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[michaelteeuw]

The Train Automator: Part 1 - Prototyping

As my regular readers know, my dad is an avid Model Train hobbist. And altough my interest is more on the digital side of electronics, every now and then our hobbies meet. After my recent Arduino powered analog clock project, I once again will work on a project for my dad: Let's make his trains Arduino powered!

In the past years, my dad's train artworks were featured during the OnTrax Train Expo in the dutch Railway museum. The photo above (which show my dad and my oldest son Enzo) is made during the most recent expo and features the train controller I built last year. During the next Expo, my dad will show his new creation with a shuttle train.

Like most of his tracks (with exception of the track in the previous picture) the shuttle train will be controlled using a Roco MultiMAUS and although this allows for very easy control, this would mean he needs to continuously operate the train during the expo weekends. Of course there are many automated solutions to solve this. Unfortunately most of them are pretty expensive, complicated and would require my dad to connect a full blown computer to the track.

As an enthaustic microcontroller fanboy, I'm sure I can come up with a simpler solution that allows him to automate his shuttle train.

The MultiMAUS is connected to the track via a digital amplifier. The digital amplifier and and MultiMAUS use the RS485 protocol to communicate which can be connected to an Arduino with the help of a MAX485 IC. To make life a little easier in the prototyping phase, I bought a Waveshare 485 breakout board.

To check if I was on the right track (pun intended), I hooked up my Rigol DS1054Z oscilloscope to see if I indeed receive some data ...

And after some fiddling around and swapping the A & B channels on the bottom of the MAX485 breakout board, I the bits started to appear on my oscilloscope. Great!

Of course, I wasn't the first person to start this adventure. As a matter of fact, I couldn't have done it without the help of Philip Gahtow who wrote the awesome XpressNet library. This library also included the image above which shows the wiring needed for this project.

Since I'll be using an Arduino Nano which only has one Serial port, there was one caveat: I couldn't flash the Arduino while it was connected to the RS485 bus. But with that in mind, wiring everything up was pretty straight forward.

Of course, the system also needs a way to detect if the train approaches the end of the track. And although there are many (complicated) ways to achieve this, I will go for the easiest solution possible: adding a magnet below the train, and putting two reed contacts between the tracks. For now (since we are prototyping) I just manually control the end stops by connecting the yellow wire to one of the two assigned end stop pins of the Arduino.

And with the electronics all wired up, it's time to start working on some proof of concept code. I must admit it's a pretty unique place to do some coding: right between the tracks.

Let's see if we can start the trains.

First, we need to set up the basics:

// Include the XpressNet Library #include <XpressNet.h> // Define the address we will be using for our virtual MuliMAUS. #define XNetAddress 31 // Define which pin we use to enable the transmission to the digital amplifier. #define XNetSRPin 3 // Define the ID of the train we will be talking to. #define TRAIN_ID 89 // Create an instance of the XpressNet class. XpressNetClass XpressNet;

Next, we need to configure the XpressNet object, and finally we can give the train the command to start driving. In this prototyping phase, let's keep it simple, and put it all in the setup() routine, so this command will be only be given once.

void setup() { // Initialize the XpressNet controller, using the defined values. XpressNet.start(XNetAddress, XNetSRPin); // Queue the command to start the train. XpressNet.setLocoDrive(0x00, TRAIN_ID, 0x13, 32); // Speed: 32 }

Note that It said the command is queued. It won't be send to the train directly, since the XpressNet library will wait for data from the digital amplifier first. This is something that took me a while to find out, but luckily, the solution is very simple. We need to call XpressNet.receive(). in the main run loop:

void loop() { // Check if there is anynew data available, and then send all queued messages. XpressNet.receive(); }

And low and behold, after uploading the code and connecting the MAX485 unit to the digital amplifier, the train starts moving!

A few caveats I ran into:

The acceleration and deceleration of the train is something that is programmed into the train. It is not something you can control on the fly. We need to take this into account when we place the reed contact end stops.

The speed is a one byte value (0-255). Everything below 128 is forward driving, 128 and up is backwards driving.

As said: we need to listen for new data before our commands are send.

And with that in mind, we can start working on the read deal.

Of course my dad likes to give me a nice challenge. So not only are we going to control the train's movement. We are going to add the following as well:

An OLED display to see the current state of the train and the time of the next automated departure.

We are going to control the on board train sounds (literally: bells and whistles).

We will add an integrated MP3 player to add train station sounds that are played at random intervals.

Everything is going to be configurable using a few integrated buttons to allow my dad to change the intervals without the need of a computer.

Of course, I can't just hand over a breadboard contraption, so in the next post we are going to work on a custom designed PCB that houses all the necessary electronics. Read it here!

[draegerit]

ESP32-S3 mit 4,2″ Display: ePaper Killer? Unboxing & erster Eindruck (Teil 1)

Auf meinem Blog habe ich bereits einige Projekte mit ePaper-Displays umgesetzt. Die Technik ist faszinierend: extrem stromsparend, perfekt ablesbar bei Sonnenlicht und ideal für IoT-Anwendungen.

Doch ein Nachteil zieht sich durch fast alle dieser Displays: sie sind oft ziemlich teuer.

Genau hier wird es spannend.

https://youtu.be/TG7722V8UGw

Mit dem Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 kommt eine interessante Alternative ins Spiel. Statt eines klassischen ePaper-Displays setzt dieses Board auf ein sogenanntes RLCD (Reflective LCD) – und verspricht damit ein ähnliches „Look & Feel“, aber zu einem deutlich attraktiveren Preis.

👉 Die große Frage ist also: Kann dieses Display wirklich mit ePaper mithalten – oder ist es nur ein günstiger Kompromiss?

In diesem Beitrag starte ich mit einem Unboxing und meinem ersten Eindruck vom Board.

Transparenzhinweis: Das Gerät wurde mir von Waveshare für dieses Review kostenfrei zur Verfügung gestellt. Ich freue mich immer, wenn ich in dieser Form unterstützt werde und neue Hardware frühzeitig testen kann.

Selbstverständlich hat dies keinen Einfluss auf meine Bewertung – ich teile wie gewohnt meine ehrliche Meinung und praktische Erfahrungen mit dem Board.

Unboxing & erster Aufbau

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 wird in einer stabilen Verpackung geliefert, die das Board zuverlässig vor Stößen schützt. Bereits beim Auspacken macht das Ganze einen durchdachten Eindruck.

Neben dem Board selbst liegen noch ein kleiner Speaker sowie ein Kreuzschlitz-Schraubendreher bei – ein nettes Extra, das man so nicht bei jedem Entwicklerboard bekommt.

Interessant: Es gibt zwei Varianten des Boards – einmal mit und einmal ohne Akku. In meinem Fall war bereits ein LiPo-Akku (18650, 2600 mAh, 3,7 V) enthalten, was den Einstieg deutlich erleichtert und das Board direkt mobil einsetzbar macht.

Der mechanische Aufbau ist angenehm simpel gelöst. Die beiden Standfüße werden auf der Rückseite eingeklickt, und schon steht das Board stabil auf dem Schreibtisch – ganz ohne zusätzliches Zubehör oder Bastelarbeit.

Ein schönes Detail: Auf dem Board ist bereits ein Demo-Programm vorinstalliert. Dieses zeigt unter anderem:

- die aktuelle Temperatur - die relative Luftfeuchtigkeit - den Batteriestand - sowie die Anzahl erkannter WiFi- und BLE-Geräte in der Umgebung

👉 Damit bekommt man direkt nach dem Einschalten ein erstes Gefühl dafür, was mit dem Display möglich ist – ohne selbst sofort programmieren zu müssen.

