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 zunächst einzeln auf einem Breadboard verkabeln zu müssen.
https://youtu.be/GPCOM3X5_9Y
In diesem Praxistest schaue ich mir den Lieferumfang, die Verarbeitung und die Besonderheiten des Boards genauer an. Außerdem baue ich einen vollständigen Raumklima-Monitor mit DHT11, LCD, Punktmatrix, RGB-Ampel und lokalem Webserver. Damit zeigt sich, ob das Kit nur für einfache Lernübungen geeignet ist oder auch einen praktischen Nutzen bieten kann.
Transparenzhinweis: Das Keyestudio ESP32 Inventor Starter Kit wurde mir von Keyestudio kostenfrei für dieses Review zur Verfügung gestellt. Eine Vergütung für diesen Beitrag habe ich nicht erhalten. Die Bereitstellung des Produkts hat keinen Einfluss auf meine Bewertung – alle im Beitrag beschriebenen Erfahrungen, Einschätzungen 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 zunächst einzelne Bauteile auf einem Steckbrett miteinander verbinden zu müssen.
Besonders interessant ist der vorgesehene Steckplatz für 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 zusätzlich WLAN und Bluetooth zur Verfügung. Damit eignet sich das Kit nicht nur für einfache Übungen mit LEDs und Tastern, sondern ebenso für vernetzte Anwendungen, kleine Webserver, Sensormessungen und erste IoT-Projekte. Mit einem Arduino-Nano-kompatiblen Mikrocontroller können dagegen klassische Übungen 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 große Vorteil dieser Bauweise liegt in der unkomplizierten Nutzung: Statt jedes Projekt zunächst aufwendig verkabeln zu müssen, können viele Komponenten direkt über die jeweiligen Pins angesprochen werden. Das reduziert mögliche Fehlerquellen und sorgt besonders bei Einsteigern für schnelle Erfolgserlebnisse.
Gleichzeitig ist das Board nicht ausschließlich als Lernplattform interessant. Auch erfahrene Entwickler können damit schnell eine Bibliothek testen, einen Programmablauf ausprobieren oder einen kleinen Prototyp erstellen. Für ein erstes Experiment muss dadurch nicht jedes Mal eine neue Schaltung auf einem Breadboard aufgebaut werden.
Das Keyestudio Inventor Starter Kit ersetzt zwar keinen vollständig frei aufgebauten Prototyp, bietet dafür aber eine vielseitige und sofort einsatzbereite Testumgebung. Der vorgesehene Steckplatz für Mikrocontroller im Arduino-Nano-Format könnte die Plattform zusätzlich flexibler machen. Bei meinem Testexemplar war diese Kompatibilität allerdings aufgrund des Abstands der Buchsenleisten nicht gegeben.
Wichtiger Hinweis zur Nano-Kompatibilität
Das Inventor Starter Kit besitzt zwei Buchsenleisten, die offenbar für 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 lässt sich deshalb nicht gleichzeitig gerade in beide Buchsenleisten einsetzen. Eine Seite kann zwar angesetzt werden, auf der gegenüberliegenden Seite liegen die Pins jedoch sichtbar neben den entsprechenden Kontakten. Ein Einsetzen wäre nur mit deutlichem Druck oder durch ein Verbiegen der Pins möglich. Davon würde ich ausdrücklich abraten, da dabei sowohl der Mikrocontroller als auch die Buchsenleisten beschädigt werden könnten.
Ob dieses Problem bei allen Exemplaren des Inventor Starter Kits auftritt oder lediglich mein Testexemplar betrifft, kann ich derzeit nicht abschließend beurteilen. Möglich wäre sowohl ein Fehler im Platinenlayout als auch eine fehlerhafte Positionierung der Buchsenleisten bei der Fertigung.
Unabhängig von der genauen Ursache ist die Nano-Kompatibilität bei meinem Exemplar praktisch nicht gegeben. Das ist besonders ärgerlich, 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 Signalanschlüsse der Komponenten herausgeführt 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 müssen.
Dafür liegen dem Kit Breadboardkabel mit Buchse-zu-Buchse-Anschlüssen in zwei unterschiedlichen Längen bei:
- 10 cm für kurze Verbindungen - 20 cm für weiter auseinanderliegende Anschlüsse
Damit geht das Inventor Starter Kit einen anderen Weg als viele der bisher hier vorgestellten Lernboards. Bei vollständig verdrahteten Boards sind die Komponenten meist fest bestimmten GPIO-Pins zugeordnet. Das ist besonders bequem, schränkt aber die Flexibilität ein.
