Arduino Nano ESP32 – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

8 Minuten

Überblick

Das Board Nano ESP32 stellt neben dem Mikrocontroller auch ein ESP32-Modul bereit. Damit können Verbindungen zu WLAN-Netzwerken und anderen Bluetooth-Geräten aufgebaut werden.

Pinbelegung

Alle mit D bezeichneten Pins können als Ein- und Ausgabepins (⇒digitalRead/digitalwrite) verwendet werden, alle mit A beschrifteten Pins können mit ⇒analogRead/analogWrite eingesetzt werden.

Die Pins A4 (SCL) und A5 (SDA) bedienen den I²C-Bus.

Alle analogen und alle digitalen Pins können mit der ⇒Pulsweitenmodulation angesprochen werden.

Board installieren

Icon für den Boardverwalter anklicken oder Werkzeuge-> Board -> Boardverwalter
nach dem Board Arduino ESP32 suchen
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Bluetooth BLE

Das Programm

Zunächst musst du die Bibliothek ArduinoBLE installieren:

Das Programm schaltet die Farbe blau der internen RGB-LED.
Besonderheit: LOW -> einschalten, HIGH -> ausschalten
1 -> einschalten, 0 -> ausschalten:

#include "ArduinoBLE.h"

/* 
  eindeutige  UUID bestimmen: 
  https://www.guidgenerator.com/online-guid-generator.aspx
  https://www.uuidgenerator.net/
  BLERead | BLEWrite | BLENotify
  -> schreiben, lesen, Info
*/

// Name BLE-Service
BLEService LEDSchalten("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

BLEUnsignedCharCharacteristic Auswahl("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214", BLERead | BLEWrite | BLENotify);

void setup()
{
  Serial.begin(9600);

  // pinMode festlegen
  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);

  // BLE starten
  if (!BLE.begin()) Serial.println("Bluetooth-Modul konnte nicht gestartet werden!");
  else Serial.println("Bluetooth-Modul erfolgreich gestartet!");

  // Name festlegen (wird in der App angezeigt) und den Service (LEDSchalten) zuweisen
  BLE.setLocalName("LED schalten");
  BLE.setAdvertisedService(LEDSchalten);

  // Auswahl als Platzhalter für den in der App gewählten Wert
  LEDSchalten.addCharacteristic(Auswahl);

  // Service LEDSchalten hinzufügen
  BLE.addService(LEDSchalten);

  // Startwert für die Kommunikation schreiben
  Auswahl.writeValue(0);

  // Zuweisung starten
  BLE.advertise();
}

void loop()
{
  // auf die Verbindung zu Geräten warten
  BLEDevice Verbindung = BLE.central();

  // wenn der ESP32 mit einem Gerät verbunden ist ...
  if (Verbindung)
  {
    Serial.println("Verbunden ... ");

    // solange der Controller mit einem Gerät verbunden ist ...
    while (Verbindung.connected())
    {
      if (Auswahl.written())
      {
        // LED einschalten
        if (Auswahl.value() == '1')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(" -> LED ein");
          digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
        }

        // LED ausschalten
        if (Auswahl.value() == '0')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(F(" -> LED aus"));
          digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);
        }    
      }
    }
  }
}

#include "ArduinoBLE.h"

eindeutige UUID bestimmen:

https://www.guidgenerator.com/online-guid-generator.aspx

https://www.uuidgenerator.net/

BLERead | BLEWrite | BLENotify

-> schreiben, lesen, Info

// Name BLE-Service

BLEService LEDSchalten("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

BLEUnsignedCharCharacteristic Auswahl("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214", BLERead | BLEWrite | BLENotify);

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// pinMode festlegen

pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);

// BLE starten

if (!BLE.begin()) Serial.println("Bluetooth-Modul konnte nicht gestartet werden!");

else Serial.println("Bluetooth-Modul erfolgreich gestartet!");

// Name festlegen (wird in der App angezeigt) und den Service (LEDSchalten) zuweisen

BLE.setLocalName("LED schalten");

BLE.setAdvertisedService(LEDSchalten);

// Auswahl als Platzhalter für den in der App gewählten Wert

LEDSchalten.addCharacteristic(Auswahl);

// Service LEDSchalten hinzufügen

BLE.addService(LEDSchalten);

// Startwert für die Kommunikation schreiben

Auswahl.writeValue(0);

// Zuweisung starten

BLE.advertise();

}

void loop()

{

// auf die Verbindung zu Geräten warten

BLEDevice Verbindung = BLE.central();

// wenn der ESP32 mit einem Gerät verbunden ist ...

if (Verbindung)

{

Serial.println("Verbunden ... ");

// solange der Controller mit einem Gerät verbunden ist ...

while (Verbindung.connected())

{

if (Auswahl.written())

{

// LED einschalten

if (Auswahl.value() == '1')

{

Serial.print(char(Auswahl.value()));

Serial.println(" -> LED ein");

digitalWrite(LED_BLUE, LOW);

}

// LED ausschalten

if (Auswahl.value() == '0')

{

Serial.print(char(Auswahl.value()));

Serial.println(F(" -> LED aus"));

digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);

}

Smartphone-Apps

BluetoothLE (iOS)

BLE Terminal (Android: Innovators Den)

LightBlue (iOS Android)


Android zeigt als Name LED schalten

BLE Terminal (iOS)

Zeit mit der Bibliothek time.h anzeigen

ESP32-Mikrocontroller können mit der Standardbibliothek Datum und Zeit anzeigen.