Schwachstelle: Montage der Standfüße

Ein Punkt, der mir beim Aufbau negativ aufgefallen ist, betrifft die Montage der Standfüße.

Die Füße werden über kleine Kunststoffhaken auf der Rückseite befestigt. Dabei ist jedoch Vorsicht geboten:

👉 Die Haken sind relativ filigran und können bei der Montage leicht abbrechen.

In meinem Fall ist genau das passiert – die Halterung ist beim Einsetzen gebrochen, wodurch das Display nicht mehr sicher steht.

Lösung: 3D-Druck als Alternative

Ich habe mir die Standfüße kurzerhand mit Tinkercad und meinem 3D-Drucker neu erstellt und dabei direkt etwas angepasst:

- sitzen nicht mehr ganz so stramm - minimal kleiner dimensioniert - dadurch deutlich einfacher einzusetzen

einfache Ersatzfüsse für das RLCD Display von Waveshare aus dem 3D Drucker

👉 Ergebnis: Das Display steht wieder stabil – und die Montage ist deutlich entspannter.

Nachfolgend die STL-Datei als download:

3D Druckvorlage für Ersatzfuss des RLCD Device von WaveshareHerunterladen

Technische Daten im Überblick

BereichDetailsProzessorXtensa 32-bit LX7 Dual-Core, bis zu 240 MHzSpeicher512 KB SRAM, 384 KB ROM, 16 MB Flash, 8 MB PSRAMKonnektivität2,4 GHz Wi-Fi, Bluetooth 5 (LE), integrierte AntenneDisplay4,2″ RLCD (Reflective LCD), 300 × 400 Pixel, ohne HintergrundbeleuchtungAudioDual-Mikrofon-Array (Noise Reduction, Echo Cancellation)SensorenSHTC3 (Temperatur & relative Luftfeuchtigkeit)RTCPCF85063 Echtzeituhr + Anschluss für Backup-BatterieStromversorgung18650 Akkuhalter + separater RTC-BatterieanschlussSpeichermicroSD (TF) KartenslotGPIO2 × 8 Pin Header (2,54 mm Rastermaß)BedienelementeBOOT, POWER, frei programmierbarer KEY-Button

Aufbau & Anschlüsse im Detail

Werfen wir einen genaueren Blick auf den Aufbau des Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2.

Auf der Vorderseite dominiert ganz klar das 4,2″ große RLCD-Display mit einer Auflösung von 300 × 400 Pixeln. Dieses ist das zentrale Element des Boards und macht direkt deutlich, worauf der Fokus hier liegt: Visualisierung bei möglichst geringem Energieverbrauch.

Die Rückseite ist deutlich spannender – hier sitzt die eigentliche Technik:

Aufbau - ESP32-S3 4.2" RLCD von Waveshare

Zusätzlich befinden sich unterhalb der USB-C Buchse zwei kleine Status-LEDs:

- eine LED zeigt an, dass der Akku geladen wird - eine weitere LED dient als Schutzindikator und warnt, wenn der Akku falsch herum eingelegt wurde

👉 Gerade letzteres ist ein schönes Detail, das man nicht oft sieht und im Zweifel vor Schäden schützen kann.

👉 Insgesamt wirkt das Layout gut durchdacht: Alle wichtigen Anschlüsse sind sauber erreichbar, und das Board lässt sich ohne viel Aufwand direkt in eigene Projekte integrieren.

Hinweis zum integrierten SHTC3 Sensor

Auf dem Board ist bereits ein SHTC3 Sensor verbaut, der Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit misst. Damit eignet sich das Board direkt für einfache Umweltmessungen – ganz ohne zusätzliche Hardware.

Die wichtigsten Spezifikationen im Überblick:

Luftfeuchtigkeit

- typische Genauigkeit: ±2 %RH - Messbereich: 0 – 100 %RH - Ansprechzeit (τ63%): ca. 8 Sekunden - werkseitig kalibriert

Temperatur

- typische Genauigkeit: ±0,2 °C - Ansprechzeit (τ63%): ca. 5 Sekunden Wichtiger Hinweis zur Messgenauigkeit

Auch wenn der integrierte SHTC3 Sensor auf dem Papier gute Werte liefert, gibt es in der Praxis einen entscheidenden Punkt zu beachten:

👉 Der Sensor ist auf der Platine hinter dem RLCD-Display verbaut und wird zusätzlich von einer etwa 3 mm starken Acrylplatte abgedeckt.

SHTC3 Sensor am ESP32-S3 Development Board von Waveshare

Das führt dazu, dass:

- der Sensor nicht direkt der Umgebungsluft ausgesetzt ist - sich Wärme vom Development Board staut - die Luftzirkulation eingeschränkt ist

👉Dadurch misst der Sensor eher die Temperatur des Boards selbst als die der Umgebung.

RLCD vs. LCD vs. ePaper – wo liegt der Unterschied?

Bevor wir das Display bewerten, lohnt sich ein kurzer Blick auf die Technik dahinter. Denn ein RLCD (Reflective LCD) ist weder ein klassisches LCD noch ein ePaper-Display – sondern liegt irgendwo dazwischen.

TFT-LCD (klassisches Farbdisplay)

Die meisten Displays, die du aus Smartphones, günstigen ESP32-Displays oder Monitoren kennst, sind sogenannte TFT-LCDs (Thin-Film-Transistor Displays).

Das bedeutet:

- jedes Pixel wird aktiv angesteuert - das Display benötigt immer eine Hintergrundbeleuchtung

ESP32 - 1.9" TFT Display - Mini-Garten Dashboard

Vorteile

- kräftige Farben und hohe Helligkeit - sehr schnelle Reaktionszeit (perfekt für Animationen & UI) - gut geeignet für interaktive Anwendungen - unabhängig vom Umgebungslicht

Nachteile

- hoher Stromverbrauch durch Hintergrundbeleuchtung - bei direkter Sonne oft schlechter ablesbar - für batteriebetriebene Projekte eher ungünstig RLCD (Reflective LCD)

Ein RLCD – wie beim Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 – verzichtet komplett auf eine Hintergrundbeleuchtung.

Stattdessen nutzt es:

- Umgebungslicht zur Darstellung - ähnlich wie Papier oder ePaper

RLCD Display am ESP32-S3 Development Board

Vorteile

- deutlich stromsparender als normales LCD - sehr gut bei Tageslicht ablesbar - schnelle Reaktionszeiten (kein „Refresh-Flackern“)

Nachteile

- bei wenig Licht schlechter sichtbar - Kontrast nicht ganz so stark wie bei ePaper ePaper (E-Ink)

ePaper geht noch einen Schritt weiter:

Eigenschaften:

- Bild bleibt ohne Strom dauerhaft sichtbar - extrem hoher Kontrast - wirkt wie echtes Papier

ePaper-Display mit aktuellen Wetterdaten

Vorteile

- minimaler Stromverbrauch - perfekt für statische Inhalte - sehr gut ablesbar

Nachteile

- sehr langsamer Bildaufbau - sichtbares „Flackern“ beim Aktualisieren - meist deutlich teurer

Direkter Vergleich

FeatureTFTRLCDePaperStromverbrauch❌ hoch⚖️ mittel✅ sehr geringAblesbarkeit Sonne⚖️ mittel✅ gut✅ sehr gutHelligkeit (dunkel)✅ sehr gut❌ schlecht❌ schlechtGeschwindigkeit✅ sehr schnell✅ schnell❌ langsamDaueranzeige ohne Strom❌ nein❌ nein✅ jaPreis⚖️ mittel✅ günstig❌ teuer Erste Einordnung

Nach dem direkten Vergleich wird schnell klar:

👉 Das RLCD ist weder ein klassisches Display noch ein ePaper-Ersatz.