Beim Keyestudio-Board entscheidest du selbst, welcher Sensor oder Aktor mit welchem verfügbaren 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 übersichtlich, da die Stromversorgung der Komponenten bereits intern gelöst ist. Du erhältst 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 geprüft werden muss, ob die im Sketch verwendeten Pins tatsächlich mit den entsprechenden Komponenten verbunden wurden. Stimmen Verkabelung und Pinbelegung nicht überein, 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 für sechs AA-Batterien - ein 9-g-Servomotor - eine Infrarot-Fernbedienung - Breadboardkabel mit Buchse-zu-Buchse-Anschlüssen in 10 cm und 20 cm Länge
Die Kappen für 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. Dafür liegen passende Abstandshalter, Schrauben und sogar ein kleiner Schraubendreher bei. Zusätzlich gehören selbstklebende Silikonpads zum Lieferumfang, die an der Unterseite angebracht werden können. Sie sorgen dafür, dass das Board später sicher auf dem Schreibtisch steht und beim Arbeiten nicht ständig verrutscht.
Gerade diese kleinen Details machen auf mich einen durchdachten Eindruck. Keyestudio liefert nicht nur die eigentliche Elektronik, sondern auch alles mit, was für einen stabilen und praktischen Aufbau benötigt wird. Nach wenigen Minuten ist das Board montiert und bereit für die ersten Experimente.
Offizielle Dokumentation und Beispielprojekte
Keyestudio stellt für das ESP32 Inventor Starter Kit eine umfangreiche Online-Dokumentation in deutscher Sprache bereit. Darin findest du neben einer Übersicht über 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 führt schrittweise von einfachen Übungen wie einer blinkenden LED oder einer Ampelschaltung bis hin zu umfangreicheren Anwendungen mit LCD, LED-Matrix, Servomotor, Ultraschallsensor, Infrarot-Fernbedienung und WLAN. Insgesamt werden für die Arduino-Programmierung mehr als 30 Projekte vorgestellt. Zusätzlich gibt es einen eigenen Bereich für 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 für die ersten Experimente. Bei älteren 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
Für meinen ersten Praxistest verwende ich das mitgelieferte ESP32-Modul und programmiere es über die Arduino IDE. Die Einrichtung unterscheidet sich grundsätzlich nicht von anderen ESP32-Boards: Zunächst wird das ESP32-Boardpaket installiert, anschließend das passende Board sowie der verwendete COM-Port ausgewählt.
Eine feste Pinbelegung für die verbauten Komponenten gibt es beim Inventor Starter Kit allerdings nicht. Die Signalanschlüsse der LEDs, Sensoren, Taster und Anzeigen liegen auf separaten Stiftleisten. Erst durch die mitgelieferten Buchse-zu-Buchse-Kabel werden sie mit den gewünschten GPIOs des ESP32 verbunden.
Dadurch kann die Pinbelegung für 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. Dafür 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 abhängig vom Raumklima ein passendes Gesicht, während die sechs WS2812B-LEDs den Zustand zusätzlich als farbige Ampel visualisieren. Über einen kleinen Webserver können die Messwerte außerdem 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 Signalanschlüsse des Inventor Starter Kits mit den GPIOs des ESP32 verbunden werden können.
Benötigte Komponenten
Für das Projekt benötigst du:
- das Keyestudio Inventor Starter Kit - das mitgelieferte ESP32-Modul - ein USB-Kabel zur Programmierung und Stromversorgung - fünf kurze Buchse-zu-Buchse-Verbindungskabel mit 10 cm Länge - zwei lange Buchse-zu-Buchse-Verbindungskabel mit 20 cm Länge
Alle benötigten Bauteile und Verbindungskabel sind bereits im Lieferumfang des Keyestudio Inventor Starter Kits enthalten. Zusätzliches Elektronikzubehör ist für dieses Projekt daher nicht erforderlich.
Die kurzen Kabel eignen sich für die Verbindungen zwischen den nahe beieinanderliegenden Stiftleisten. Für weiter entfernte Komponenten wie den DHT11 oder einzelne Anschlüsse der Punktmatrix sind die längeren 20-cm-Kabel praktischer.
Funktionen des Raumklima-Monitors
Das Projekt übernimmt folgende Aufgaben:
- Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit mit dem DHT11 messen - Messwerte auf dem 16×2-LCD anzeigen - Raumklimastatus über die 8×8-Punktmatrix darstellen - Status über sechs WS2812B-LEDs als Ampel anzeigen - Messwerte über WLAN auf einer lokalen Webseite bereitstellen
Als Richtwerte für 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 später problemlos an die eigenen Anforderungen angepasst werden.
Der Arduino-Sketch für den Raumklima-Monitor
Der Sketch verbindet die verschiedenen Komponenten des Projekts miteinander. In regelmäßigen Abständen 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 ungünstigen Werten.
ESP32-Raumklima-Monitor für das Keyestudio Inventor Starter KitProjekt als ZIP herunterladen
Die aktuellen Messwerte werden auf dem 16×2-LCD dargestellt. Gleichzeitig zeigt die 8×8-Punktmatrix abhängig vom ermittelten Status ein lächelndes, neutrales oder trauriges Gesicht. Die sechs WS2812B-LEDs ergänzen diese Anzeige als farbige Ampel: Grün steht für gute Werte, Gelb für den Grenzbereich und Rot für ungünstige Bedingungen.