Beispiel: ⇒Anzeige von Datum und Zeit auf einem OLED-Display

#include "WiFi.h"
#include "time.h"

char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;
WiFiServer Server(80);
WiFiClient Client;

void setup() 
{
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  Serial.println("------------------------");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(Router);
  Serial.print("IP über DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() 
{
  // aktuelle Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  Serial.println("------------------------");

  // es kann bis zu 30 Sekunden dauern
  // bis die Zeit ermittelt wird
  // Name des Wochentages 0-6
  switch (Zeit.tm_wday)
  {
    case 0:
      Serial.print("Sonntag");
      break;
    case 1:
      Serial.print("Montag");
      break;   
   case 2:
      Serial.print("Dienstag");
      break;
   case 3:
      Serial.print("Mittwoch");
      break;
   case 4:
      Serial.print("Donnerstag");
      break;
   case 5:
      Serial.print("Freitag");
      break;
   case 6:
      Serial.print("Samstag");
      break;
  }

  Serial.print(",");
  if (Zeit.tm_mday < 10)  Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_mday);
  Serial.print(".");

  // Monat: führende 0 ergänzen
  // Zählung beginnt mit 0 -> +1
  if ((Zeit.tm_mon + 1) < 10) Serial.print("0");

  Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
  Serial.print(".");

  // Anzahl Jahre seit 1900
  Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);
  Serial.print(" ");

  // Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen
  if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_hour);
  Serial.print(":");

  // Minuten
  if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_min);
  Serial.print(":");

  // Sekunden
  if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_sec);

  Serial.println();
  Serial.println("Tage seit dem 1.1. " + String(Zeit.tm_yday));

  // Normalzeit/Sommerzeit
  if(Zeit.tm_isdst > 0) Serial.println("MESZ = Mitteleuropäische Sommerzeit");
  else Serial.println("MEZ = Mitteleuropäische Zeit");
  delay(5000);
}

100

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#include "WiFi.h"

#include "time.h"

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

Liste der Zeitzonen

https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv

Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück

CEST = Central European Summer Time von

M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr

bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

Struktur tm

tm_hour -> Stunde: 0 bis 23

tm_min -> Minuten: 0 bis 59

tm_sec -> Sekunden 0 bis 59

tm_mday -> Tag 1 bis 31

tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)

tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)

tm_year -> Jahre seit 1900

tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres

tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)

tm Zeit;

WiFiServer Server(80);

WiFiClient Client;

void setup()

{

// Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

// WiFi starten

WiFi.begin(Router, Passwort);

Serial.println("------------------------");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

Serial.print("IP über DHCP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

}

void loop()

{

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Serial.println("------------------------");

// es kann bis zu 30 Sekunden dauern

// bis die Zeit ermittelt wird

// Name des Wochentages 0-6

switch (Zeit.tm_wday)

{

case 0:

Serial.print("Sonntag");

break;

case 1:

Serial.print("Montag");

break;

case 2:

Serial.print("Dienstag");

break;

case 3:

Serial.print("Mittwoch");

break;

case 4:

Serial.print("Donnerstag");

break;

case 5:

Serial.print("Freitag");

break;

case 6:

Serial.print("Samstag");

break;

}

Serial.print(",");

if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

// Zählung beginnt mit 0 -> +1

if ((Zeit.tm_mon + 1) < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);

Serial.print(" ");

// Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen

if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

// Minuten

if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_min);

Serial.print(":");

// Sekunden

if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_sec);

Serial.println();

Serial.println("Tage seit dem 1.1. " + String(Zeit.tm_yday));

// Normalzeit/Sommerzeit

if(Zeit.tm_isdst > 0) Serial.println("MESZ = Mitteleuropäische Sommerzeit");

else Serial.println("MEZ = Mitteleuropäische Zeit");

delay(5000);

}

Webserver

Beispiel: Das Programm zeigt im Browser 6 Zufallszahlen an.
Im Seriellen Monitor wird die IP des Nano ESP32 angezeigt.