Stattdessen positioniert es sich genau dazwischen:

- deutlich schneller als ePaper - stromsparender als ein TFT - und vor allem: deutlich günstiger

👉 Genau diese Kombination macht das Display besonders interessant für IoT-Projekte, bei denen sich Inhalte regelmäßig ändern.

Erster Eindruck vom RLCD Display

Nach dem ersten Einschalten war ich ehrlich gesagt gespannt, wie nah das RLCD wirklich an ein ePaper-Display herankommt.

👉 Die kurze Antwort: Es ist anders – aber auf eine interessante Art.

Die Darstellung wirkt insgesamt etwas matter als bei einem klassischen TFT-Display, was aber durchaus gewollt ist. Gerade bei gutem Umgebungslicht lässt sich der Inhalt sehr angenehm ablesen.

Was sofort auffällt:

👉 Das Display reagiert deutlich schneller als ePaper.

- kein Flackern - keine langen Refresh-Zeiten - Inhalte werden direkt aktualisiert

Allerdings zeigt sich auch schnell die Kehrseite:

👉 Bei schlechten Lichtverhältnissen wird das Display schwer lesbar.

Hier fehlt schlicht die Hintergrundbeleuchtung – ein Punkt, den man bei der Projektwahl unbedingt berücksichtigen sollte.

Für wen lohnt sich das Board?

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 ist besonders interessant für:

- IoT Dashboards - Wetterstationen - Smart Home Anzeigen - Akkubetriebene Projekte mit regelmäßigen Updates

👉 Weniger geeignet ist es für:

- rein statische Anzeigen (hier bleibt ePaper überlegen) - dunkle Umgebungen ohne zusätzliche Beleuchtung

Fazit: ePaper Killer?

👉 Die kurze Antwort: Nein – aber das muss es auch gar nicht sein.

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 positioniert sich genau zwischen klassischem TFT und ePaper – und trifft damit einen sehr interessanten Sweet Spot.

ePaper bleibt unschlagbar, wenn es um:

- extrem niedrigen Stromverbrauch - und statische Inhalte

geht.

Das RLCD hingegen punktet mit:

- deutlich schnellerer Darstellung - guter Ablesbarkeit bei Tageslicht - und einem spürbar günstigeren Preis

👉 Gerade für Projekte mit regelmäßig aktualisierten Inhalten – wie Dashboards oder Smart-Home-Anzeigen – ist das ein echter Vorteil.

Natürlich gibt es auch Schwächen:

- keine Hintergrundbeleuchtung → schwierig bei wenig Licht - kleinere Verarbeitungsdetails (z. B. Standfüße)

👉 Mein Eindruck nach dem ersten Teil: Das Board ist kein ePaper-Ersatz, aber eine spannende und praktische Alternative für viele IoT-Projekte.

[draegerit]

ESP32-S3 mit 4,2″ Display: ePaper Killer? Unboxing & erster Eindruck (Teil 1)

Auf meinem Blog habe ich bereits einige Projekte mit ePaper-Displays umgesetzt. Die Technik ist faszinierend: extrem stromsparend, perfekt ablesbar bei Sonnenlicht und ideal für IoT-Anwendungen.

Doch ein Nachteil zieht sich durch fast alle dieser Displays: sie sind oft ziemlich teuer.

Genau hier wird es spannend.

https://youtu.be/TG7722V8UGw

Mit dem Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 kommt eine interessante Alternative ins Spiel. Statt eines klassischen ePaper-Displays setzt dieses Board auf ein sogenanntes RLCD (Reflective LCD) – und verspricht damit ein ähnliches „Look & Feel“, aber zu einem deutlich attraktiveren Preis.

👉 Die große Frage ist also: Kann dieses Display wirklich mit ePaper mithalten – oder ist es nur ein günstiger Kompromiss?

In diesem Beitrag starte ich mit einem Unboxing und meinem ersten Eindruck vom Board.

Transparenzhinweis: Das Gerät wurde mir von Waveshare für dieses Review kostenfrei zur Verfügung gestellt. Ich freue mich immer, wenn ich in dieser Form unterstützt werde und neue Hardware frühzeitig testen kann.

Selbstverständlich hat dies keinen Einfluss auf meine Bewertung – ich teile wie gewohnt meine ehrliche Meinung und praktische Erfahrungen mit dem Board.

Unboxing & erster Aufbau

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 wird in einer stabilen Verpackung geliefert, die das Board zuverlässig vor Stößen schützt. Bereits beim Auspacken macht das Ganze einen durchdachten Eindruck.

Neben dem Board selbst liegen noch ein kleiner Speaker sowie ein Kreuzschlitz-Schraubendreher bei – ein nettes Extra, das man so nicht bei jedem Entwicklerboard bekommt.

Interessant: Es gibt zwei Varianten des Boards – einmal mit und einmal ohne Akku. In meinem Fall war bereits ein LiPo-Akku (18650, 2600 mAh, 3,7 V) enthalten, was den Einstieg deutlich erleichtert und das Board direkt mobil einsetzbar macht.

Der mechanische Aufbau ist angenehm simpel gelöst. Die beiden Standfüße werden auf der Rückseite eingeklickt, und schon steht das Board stabil auf dem Schreibtisch – ganz ohne zusätzliches Zubehör oder Bastelarbeit.

Ein schönes Detail: Auf dem Board ist bereits ein Demo-Programm vorinstalliert. Dieses zeigt unter anderem:

- die aktuelle Temperatur - die relative Luftfeuchtigkeit - den Batteriestand - sowie die Anzahl erkannter WiFi- und BLE-Geräte in der Umgebung

👉 Damit bekommt man direkt nach dem Einschalten ein erstes Gefühl dafür, was mit dem Display möglich ist – ohne selbst sofort programmieren zu müssen.

Schwachstelle: Montage der Standfüße

Ein Punkt, der mir beim Aufbau negativ aufgefallen ist, betrifft die Montage der Standfüße.

Die Füße werden über kleine Kunststoffhaken auf der Rückseite befestigt. Dabei ist jedoch Vorsicht geboten:

👉 Die Haken sind relativ filigran und können bei der Montage leicht abbrechen.

In meinem Fall ist genau das passiert – die Halterung ist beim Einsetzen gebrochen, wodurch das Display nicht mehr sicher steht.

Lösung: 3D-Druck als Alternative

Ich habe mir die Standfüße kurzerhand mit Tinkercad und meinem 3D-Drucker neu erstellt und dabei direkt etwas angepasst:

- sitzen nicht mehr ganz so stramm - minimal kleiner dimensioniert - dadurch deutlich einfacher einzusetzen

einfache Ersatzfüsse für das RLCD Display von Waveshare aus dem 3D Drucker

👉 Ergebnis: Das Display steht wieder stabil – und die Montage ist deutlich entspannter.

Nachfolgend die STL-Datei als download:

3D Druckvorlage für Ersatzfuss des RLCD Device von WaveshareHerunterladen

Technische Daten im Überblick

BereichDetailsProzessorXtensa 32-bit LX7 Dual-Core, bis zu 240 MHzSpeicher512 KB SRAM, 384 KB ROM, 16 MB Flash, 8 MB PSRAMKonnektivität2,4 GHz Wi-Fi, Bluetooth 5 (LE), integrierte AntenneDisplay4,2″ RLCD (Reflective LCD), 300 × 400 Pixel, ohne HintergrundbeleuchtungAudioDual-Mikrofon-Array (Noise Reduction, Echo Cancellation)SensorenSHTC3 (Temperatur & relative Luftfeuchtigkeit)RTCPCF85063 Echtzeituhr + Anschluss für Backup-BatterieStromversorgung18650 Akkuhalter + separater RTC-BatterieanschlussSpeichermicroSD (TF) KartenslotGPIO2 × 8 Pin Header (2,54 mm Rastermaß)BedienelementeBOOT, POWER, frei programmierbarer KEY-Button

Aufbau & Anschlüsse im Detail

Werfen wir einen genaueren Blick auf den Aufbau des Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2.

