist die Art, wie die integrierten Komponenten mit dem eingesetzten Mikrocontroller verbunden werden. Die Sensoren, LEDs, Taster und Anzeigen sind nicht automatisch fest mit bestimmten digitalen oder analogen Pins des Mikrocontrollers verdrahtet.
Stattdessen befinden sich auf dem Board mehrere Stiftleisten, an denen die jeweiligen SignalanschlĂŒsse der Komponenten herausgefĂŒhrt sind. Die Stromversorgung ist bereits auf der Platine vorhanden, sodass in der Regel nur noch die benötigten digitalen oder analogen Signale mit den passenden Pins des Mikrocontrollers verbunden werden mĂŒssen.
DafĂŒr liegen dem Kit Breadboardkabel mit Buchse-zu-Buchse-AnschlĂŒssen in zwei unterschiedlichen LĂ€ngen bei:
- 10 cm fĂŒr kurze Verbindungen - 20 cm fĂŒr weiter auseinanderliegende AnschlĂŒsse
Damit geht das Inventor Starter Kit einen anderen Weg als viele der bisher hier vorgestellten Lernboards. Bei vollstÀndig verdrahteten Boards sind die Komponenten meist fest bestimmten GPIO-Pins zugeordnet. Das ist besonders bequem, schrÀnkt aber die FlexibilitÀt ein.
Beim Keyestudio-Board entscheidest du selbst, welcher Sensor oder Aktor mit welchem verfĂŒgbaren Pin verbunden wird. Dadurch kannst du die Pinbelegung an dein Projekt anpassen, verschiedene Mikrocontroller im Nano-Format verwenden und mögliche Pin-Konflikte gezielt vermeiden.
Gleichzeitig bleibt der Aufbau ĂŒbersichtlich, da die Stromversorgung der Komponenten bereits intern gelöst ist. Du erhĂ€ltst somit eine gute Mischung aus vorkonfektioniertem Lernboard und frei planbarer Breadboard-Schaltung.
Diese Bauweise hat allerdings auch zur Folge, dass vor dem Hochladen eines Programms geprĂŒft werden muss, ob die im Sketch verwendeten Pins tatsĂ€chlich mit den entsprechenden Komponenten verbunden wurden. Stimmen Verkabelung und Pinbelegung nicht ĂŒberein, reagiert die Komponente entweder gar nicht oder eine andere Funktion wird angesprochen.
Lieferumfang und erster Eindruck
Zum Lieferumfang des Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kits gehört deutlich mehr als nur das eigentliche Experimentierboard. Neben dem Board befinden sich folgende Komponenten in der Verpackung:
- ein Batteriefach fĂŒr sechs AA-Batterien - ein 9-g-Servomotor - eine Infrarot-Fernbedienung - Breadboardkabel mit Buchse-zu-Buchse-AnschlĂŒssen in 10 cm und 20 cm LĂ€nge
Die Kappen fĂŒr die Taster sowie der Knauf des Drehpotentiometers sind bereits vormontiert. Dadurch wirkt das Board direkt nach dem Auspacken weitgehend einsatzbereit.
Lediglich die Acrylplatte muss noch unter dem Board befestigt werden. DafĂŒr liegen passende Abstandshalter, Schrauben und sogar ein kleiner Schraubendreher bei. ZusĂ€tzlich gehören selbstklebende Silikonpads zum Lieferumfang, die an der Unterseite angebracht werden können. Sie sorgen dafĂŒr, dass das Board spĂ€ter sicher auf dem Schreibtisch steht und beim Arbeiten nicht stĂ€ndig verrutscht.
Gerade diese kleinen Details machen auf mich einen durchdachten Eindruck. Keyestudio liefert nicht nur die eigentliche Elektronik, sondern auch alles mit, was fĂŒr einen stabilen und praktischen Aufbau benötigt wird. Nach wenigen Minuten ist das Board montiert und bereit fĂŒr die ersten Experimente.
Offizielle Dokumentation und Beispielprojekte
Keyestudio stellt fĂŒr das ESP32 Inventor Starter Kit eine umfangreiche Online-Dokumentation in deutscher Sprache bereit. Darin findest du neben einer Ăbersicht ĂŒber den Lieferumfang und die verbauten Komponenten auch Hinweise zur Montage, zur Einrichtung der Arduino IDE und zur Installation der benötigten Bibliotheken und Treiber.
Besonders hilfreich sind die zahlreichen Beispielprojekte. Die Dokumentation fĂŒhrt schrittweise von einfachen Ăbungen wie einer blinkenden LED oder einer Ampelschaltung bis hin zu umfangreicheren Anwendungen mit LCD, LED-Matrix, Servomotor, Ultraschallsensor, Infrarot-Fernbedienung und WLAN. Insgesamt werden fĂŒr die Arduino-Programmierung mehr als 30 Projekte vorgestellt. ZusĂ€tzlich gibt es einen eigenen Bereich fĂŒr die grafische Programmierung mit Scratch beziehungsweise KidsBlock.
Die offizielle Dokumentation findest du hier: Dokumentation zum Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit
Die Anleitungen sind eine gute Grundlage fĂŒr die ersten Experimente. Bei Ă€lteren Beispielprogrammen solltest du jedoch darauf achten, ob die verwendeten Bibliotheken noch mit der aktuell installierten Version des ESP32-Boardpakets kompatibel sind. Bei meinem ersten Test musste ich beispielsweise eine veraltete Version des ESPAsyncWebServer durch den aktuellen Fork ersetzen.
