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Bei einem Besuch der Maker Faire in Hannover ist man immer in Versuchung, sich neue technische Gimmicks zuzulegen. In diesem Jahr (2025) fiel die Wahl auf einen ESP32-S3-Mikrocontroller im USB-Stick-Format und mit eingebautem Farbdisplay, den T-Dongle S3 von LILYGO®. So praktisch die direkte Anschlussmöglichkeit an einen PC - oder mittels eines USB-C Adapters an ein Android-Smartphone - auch sein mag, so fehlen dem kleinen ESP32-Stick jedoch eine ausreichende Anzahl nach außen geführter I/O-Pins, um verschiedene Sensoren oder weitere Aktoren direkt mit dem Mikrocontroller anzusteuern. Lediglich ein "STEMMA QT/Qwiic JST-SH 1.0 mm 4-PIN" Anschluss wird in der spärlichen Dokumentation ausgewiesen, der mit den beiden Pins GPIO44 und GPIO43 des ESP32-S3-Mikrocontrollers sowie einer Spannungsversorgung von 3.3 V verbunden ist.
Diese beiden I/O-Pins sind zwar mit "TX" (TXD_0) und "RX" (RXD_0) bezeichnet, lassen sich allerdings auch als digitale Input-/Output-Pins definieren und sind überdies auch PWM-fähig. So musste also ein Weg gefunden werden, mit nur zwei I/O-Pins verschiedene Sensoren betreiben zu können, da der T-Dongle S3 selbst keinen programmierbaren Sensor verbaut hat.
Der im T-Dongle S3 eingebaute "STEMMA QT"-Stecker erforderte neben den erforderlichen Sensoren auch den Kauf verschiedener Adapterkabel, da ein händisches Löten oder Crimpen mangels passenden Werkzeugs nicht infrage kam. Außerdem sollten alle benötigten Sensoren einfach eingesteckt und wieder abgenommen werden können.
Die Steuerung aller Sensoren sollte über zwei Taster erfolgen, wozu das 2-Taster-Modul von Grove ebenso erworben wurde wie ein passendes "STEMMA QT zu Grove" - Kabel. Mittels der beiden Taster (GPIO43 und GPIO44 sollten beide als Inputs initialisiert werden) sollte eine Auswahlmöglichkeit für den Anschluss weiterer Sensoren programmiert werden, wobei die Schriftfarbe der zur Wahl stehenden Optionen im Display des T-Dongels S3 mit der Farbe des Tastknopfs übereinstimmen sollte:
Nach erfolgtem Tastendruck sollte mit einer programmierten Zeitverzögerung (10-Sekunden-Countdown) das 2-Tasten-Modul vom T-Dongle S3 abgezogen und das zur Auswahl passende Sensormodul angeschlossen werden. Nach Ablauf des Countdowns sollten die beiden I/O-Pins zum Sensor passend neu initialisiert werden.
Nach Auswahl der Option "Entfernung" (weißer Taster) sollte innerhalb von 10 Sekunden ein HC-SR04P Ultraschallsensor mittels eines "STEMMA QT zu Dupont-Buchse" - Kabels an den T-Dongle S3 angeschlossen werden können.
Hierfür musste nach rätselhaften Fehlversuchen jedoch eine neuere Variante des Ultraschallsensors mit dem Zusatz "P" im Namen und mit einer Betriebsspannung von 3-5 Volt erworben werden: Da der STEMMA QT - Anschluss des T-Dongles S3 nur 3.3 Volt ausgibt, konnten die Standard-Ultraschellsensormodule vom Typ HC-SR04 aufgrund einer Betriebsspannung von 5V nicht genutzt werden.
Nach dem Countdown sollten der Tripper-Pin (GPIO43) als Output und der Echo-Pin (GPIO44) als Input neu initialisiert werden und es sollte im Display des T-Dongels S3 alle 3 Sekunden die Entfernung gemessen und im Farbdisplay ausgegeben werden:
Nach Auswahl der Option "Umweltdaten" dagegen (blauer Taster) sollte innerhalb von 10 Sekunden ein DHT22-Sensormodul mittels eines weiteren "STEMMA QT zu Dupont-Buchse" - Kabels an den T-Dongle S3 angeschlossen werden können.
Nach dem Countdown sollte der Data-Pin (GPIO44) des Sensors neu initialisiert werden und es sollte im Display des T-Dongels S3 abwechselnd alle 3 Sekunden die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit gemessen und im Farbdisplay ausgegeben werden:
Das hier ausgeführte MicroPython-Programm zeigt zunächst die Auswahl von Entfernung oder Umweltdaten an, welche mittels des entsprechenden farbigen Tasters bestätig wird. In beiden Fällen läuft anschließend ein Countdown 10 Sekunden lang: Währenddessen muss das Taster-Modul inkl. Anschlusskabel vom T-Dongle S3 abgesteckt und das vorher per Tastendruck ausgewählte Sensormodul mit Anschlusskabel an den T-Dongle S3 wieder angesteckt werden. Soll der andere Sensor angeschlossen werden, muss der T-Dongle S3 kurz von der Stromquelle getrennt werden; anschließend beginnt der Auswahlprozess von vorne.
Ein ESP32-S3 USB-Stick mit MicroSD-Kartenslot (im USB-Stecker integriert!), 16GB Speicher, einer RGB-LED und einem Farbdisplay war als Bastelobjekt zu verlockend, um ihn nicht mitzunehmen. Das Fehlen einer größeren Anzahl an nach außen geführten I/O-Pins sowie die damit verbundenen Mehrkosten für Sensoren und spezielle Adapterkabel trüben jedoch den ersten Eindruck und schränken die Einsatzmöglichkeiten - trotz WLAN und Bluetooth - erheblich ein, sofern sich die Programmierung nicht auf die verbauten Aktoren und/oder die Visualisierung von per Bluetooth oder WLAN übermittelten Daten beschränken soll.
Dennoch war das hier dargestellte Projekt eine spannende Herausforderung und bot zudem die Möglichkeit, die Re-Initialisierung von I/O-Pins mittels MicroPython auszuprobieren, was normalerweise nicht notwendig ist, wenn genügend I/O-Pis zur Verfügung stehen. Erst die Re-Initialisierung macht es möglich, verschiedene Sensoren nacheinander an den T-Dongle S3 anzuschließen und zu nutzen, ohne die Programmierung für jeden Sensor ändern zu müssen.