Auf der Vorderseite dominiert ganz klar das 4,2″ große RLCD-Display mit einer Auflösung von 300 × 400 Pixeln. Dieses ist das zentrale Element des Boards und macht direkt deutlich, worauf der Fokus hier liegt: Visualisierung bei möglichst geringem Energieverbrauch.

Die Rückseite ist deutlich spannender – hier sitzt die eigentliche Technik:

Aufbau - ESP32-S3 4.2" RLCD von Waveshare

Zusätzlich befinden sich unterhalb der USB-C Buchse zwei kleine Status-LEDs:

- eine LED zeigt an, dass der Akku geladen wird - eine weitere LED dient als Schutzindikator und warnt, wenn der Akku falsch herum eingelegt wurde

👉 Gerade letzteres ist ein schönes Detail, das man nicht oft sieht und im Zweifel vor Schäden schützen kann.

👉 Insgesamt wirkt das Layout gut durchdacht: Alle wichtigen Anschlüsse sind sauber erreichbar, und das Board lässt sich ohne viel Aufwand direkt in eigene Projekte integrieren.

Hinweis zum integrierten SHTC3 Sensor

Auf dem Board ist bereits ein SHTC3 Sensor verbaut, der Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit misst. Damit eignet sich das Board direkt für einfache Umweltmessungen – ganz ohne zusätzliche Hardware.

Die wichtigsten Spezifikationen im Überblick:

Luftfeuchtigkeit

- typische Genauigkeit: ±2 %RH - Messbereich: 0 – 100 %RH - Ansprechzeit (τ63%): ca. 8 Sekunden - werkseitig kalibriert

Temperatur

- typische Genauigkeit: ±0,2 °C - Ansprechzeit (τ63%): ca. 5 Sekunden Wichtiger Hinweis zur Messgenauigkeit

Auch wenn der integrierte SHTC3 Sensor auf dem Papier gute Werte liefert, gibt es in der Praxis einen entscheidenden Punkt zu beachten:

👉 Der Sensor ist auf der Platine hinter dem RLCD-Display verbaut und wird zusätzlich von einer etwa 3 mm starken Acrylplatte abgedeckt.

SHTC3 Sensor am ESP32-S3 Development Board von Waveshare

Das führt dazu, dass:

- der Sensor nicht direkt der Umgebungsluft ausgesetzt ist - sich Wärme vom Development Board staut - die Luftzirkulation eingeschränkt ist

👉Dadurch misst der Sensor eher die Temperatur des Boards selbst als die der Umgebung.

RLCD vs. LCD vs. ePaper – wo liegt der Unterschied?

Bevor wir das Display bewerten, lohnt sich ein kurzer Blick auf die Technik dahinter. Denn ein RLCD (Reflective LCD) ist weder ein klassisches LCD noch ein ePaper-Display – sondern liegt irgendwo dazwischen.

TFT-LCD (klassisches Farbdisplay)

Die meisten Displays, die du aus Smartphones, günstigen ESP32-Displays oder Monitoren kennst, sind sogenannte TFT-LCDs (Thin-Film-Transistor Displays).

Das bedeutet:

- jedes Pixel wird aktiv angesteuert - das Display benötigt immer eine Hintergrundbeleuchtung

ESP32 - 1.9" TFT Display - Mini-Garten Dashboard

Vorteile

- kräftige Farben und hohe Helligkeit - sehr schnelle Reaktionszeit (perfekt für Animationen & UI) - gut geeignet für interaktive Anwendungen - unabhängig vom Umgebungslicht

Nachteile

- hoher Stromverbrauch durch Hintergrundbeleuchtung - bei direkter Sonne oft schlechter ablesbar - für batteriebetriebene Projekte eher ungünstig RLCD (Reflective LCD)

Ein RLCD – wie beim Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 – verzichtet komplett auf eine Hintergrundbeleuchtung.

Stattdessen nutzt es:

- Umgebungslicht zur Darstellung - ähnlich wie Papier oder ePaper

RLCD Display am ESP32-S3 Development Board

Vorteile

- deutlich stromsparender als normales LCD - sehr gut bei Tageslicht ablesbar - schnelle Reaktionszeiten (kein „Refresh-Flackern“)

Nachteile

- bei wenig Licht schlechter sichtbar - Kontrast nicht ganz so stark wie bei ePaper ePaper (E-Ink)

ePaper geht noch einen Schritt weiter:

Eigenschaften:

- Bild bleibt ohne Strom dauerhaft sichtbar - extrem hoher Kontrast - wirkt wie echtes Papier

ePaper-Display mit aktuellen Wetterdaten

Vorteile

- minimaler Stromverbrauch - perfekt für statische Inhalte - sehr gut ablesbar

Nachteile

- sehr langsamer Bildaufbau - sichtbares „Flackern“ beim Aktualisieren - meist deutlich teurer

Direkter Vergleich

FeatureTFTRLCDePaperStromverbrauch❌ hoch⚖️ mittel✅ sehr geringAblesbarkeit Sonne⚖️ mittel✅ gut✅ sehr gutHelligkeit (dunkel)✅ sehr gut❌ schlecht❌ schlechtGeschwindigkeit✅ sehr schnell✅ schnell❌ langsamDaueranzeige ohne Strom❌ nein❌ nein✅ jaPreis⚖️ mittel✅ günstig❌ teuer Erste Einordnung

Nach dem direkten Vergleich wird schnell klar:

👉 Das RLCD ist weder ein klassisches Display noch ein ePaper-Ersatz.

Stattdessen positioniert es sich genau dazwischen:

- deutlich schneller als ePaper - stromsparender als ein TFT - und vor allem: deutlich günstiger

👉 Genau diese Kombination macht das Display besonders interessant für IoT-Projekte, bei denen sich Inhalte regelmäßig ändern.

Erster Eindruck vom RLCD Display

Nach dem ersten Einschalten war ich ehrlich gesagt gespannt, wie nah das RLCD wirklich an ein ePaper-Display herankommt.

👉 Die kurze Antwort: Es ist anders – aber auf eine interessante Art.

Die Darstellung wirkt insgesamt etwas matter als bei einem klassischen TFT-Display, was aber durchaus gewollt ist. Gerade bei gutem Umgebungslicht lässt sich der Inhalt sehr angenehm ablesen.

Was sofort auffällt:

👉 Das Display reagiert deutlich schneller als ePaper.

- kein Flackern - keine langen Refresh-Zeiten - Inhalte werden direkt aktualisiert

Allerdings zeigt sich auch schnell die Kehrseite:

👉 Bei schlechten Lichtverhältnissen wird das Display schwer lesbar.

Hier fehlt schlicht die Hintergrundbeleuchtung – ein Punkt, den man bei der Projektwahl unbedingt berücksichtigen sollte.

Für wen lohnt sich das Board?

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 ist besonders interessant für:

- IoT Dashboards - Wetterstationen - Smart Home Anzeigen - Akkubetriebene Projekte mit regelmäßigen Updates

👉 Weniger geeignet ist es für:

- rein statische Anzeigen (hier bleibt ePaper überlegen) - dunkle Umgebungen ohne zusätzliche Beleuchtung

Fazit: ePaper Killer?