Das Keyestudio Inventor Starter Kit in der Arduino IDE einrichten
FĂŒr meinen ersten Praxistest verwende ich das mitgelieferte ESP32-Modul und programmiere es ĂŒber die Arduino IDE. Die Einrichtung unterscheidet sich grundsĂ€tzlich nicht von anderen ESP32-Boards: ZunĂ€chst wird das ESP32-Boardpaket installiert, anschlieĂend das passende Board sowie der verwendete COM-Port ausgewĂ€hlt.
Eine feste Pinbelegung fĂŒr die verbauten Komponenten gibt es beim Inventor Starter Kit allerdings nicht. Die SignalanschlĂŒsse der LEDs, Sensoren, Taster und Anzeigen liegen auf separaten Stiftleisten. Erst durch die mitgelieferten Buchse-zu-Buchse-Kabel werden sie mit den gewĂŒnschten GPIOs des ESP32 verbunden.
Dadurch kann die Pinbelegung fĂŒr jedes Projekt individuell festgelegt werden. Gleichzeitig muss die Verkabelung jedoch immer zum verwendeten Sketch passen. Wird beispielsweise der DHT11 mit GPIO 26 verbunden, muss im Programm ebenfalls GPIO 26 angegeben sein.
ESP32-Raumklima-Monitor mit DHT11, LCD und Webserver
Nach der Einrichtung des ESP32 möchte ich das Keyestudio Inventor Starter Kit nun mit einem kleinen Praxisprojekt testen. DafĂŒr entsteht ein kompakter Raumklima-Monitor, der die aktuelle Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit erfasst und die Messwerte auf mehreren Wegen darstellt.
Das LCD zeigt die konkreten Sensorwerte an. Auf der Punktmatrix erscheint abhĂ€ngig vom Raumklima ein passendes Gesicht, wĂ€hrend die sechs WS2812B-LEDs den Zustand zusĂ€tzlich als farbige Ampel visualisieren. Ăber einen kleinen Webserver können die Messwerte auĂerdem im Browser aufgerufen werden.
Damit werden gleich mehrere Komponenten des Boards in einem einzigen Projekt kombiniert. Gleichzeitig zeigt der Aufbau sehr gut, wie flexibel die SignalanschlĂŒsse des Inventor Starter Kits mit den GPIOs des ESP32 verbunden werden können.
Benötigte Komponenten
FĂŒr das Projekt benötigst du:
- das Keyestudio Inventor Starter Kit - das mitgelieferte ESP32-Modul - ein USB-Kabel zur Programmierung und Stromversorgung - fĂŒnf kurze Buchse-zu-Buchse-Verbindungskabel mit 10 cm LĂ€nge - zwei lange Buchse-zu-Buchse-Verbindungskabel mit 20 cm LĂ€nge
Alle benötigten Bauteile und Verbindungskabel sind bereits im Lieferumfang des Keyestudio Inventor Starter Kits enthalten. ZusĂ€tzliches Elektronikzubehör ist fĂŒr dieses Projekt daher nicht erforderlich.
Die kurzen Kabel eignen sich fĂŒr die Verbindungen zwischen den nahe beieinanderliegenden Stiftleisten. FĂŒr weiter entfernte Komponenten wie den DHT11 oder einzelne AnschlĂŒsse der Punktmatrix sind die lĂ€ngeren 20-cm-Kabel praktischer.
Funktionen des Raumklima-Monitors
Das Projekt ĂŒbernimmt folgende Aufgaben:
- Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit mit dem DHT11 messen - Messwerte auf dem 16Ă2-LCD anzeigen - Raumklimastatus ĂŒber die 8Ă8-Punktmatrix darstellen - Status ĂŒber sechs WS2812B-LEDs als Ampel anzeigen - Messwerte ĂŒber WLAN auf einer lokalen Webseite bereitstellen
Als Richtwerte fĂŒr ein angenehmes Raumklima verwende ich eine Temperatur zwischen 20 und 22 °C sowie eine relative Luftfeuchtigkeit zwischen 40 und 60 %. Die Grenzwerte im Sketch können spĂ€ter problemlos an die eigenen Anforderungen angepasst werden.
Der Arduino-Sketch fĂŒr den Raumklima-Monitor
Der Sketch verbindet die verschiedenen Komponenten des Projekts miteinander. In regelmĂ€Ăigen AbstĂ€nden wird der DHT11 ausgelesen und aus Temperatur sowie relativer Luftfeuchtigkeit ein gemeinsamer Raumklimastatus ermittelt. Dabei unterscheidet das Programm zwischen einem guten Bereich, einem erweiterten Grenzbereich und ungĂŒnstigen Werten.
ESP32-Raumklima-Monitor fĂŒr das Keyestudio Inventor Starter KitProjekt als ZIP herunterladen
Die aktuellen Messwerte werden auf dem 16Ă2-LCD dargestellt. Gleichzeitig zeigt die 8Ă8-Punktmatrix abhĂ€ngig vom ermittelten Status ein lĂ€chelndes, neutrales oder trauriges Gesicht. Die sechs WS2812B-LEDs ergĂ€nzen diese Anzeige als farbige Ampel: GrĂŒn steht fĂŒr gute Werte, Gelb fĂŒr den Grenzbereich und Rot fĂŒr ungĂŒnstige Bedingungen.