Diese Adresse musst du in einem Browser deiner Wahl eingeben

#include "WiFi.h"
#include "WebServer.h"

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WebServer Server(80);

// Minimum und Maximum der Zufallszahlen
int Minimum = 1;
int Maximum = 49;

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben
// statischeIP = true -> statische IP festlegen
bool statischeIP = false;

// ip und gateway müssen an das lokale Netz angepasst werden
IPAddress ip(192, 168, 1, 100);
IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // statische IP vergeben
  if (statischeIP) 
  {
    WiFi.config(ip, gateway, subnet); 
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);

    // IP anzeigen
    Serial.print("Statische IP: ");
  }

  // IP über DHCP ermitteln
  else
  {
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
    {
      delay(200);
      Serial.print(".");
    }
    Serial.println();
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);
    Serial.print("IP über DHCP: ");
  }

  // IP anzeigen
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten
  randomSeed(analogRead(A0));

  Server.begin();
  Server.on("/", SeiteBauen);
}

void loop() 
{
  Server.handleClient();
}

void SeiteBauen() 
{
  // Seite zusammenbauen
  // Kopf der HTML-Seite: aktualisierung alle 60 Sekunden
  // kann angepasst werden
  String Nachricht = "<head><meta http-equiv=\"refresh\" content=\"60\"></head>";
  Nachricht += "<h1>Zufallszahlen</h1>";
  Nachricht += "<hr>";

  // Zufallszahlen anzeigen
  for (int i = 0; i < 7; i++) 
  {
    int Zahl = random(Minimum, Maximum);
    Nachricht += String(Zahl) + " ";
  }

  Nachricht += "<hr>";

  // Nachricht senden -> Seite anzeigen
  Server.send(200, "text/html", Nachricht);
}

#include "WiFi.h"

#include "WebServer.h"

// SSID und Passwort des Routers

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WebServer Server(80);

// Minimum und Maximum der Zufallszahlen

int Minimum = 1;

int Maximum = 49;

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben

// statischeIP = true -> statische IP festlegen

bool statischeIP = false;

// ip und gateway müssen an das lokale Netz angepasst werden

IPAddress ip(192, 168, 1, 100);

IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

// WiFi starten

WiFi.begin(Router, Passwort);

// statische IP vergeben

if (statischeIP)

{

WiFi.config(ip, gateway, subnet);

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

// IP anzeigen

Serial.print("Statische IP: ");

}

// IP über DHCP ermitteln

else

{

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

Serial.print("IP über DHCP: ");

}

// IP anzeigen

Serial.println(WiFi.localIP());

// Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten

randomSeed(analogRead(A0));

Server.begin();

Server.on("/", SeiteBauen);

}

void loop()

{

Server.handleClient();

}

void SeiteBauen()

{

// Seite zusammenbauen

// Kopf der HTML-Seite: aktualisierung alle 60 Sekunden

// kann angepasst werden

String Nachricht = "<head><meta http-equiv=\"refresh\" content=\"60\"></head>";

Nachricht += "<h1>Zufallszahlen</h1>";

Nachricht += "<hr>";

// Zufallszahlen anzeigen

for (int i = 0; i < 7; i++)

{

int Zahl = random(Minimum, Maximum);

Nachricht += String(Zahl) + " ";

}

Nachricht += "<hr>";

// Nachricht senden -> Seite anzeigen

Server.send(200, "text/html", Nachricht);

}

RGB-LED

Auf dem Board befindet sich eine RGB-LED. Sie wird mit den festen Namen LED_BLUE, LED_GREEN und LED_RED angesprochen.
Eine Besonderheit ist, dass LOW die jeweilige Farbe einschaltet, HIGH schaltet sie wieder aus.

void setup() 
{
  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
}

void loop() 
{
  digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);

  delay(1000);
  digitalWrite(LED_RED, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_RED, HIGH);

  delay(1000);
  digitalWrite(LED_GREEN, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);
  delay(1000);
}

void setup()

{

pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);

pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);

pinMode(LED_RED, OUTPUT);

}

void loop()

{

digitalWrite(LED_BLUE, LOW);

delay(1000);

digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(LED_RED, LOW);

delay(1000);

digitalWrite(LED_RED, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(LED_GREEN, LOW);

delay(1000);

digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);

delay(1000);

}

Bootloader zurücksetzen

GND und B1 mit Kabel überbrücken

Kontrollieren, ob das richtige Board ausgewählt wurde und als Programmer Esptool gesetzt ist:

Sketch -> mit Programmer hochladen

Reset-Knopf drücken

Fehlermeldungen (Linux)

No DFU capable USB device available

Die Berechtigungen für das udev-Subsystem müssen angepasst werden. Ich habe dazu dieses 🔗Script (abgerufen am 04.12.24) verwendet. Außerdem muss das Programm dfu-util installiert werden.

Failed to connect to ESP32: No serial data received
No module named ’serial‘

Die Python-Erweiterung python-pyserial muss installiert werden.

Letzte Aktualisierung: Feb. 21, 2026 @ 13:37