👉 Die kurze Antwort: Nein – aber das muss es auch gar nicht sein.

Das Waveshare ESP32-S3 RLCD 4.2 positioniert sich genau zwischen klassischem TFT und ePaper – und trifft damit einen sehr interessanten Sweet Spot.

ePaper bleibt unschlagbar, wenn es um:

- extrem niedrigen Stromverbrauch - und statische Inhalte

geht.

Das RLCD hingegen punktet mit:

- deutlich schnellerer Darstellung - guter Ablesbarkeit bei Tageslicht - und einem spürbar günstigeren Preis

👉 Gerade für Projekte mit regelmäßig aktualisierten Inhalten – wie Dashboards oder Smart-Home-Anzeigen – ist das ein echter Vorteil.

Natürlich gibt es auch Schwächen:

- keine Hintergrundbeleuchtung → schwierig bei wenig Licht - kleinere Verarbeitungsdetails (z. B. Standfüße)

👉 Mein Eindruck nach dem ersten Teil: Das Board ist kein ePaper-Ersatz, aber eine spannende und praktische Alternative für viele IoT-Projekte.

[draegerit]

Waveshare ESP32-S3-Nano – Der leistungsstarke ESP32 im Nano-Format

Der Arduino Nano mit ATmega328 ist nach wie vor beliebt – kompakt, einfach zu programmieren und ideal für schnelle Prototypen. Doch die Anforderungen an moderne Mikrocontroller sind gestiegen: WLAN, Bluetooth, mehr Rechenleistung und Speicher sind längst keine Luxusfeatures mehr. Selbst Arduino hat darauf reagiert und mit dem Arduino Nano ESP32 ein passendes Upgrade im bekannten Formfaktor veröffentlicht – allerdings zu einem Preis von rund 25 €. Wer auf der Suche nach einer günstigen, aber leistungsstarken Alternative ist, sollte sich den ESP32-S3-Nano von Waveshare genauer ansehen. Der kleine Mikrocontroller im Nano-Format bringt nicht nur Dual-Core Power, 16 MB Flash, 8 MB PSRAM und USB-HID-Funktionalität, sondern kostet auf Plattformen wie AliExpress gerade einmal ein Drittel des offiziellen Pendants. Einziger Haken: Der ESP32-S3 arbeitet mit 3,3 V Logikpegeln – bei falscher Verdrahtung droht eine Beschädigung. https://youtu.be/U2zNhGi9Wec In diesem Beitrag zeige ich dir, was der kleine Mikrocontroller alles kann, worauf du bei der Verwendung achten solltest, und wie sich der Waveshare ESP32-S3-Nano in der Praxis schlägt.

Technische Übersicht des ESP32-S3-Nano

Der Waveshare ESP32-S3-Nano basiert auf dem leistungsstarken ESP32-S3R8-Chip mit folgenden Merkmalen: - Dual-Core Xtensa® LX7 Prozessor mit bis zu 240 MHz - 16 MB Flash und 8 MB PSRAM – ideal für speicherintensive Projekte - 512 KB SRAM + 384 KB ROM - 2.4 GHz WiFi & Bluetooth LE (BLE) - Unterstützung für USB HID (z. B. Tastatur oder Maus via USB) - Kompatibel mit Arduino IDE und MicroPython - Direkte Unterstützung für die Arduino IoT Cloud Dank dieser Ausstattung eignet sich der Mikrocontroller für vielseitige Anwendungen – von IoT-Projekten über Sensorik und Automatisierung bis hin zu USB-basierten Eingabegeräten.

Pinout des ESP32-S3-Nano Damit du den Waveshare ESP32-S3-Nano optimal in deine Projekte integrieren kannst, habe ich dir hier das Pinout übersichtlich zusammengestellt. Die Belegung orientiert sich stark am klassischen Arduino Nano – mit einigen wichtigen Unterschieden: Wichtige Hinweise vorab - Alle GPIOs arbeiten mit 3,3 V – 5 V an einem Eingang können den Mikrocontroller beschädigen! - Die Pins sind nicht 5V-tolerant – verwende bei Bedarf Pegelwandler. - Der USB-C-Anschluss dient sowohl zur Programmierung als auch zur Stromversorgung (5 V werden onboard auf 3,3 V geregelt). - Einige Pins unterstützen ADC, PWM, I2C, SPI, UART und andere Funktionen mehrfach – diese können per Software konfiguriert werden.

Pinout - Waveshare ESP32-S3-Nano Aufbau des Mikrocontrollers Waveshare ESP32-S3-Nano Der Waveshare ESP32-S3-Nano im Arduino-Nano-Formfaktor ist kompakt, aber vollgepackt mit moderner Technik. Besonders auffällig sind folgende Komponenten auf der Oberseite der Platine: Integrierte RGB-LED Ebenfalls auf der Oberseite ist eine dreifarbige RGB-LED verbaut, deren Farben sich separat über folgende Pins steuern lassen: Rot: GPIO46 (D14) Grün: GPIO0 (D15) Blau: GPIO45 (D16) Diese RGB-LED eignet sich hervorragend für Statusanzeigen, Farbcodierungen oder Visualisierungen in IoT-Projekten. USB-Typ-C-Anschluss An der Stirnseite befindet sich ein moderner USB-C-Port zur Programmierung und Stromversorgung. Das macht das Board besonders zukunftssicher und kompatibel mit aktuellen Kabeln und Ladegeräten. Rote Power-LED Direkt rechts neben dem USB-C-Anschluss signalisiert eine rote LED die aktive Stromversorgung – sie leuchtet dauerhaft, sobald das Board mit Spannung versorgt ist. User-LED (GPIO48 / D13) Links vom USB-Port ist eine weitere kleine LED, die über den Pin GPIO48 (alias D13) angesteuert wird. Sie dient als klassische BuildIn-LED, wie man sie von anderen Arduino-Boards kennt – ideal für einfache Blink-Sketche und Tests.

Aufbau - Waveshare ESP32-S3-Nano Mikrocontroller

Technischer Vergleich: Arduino Nano ESP32 vs. Waveshare ESP32-S3-Nano

Beide Mikrocontroller setzen auf den leistungsstarken ESP32-S3-Chip, bieten WiFi & Bluetooth LE, viel Flash-Speicher und einen Nano-kompatiblen Formfaktor. Dennoch gibt es Unterschiede – besonders beim Preis und den Features rund um Peripherie, Stromversorgung und USB.

Mikrocontroller im Formfaktor des Arduino Nano MerkmalArduino® Nano ESP32Waveshare ESP32-S3-NanoMicrocontrolleru-blox® NORA-W106 (ESP32-S3)ESP32-S3R8Prozessorkerne2× Xtensa® LX7, 240 MHzROM / RAM384 kB / 512 kBFlash16 MBPSRAM8 MBWLAN / Bluetooth2,4 GHz WiFi, BLE im ESP32-S3 integriertUSB-AnschlussUSB-CUSB-C (mit HID-Unterstützung)HID-Unterstützung❌ (nicht aktiviert)✅ (funktioniert als Maus/Tastatur)Digitale I/O Pins14Analoge Eingänge8PWM-fähige Pins5UART / I2C / SPI2x / 1x / 1xI/O Spannung3,3 VEingangsspannung6 - 21 VI/O Strom pro Pin40 mAGröße (L × B)45 × 18 mmBesonderheitenRGB-LED integriert, Arduino Cloud, CE-konformHID-Unterstützung, günstiger PreisPreis (ca.)ca. 25 €ca. 6–8 € Fazit: Wer bietet mehr fürs Geld? Der Arduino® Nano ESP32 punktet mit offizieller CE-Zertifizierung, sauberer Integration in das Arduino-Ökosystem und einer integrierten RGB-LED – ideal für den professionellen Einsatz oder den Bildungsbereich. Der Waveshare ESP32-S3-Nano hingegen ist ein echter Preis-Leistungs-Tipp: nahezu identische Hardware, native USB-HID-Unterstützung, volle Kompatibilität mit Arduino IDE, MicroPython und Arduino Cloud – und das zu einem Bruchteil des Preises. Für Maker, Bastler und fortgeschrittene Hobbyentwickler bietet dieses Board alles, was man für moderne Projekte braucht.

Programmierung mit dem Arduino Nano Connector Carrier Board

Der Waveshare ESP32-S3-Nano lässt sich perfekt mit dem bereits vorgestellten Arduino Nano Connector Carrier Board kombinieren. Dieses Erweiterungsboard bietet: - vier Grove- und Qwiic-kompatible Anschlüsse (digital/analog, seriell, I2C) - eine integrierte Spannungsumschaltung (3,3 V / 5 V) – ideal für den ESP32-S3 - einfaches Breadboard-freies Prototyping - kompaktes Format – perfekt für kompakte IoT-Projekte

Gerade in Verbindung mit Arduino Cloud ergeben sich spannende Möglichkeiten: Durch die standardisierte Nano-Pinbelegung kann der Waveshare ESP32-S3-Nano direkt in das Carrier Board eingesetzt und über die gewohnten Modulino-Schnittstellen erweitert werden.

Programmierung des Waveshare ESP32-S3-Nano

Der Waveshare ESP32-S3-Nano kommt bereits mit einem vorinstallierten Demo-Programm, das erste Funktionen wie die RGB-LED-Ansteuerung demonstriert. Dieses Beispiel findest du auch auf der offiziellen Wiki-Seite von Waveshare: 🔗 Demo herunterladen (Waveshare Wiki) Das vorinstallierte Beispiel blinkt unter anderem die integrierte RGB-LED und zeigt so, dass das Board korrekt funktioniert. Beispiel - blinken der RGB LED und BuildInLED am Waveshare ESP32-S3-Nano Board // User-LED auf D13 #define led 13 // On-Board RGB (gemeinsame Anode: LOW = an, HIGH = aus) #define ledRot 14 // D14 -> Rot #define ledGruen 16 // D16 -> Grün #define ledBlau 15 // D15 -> Blau const int PAUSE = 150; void setup() { pinMode(led, OUTPUT); pinMode(ledRot, OUTPUT); pinMode(ledGruen, OUTPUT); pinMode(ledBlau, OUTPUT); // alles aus (bei gemeinsamer Anode: HIGH = aus) digitalWrite(ledRot, HIGH); digitalWrite(ledGruen, HIGH); digitalWrite(ledBlau, HIGH); digitalWrite(led, LOW); } void rgbLEDStatus(bool rot, bool gruen, bool blau) { // Werte sind Pegel: HIGH=aus, LOW=an digitalWrite(ledRot, rot); digitalWrite(ledGruen, gruen); digitalWrite(ledBlau, blau); } void loop() { rgbLEDStatus(LOW, HIGH, HIGH); // Rot delay(PAUSE); rgbLEDStatus(HIGH, LOW, HIGH); // Grün delay(PAUSE); rgbLEDStatus(HIGH, HIGH, LOW); // Blau delay(PAUSE); // User-LED blinken digitalWrite(led, HIGH); delay(PAUSE); digitalWrite(led, LOW); delay(PAUSE); } Wichtiger Hinweis zur RGB-LED: Gemeinsame Anode Die auf dem Board verbaute RGB-LED ist intern mit einer gemeinsamen Anode (Pluspol) verschaltet. Das bedeutet für die Programmierung: - Ein LOW-Signal (0 V) aktiviert die jeweilige Farbe. - Ein HIGH-Signal (3,3 V) schaltet sie aus. Das Verhalten ist also invertiert im Vergleich zu typischen LEDs mit gemeinsamer Kathode. FarbeGPIO-PinArduino-PinAktiv bei...RotGPIO46D14LOWGrünGPIO0D15LOWBlauGPIO45D16LOW Einsatz mit dem Arduino Nano Connect Carrier und den Modulinos Der Waveshare ESP32-S3-Nano lässt sich nicht nur als leistungsstarker Standalone-Mikrocontroller nutzen, sondern fügt sich dank seines Nano-kompatiblen Formfaktors auch perfekt in das Arduino Nano Connect Carrier Board ein. Dadurch kannst du ihn nahtlos mit den Modulinos aus dem Arduino Plug and Make Kit kombinieren – ideal für schnelle Prototypen, Schülerprojekte oder smarte IoT-Lösungen. Ich habe das Plug and Make Kit bereits ausführlich in diesen Beiträgen vorgestellt: - 🔗 Was ist drin und wie benutzt man es? - 🔗 Richtungsanzeige mit Modulino Movement - 🔗 Abstandskontrolle mit Alarmfunktion - 🔗 Nano Connector Carrier Board clever nutzen Modulinos über Qwiic einfach verbinden Die Modulinos werden über die Qwiic-Schnittstelle (I2C) mit dem Mikrocontroller verbunden. Der Anschluss ist dank der standardisierten 4-Pin-Stecker kinderleicht – einfach einstecken, adressieren und loslegen.

Waveshare ESP32-S3-Nano auf Arduino Connect Carrier mit Modulinos 💡 Wichtig: Damit die Kommunikation mit den Modulinos korrekt funktioniert, muss in der Arduino IDE unter Werkzeuge → Pin Numbering die Option „By GPIO numbering (legacy)“ aktiviert werden. Standardmäßig ist „By Arduino pin (default)“ eingestellt – dies führt beim ESP32-S3 dazu, dass die Modulinos nicht richtig angesprochen werden können.

Falls du das vergisst, bekommst du beim Kompilieren jedoch eine aussagekräftige Fehlermeldung, die dich auf das Problem hinweist. In file included from C:UsersstefaAppDataLocalTemp.arduinoIDE-unsaved202571-17808-8lf0z4.p4cwcsketch_aug1asketch_aug1a.ino:1: c:UsersstefaDocumentsArduinolibrariesModulinosrc/Modulino.h:8:4: error: #error "The current configuration is unsupported, switch Pin Numbering to "By GPIO number" or #undef tone and #undef noTone in the beginning of your sketch." #error "The current configuration is unsupported, switch Pin Numbering to "By GPIO number" or #undef tone and #undef noTone in the beginning of your sketch." Dank dieser Flexibilität kannst du das Plug and Make Kit nicht nur mit originalen Arduino-Boards verwenden, sondern auch mit günstigen Alternativen wie dem Waveshare ESP32-S3-Nano – ohne dabei auf Funktionsumfang oder Benutzerfreundlichkeit zu verzichten. Beispiel: LED-Steuerung mit Tastern – einfach umgesetzt mit Modulinos Um zu zeigen, dass sich der Waveshare ESP32-S3-Nano problemlos in das Plug and Make Umfeld integrieren lässt, habe ich ein kleines Beispiel mit zwei Modulinos umgesetzt: Dem Modulino Button und dem Modulino LED. Per Tastendruck lassen sich jeweils drei LEDs in unterschiedlichen Farben aktivieren – simpel, aber ideal, um die Kompatibilität des Boards mit dem Nano Connector Carrier und den Qwiic-basierten Modulinos zu demonstrieren. /* * Titel: Modulino Beispiel – LED-Steuerung per Taster mit dem Waveshare ESP32-S3-Nano * Beschreibung: * In diesem einfachen Beispielprojekt wird gezeigt, wie sich der Waveshare ESP32-S3-Nano * mit dem Arduino Nano Connector Carrier Board und den Modulinos (Button + LED) kombinieren lässt. * Je nach gedrückter Taste (A, B oder C) leuchtet eine RGB-LED in einer bestimmten Farbe kurz auf. * * Autor: Stefan Draeger * Link zum Beitrag: https://draeger-it.blog/waveshare-esp32-s3-nano-der-leistungsstarke-esp32-im-nano-format/ */ #include // Bibliothek für das Arduino Plug and Make Modulino-System // Konstanten für die drei Tasten auf dem Modulino Button const int BUTTON_A = 0; const int BUTTON_B = 1; const int BUTTON_C = 2; // Modulino-Objekte für LED- und Tastermodul ModulinoPixels leds; // Modulino LED mit WS2812-Pixeln (RGB) ModulinoButtons buttons; // Modulino Button mit drei Tastern void setup() { Serial.begin(9600); // Serielle Schnittstelle zur Ausgabe öffnen Modulino.begin(); // Initialisiert das Modulino-System (I2C-Verbindung etc.) buttons.begin(); // Initialisiert das Button-Modul buttons.setLeds(true, true, true); // Aktiviert die eingebauten LEDs an den Tasten (zur Anzeige der Tastenbelegung) leds.begin(); // Initialisiert das LED-Modul Serial.println("---setup---"); // Gibt zur Kontrolle aus, dass das Setup abgeschlossen ist } void loop() { // Prüft, ob sich der Zustand der Tasten verändert hat if (buttons.update()) { // Wenn Taste A gedrückt wurde if (buttons.isPressed(BUTTON_A)) { Serial.println("---TASTE A---"); leds.set(0, BLUE, 255); // Setzt LED 0 auf volle Helligkeit in Blau leds.show(); // Zeigt die Änderung an delay(150); // Kurze Wartezeit leds.set(0, BLUE, 0); // Schaltet die LED wieder aus leds.show(); // Wenn Taste B gedrückt wurde } else if (buttons.isPressed(BUTTON_B)) { Serial.println("---TASTE B---"); leds.set(1, RED, 255); // Setzt LED 1 auf volle Helligkeit in Rot leds.show(); delay(150); leds.set(1, RED, 0); // LED wieder ausschalten leds.show(); // Wenn Taste C gedrückt wurde } else if (buttons.isPressed(BUTTON_C)) { Serial.println("---TASTE C---"); leds.set(2, GREEN, 255); // Setzt LED 2 auf volle Helligkeit in Grün leds.show(); delay(150); leds.set(2, GREEN, 0); // LED wieder ausschalten leds.show(); } } } Read the full article

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Waveshare ESP32-S3 1.43" AMOLED touch display running the factory demo. Got plans to make it into a watch with a digital compass feature as well.

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ESP32-S3-Matrix von Waveshare: Kompaktes Board mit 8x8 RGB-LED-Matrix im Test

Das kleine ESP32-S3-Matrix Board von Waveshare kombiniert moderne Mikrocontroller-Technik mit einer integrierten 8x8 RGB-LED-Matrix – ideal für kreative LED-Projekte, coole Animationen oder einfache Pixelspiele. In diesem Beitrag zeige ich dir, was mit diesem kompakten Board alles möglich ist. https://youtu.be/RxWwx_eNJn8 Du erfährst, wie du das Board schnell in Betrieb nimmst und programmierst – wahlweise über die Arduino IDE oder mit Visual Studio Code. Danach wird’s praktisch: Wir erstellen gemeinsam verschiedene Lichteffekte und Animationen auf der integrierten LED-Matrix. So bekommst du nicht nur einen Eindruck von der Vielseitigkeit des Boards, sondern auch direkt Inspiration für eigene Projekte.

Technische Daten des ESP32-S3-Matrix von Waveshare

Hier zunächst die technischen Daten des Boards: EigenschaftDetailsMikrocontrollerESP32-S3 mit Xtensa® 32-bit LX7 Dual-Core ProzessorTaktfrequenzBis zu 240 MHzArbeitsspeicher (RAM)512 KB SRAMROM384 KBRTC-SRAM16 KBFlash-Speicher4 MBFunkverbindungen2.4 GHz WiFi, Bluetooth Low Energy (BLE)AnschlussUSB Type-CGPIO-Pins20 digitale Ein-/Ausgänge (über Pinheader)Anzeigeeinheit8x8 RGB-LED-Matrix (64 LEDs insgesamt)BesonderheitenNiedriger Energieverbrauch, integrierte Antenne, hohe RF-LeistungHinweis zur LED-MatrixHelligkeit nicht zu hoch einstellen – Hitzeentwicklung kann das Board schädigen

ESP32-S3 Chip auf dem ESP32-S3-Matrix Board von Waveshare

Bezug des Mikrocontrollers

Du bekommst diesen Mikrocontroller auf eBay.de bereits ab ca. 8 € zzgl. Versandkosten*. Wenn du etwas sparen möchtest und etwas Geduld mitbringst, lohnt sich ein Blick auf AliExpress.com – dort ist das Board bereits ab rund 6 € zzgl. Versand erhältlich. Hinweis von mir: Die mit einem Sternchen (*) markierten Links sind Affiliate-Links. Wenn du über diese Links einkaufst, erhalte ich eine kleine Provision, die dazu beiträgt, diesen Blog zu unterstützen. Der Preis für dich bleibt dabei unverändert. Vielen Dank für deine Unterstützung! Lieferumfang Der Mikrocontroller wird in einer kleinen antistatischen Tüte geliefert ohne Pinleisten. Du musst dir somit noch zusätzlich eine 2,54mm Stiftleisten* besorgen. Diese Stiftleisten gibt es ebenso recht günstig auf Aliexpress oder ebay.de.

Pinout & Aufbau des Mikrocontrollers

Nachfolgend siehst du das Pinout des Mikrocontrollers. Besonders positiv fällt auf, dass es einen deutlich gekennzeichneten 5V-Pin gibt – das ist bei Mikrocontrollern der ESP32-Familie eher selten.

Pinout - ESP32-S3 Matrix Abgesehen davon sind nahezu alle GPIOs vielseitig nutzbar: Sie unterstützen UART, PWM, I2S, ADC, I2C und SPI-Kommunikation. Zusätzlich ermöglichen die beiden Pins unten rechts, TX und RX, die serielle Kommunikation mit anderen Geräten – etwa für Debugging-Zwecke oder die Anbindung externer Module. Aufbau der RGB LED Matrix Die RGB-LED-Matrix auf dem ESP32-S3-Matrix Board ist fest verlötet und folgt einem 8x8-Raster, also 64 einzeln adressierbaren LEDs. Standardmäßig ist die Matrix intern mit GPIO 14 des Mikrocontrollers verbunden – diesen Pin müssen wir auch in unserem Sketch angeben, um die LEDs korrekt anzusteuern. Die erste LED (Index 0) befindet sich dabei oben links, direkt neben dem USB-Anschluss, in der ersten Zeile. Von dort aus verläuft die Adressierung zeilenweise nach rechts, also in sogenannter „serienmäßiger Reihenfolge“ (row-major order). Das ist wichtig zu wissen, wenn man später eigene Muster oder Animationen umsetzen möchte.

Programmierung des Boards ESP32-S3-Matrix

In der offiziellen englischen Dokumentation zum Board von Waveshare wird dir erläutert wie du dieses Board in der Arduino IDE, Visual Studio Code, Espressif IDF sowie MicroPython programmierst. Ich möchte dir nachfolgend meinen Weg aufzeigen wie ich diesen in der Arduino IDE zum laufen gebracht und programmiert habe. Achtung: Helligkeit nicht zu hoch einstellen Ein wichtiger, aber leicht zu übersehender Hinweis findet sich in einem der Beispielsketches von Waveshare: Die Helligkeit der RGB-LED-Matrix sollte nicht zu hoch eingestellt werden, da sich das Board sonst stark erwärmen kann. Durch die kompakte Bauweise und die hohe Leistungsaufnahme der LEDs besteht die Gefahr, dass sich die Temperatur schnell erhöht – was auf Dauer zu einer Beschädigung der Platine führen kann. Programmieren in der Arduino IDE Die Entwicklungsumgebung Arduino IDE ist für die Mikrocontroller der Arduino-Familie (wie der Name es erahnen lässt) ausgelegt. Damit wir den Mikrocontroller mit dem ESP32-S3 Chip programmieren können, müssen wir zunächst den Boardtreiber installieren. Installieren des Boardtreibers für Espressif Chips Im ersten Schritt öffnen wir die Einstellungen – entweder über das Hauptmenü Datei > Einstellungen oder mit der Tastenkombination Strg + , (Komma).

In den Einstellungen klicken wir auf die in der zweiten Grafik markierte Schaltfläche (2), um den Dialog „Zusätzliche Boardverwalter-URLs“ zu öffnen. Dort fügen wir die folgende URL ein und bestätigen mit OK: https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json Sobald dieser Schritt abgeschlossen ist, kannst du den Boardverwalter über das linke Menü (6) öffnen und dort nach „esp32“ suchen (7). In der Ergebnisliste sollte der Eintrag „esp32 von Espressif Systems“ erscheinen. Wähle dort die Schaltfläche „INSTALLIEREN“ (8), um die Boarddefinitionen zu installieren.

Die Installation kann etwas Zeit in Anspruch nehmen, da es zahlreiche Varianten des ESP32 gibt und alle benötigten Treiber von einem eher langsamen Server heruntergeladen werden. Bei mir hat der Vorgang rund 5 Minuten gedauert. Den Fortschritt der Installation kannst du im Fenster „Ausgabe“ mitverfolgen. Damit sind die benötigten Boardtreiber installiert. Du findest nun unter Werkzeuge > Board > esp32 eine große Auswahl an ESP32-Boards. Für das hier verwendete Board wählen wir den Eintrag „ESP32-S3 Dev Module“ aus.

Programmieren der 8x8 RGB Matrix mit der Adafruit NeoPixel Bibliothek Wie man eine RGB-LED vom Typ WS2812B am Mikrocontroller ansteuert, habe ich bereits in mehreren Beiträgen gezeigt. Besonders einfach gelingt das mit der Adafruit NeoPixel Bibliothek, die ich auch in diesem Beispiel wiederverwende. - RGB Beleuchtung einfach steuern: NeoPixel Ring mit Arduino - Arduino Lektion 31: 12bit RGB NeoPixel Ring - LED-Würfel: Zufallszahlen auf der Pixelmatrix darstellen Du kannst die Bibliothek ganz bequem über den Bibliotheksverwalter der Arduino IDE installieren – inklusive aller nötigen Abhängigkeiten (engl. dependencies). Suche dazu einfach nach „Adafruit NeoPixel“ und klicke auf Installieren. Hilfsfunktion zum ansteuern einer LED via X & Y Koordinate Um eine einzelne LED auf der Pixelmatrix anzusteuern, benötigen wir ihren Index im Array. Dieser beginnt oben links bei 0 und endet unten rechts bei 63. Das direkte Arbeiten mit diesen eindimensionalen Indizes kann beim Zeichnen von Figuren jedoch schnell unübersichtlich und fehleranfällig werden. Deshalb habe ich mir eine kleine Hilfsfunktion erstellt, mit der man stattdessen über X- und Y-Koordinaten arbeiten kann. Dabei steht X für die Spalte und Y für die Zeile, was dem gewohnten Koordinatensystem entspricht. So lässt sich die Positionierung einzelner Pixel deutlich klarer und intuitiver gestalten, besonders beim Aufbau grafischer Muster in einem zweidimensionalen Array. // Gerade Verdrahtung: Zeile für Zeile von links nach rechts uint16_t xy(uint8_t x, uint8_t y) { // Die LED-Matrix ist 8 Spalten (x) breit und 8 Zeilen (y) hoch. // Die LEDs sind zeilenweise verdrahtet – also: // erste Zeile von links nach rechts (x = 0 bis 7), // dann zweite Zeile direkt danach, usw. // Um die Position (x, y) auf den eindimensionalen LED-Array-Index (0–63) zu berechnen, // multiplizieren wir die Zeilennummer mit 8 (Anzahl Spalten), um den Zeilen-Offset zu bekommen: // y * 8 = Startposition dieser Zeile im Array // Dann addieren wir die Spaltennummer x hinzu: // So ergibt sich die konkrete LED-Nummer in der 1D-LED-Liste return y * 8 + x; // Beispiel: // x = 3, y = 2 → 2. Zeile = Offset 16 → Index = 16 + 3 = 19 // Das bedeutet: Pixel an Spalte 3, Zeile 2 → LED Nr. Read the full article

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Raspberry Pi Pico 2: Waveshare Display mit Tasten in MicroPython programmieren

Wie du am neuen Raspberry Pi Pico 2 das Waveshare 1,3" TFT-LCD Display in MicroPython programmieren kannst. Du kannst dieses Display selbstverständlich auch mit dem Vorgängermodell und auch dem Pi Pico W programmieren, nur gerne möchte ich dir dieses heute am neuen Mikrocontroller der Raspberry Foundation präsentieren. https://youtu.be/NkMuy3ViP7E Disclaimer: Dieser Beitrag ist nicht gesponsert. Ich habe den Raspberry Pi Pico 2 und das Waveshare Display selbst gekauft, um meine Erfahrungen und Erkenntnisse mit euch zu teilen. Alle Meinungen und Empfehlungen in diesem Artikel basieren auf meinen persönlichen Eindrücken und Tests. Für diesen Beitrag verwende ich den neuen Raspberry Pi Pico 2 welchen ich dir bereits im Beitrag Raspberry Pi Pico 2: Maximale Leistung bei unverändertem Layout vorgestellt habe, das Display ist jedoch auch voll kompatibel mit dem Vorgängermodell und natürlich dem RPi Pico mit WiFi

Bezug des Waveshare 1,3" TFT-LCD Display

Das mir vorliegende Modell habe ich für knapp 13€ auf ebay.de* gekauft. Du findest dieses jedoch auch auf aliexpress.com und anderen asiatischen Onlinemärkten.

Hinweis von mir: Die mit einem Sternchen (*) markierten Links sind Affiliate-Links. Wenn du über diese Links einkaufst, erhalte ich eine kleine Provision, die dazu beiträgt, diesen Blog zu unterstützen. Der Preis für dich bleibt dabei unverändert. Vielen Dank für deine Unterstützung!

Aufbau des Displays

Das Modul verfügt neben dem 1,3" TFT-LCD noch über vier Taster (A, B, X, Y) sowie ein 4 Achsen Joystick mit einem Taster in der Mitte. - - - - - - - - - Auf der offiziellen Seite Read the full article