Elektronikmodule

Überblick über Ein- und Ausgabemodule, Sensoren, Anzeigen, Motortreiber und Schnittstellen für Arduino, ESP32, ESP8266 und Raspberry Pi

1. Einordnung

Ein Elektronikmodul fasst einen Schaltkreis und häufig weitere Bauteile auf einer kleinen Platine zusammen. Dadurch lassen sich Sensoren, Anzeigen, Taster, Motoren und Schnittstellen leichter mit einem Mikrocontroller verbinden.

Unsere Materialien sind bisher auf Raspberry-Pi-, ESP-, Wokwi-, Robotik-, Makeblock- und Sensorseiten verteilt. Dieser Katalog führt sie erstmals gemeinsam auf und kennzeichnet den Dokumentationsstand.

6Funktionsgruppen
25+bekannte Module
I²Cgemeinsamer Zweidrahtbus
SPIschnelle serielle Verbindung
UARTserielle Kommunikation
Arbeitsstand: Die Liste beruht auf den öffentlich erhaltenen Seiten und aktuell bekannten Projektmodulen. Für eine endgültige Bestandsliste müssen die real vorhandenen Platinen fotografiert, bezeichnet und gezählt werden.

2. Beispiel: TM1638-LED-Key-Modul

Zwei interne Dokumentationen vorhanden

TM1638 LED&Key

Das Modul vereinigt eine achtstellige 7-Segment-Anzeige, acht einzelne LEDs und acht Taster. Neben der Stromversorgung benötigt es drei Signalleitungen.

Ausgaben
8 Stellen, 8 Dezimalpunkte, 8 LEDs
Eingaben
8 Taster
Signale
STB, CLK, DIO
Anwendungen
Zähler, Bedienfelder, Stoppuhr, Statusanzeige
Controller
Arduino, Raspberry Pi; ESP nach Prüfung von Pegeln und Bibliothek
Arduino-SeiteRaspberry-Pi-Seite

Didaktischer Wert

  • Ein- und Ausgaben unterscheiden
  • Tasterzustände bitweise auswerten
  • Zahlen und begrenzte Texte anzeigen
  • LED-Muster und Zustandsautomaten programmieren
  • denselben Baustein mit mehreren Controllerfamilien nutzen

Überarbeitungsbedarf

Die beiden bestehenden Seiten sollten gegenseitig verlinkt und später in eine gemeinsame Modulstruktur überführt werden: Anschlussübersicht, Funktionsweise, Bibliotheken, Grundprogramme, Aufgaben und Anwendungen.

3. Gesamtkatalog

ModulFunktionSchnittstelleTypische ControllerDokumentationsstand
TM1638 LED&Key8-stellige Anzeige, 8 LEDs, 8 Taster3-Draht seriellArduino, Raspberry Pi, ESPEigene Seiten
Ampel-ModulRote, gelbe und grüne LED mit VorwiderständenGPIORaspberry Pi, Arduino, ESPEigene Seite
4×4-Keypad16 Tasten als Zeilen-Spalten-Matrix8 GPIOArduino, Raspberry Pi, ESPSeite begonnen
Arduino-MultifunktionsshieldLEDs, Taster, Buzzer, 4-stellige Anzeige, PotentiometerShieldArduino Uno; D1 mit AnpassungLernbereich
LCD-Keypad-ShieldLCD1602 und fünf TastenParallelADCArduino Uno; D1 mit AnpassungProgramme vorhanden
LCD1602 + PCF85742×16-Zeichen-Display mit I²C-AdapterI²CArduino, ESP, Raspberry PiProgramme vorhanden
OLED 0,96 Zoll / SSD1306Monochromes Grafikdisplay, meist 128×64 PixelI²CArduino, ESP, Raspberry PiProgramme vorhanden
TFT 1,77 ZollFarbdisplay, häufig 128×160 PixelSPIArduino, ESPAuf ESP-Seite erwähnt
ILI9341-TFTFarbdisplay, häufig 240×320 PixelSPIArduino, ESP32Wokwi-Material
MAX7219 LED-Matrix8×8-Matrix oder 8-stellige AnzeigeSPI-ähnlichArduino, ESP, Raspberry PiGenannt / Beispiele
WS2812 / NeoPixelAdressierbare RGB-LEDs1-DrahtArduino, ESP, Raspberry PiWokwi- und ESP-Material
HC-SR04Ultraschall-EntfernungsmessungTrigger/EchoArduino, ESP, Raspberry PiEigene Seite
HC-SR501PIR-BewegungserkennungDigitalArduino, ESP, Raspberry PiEigene Seite
DHT11 / DHT22Temperatur und Luftfeuchtigkeit1-Draht-ProtokollArduino, ESP, Raspberry PiEinzelseite fehlt
GY-61 / ADXL335Analoge 3-Achsen-Beschleunigung3× AnalogArduino; ESP mit ADCEigene Seite
GY-291 / ADXL345Digitale 3-Achsen-BeschleunigungI²CSPIArduino, ESP, Raspberry PiThemenübersicht
GY-521 / MPU6050Beschleunigung und GyroskopI²CArduino, ESP, Raspberry PiSeiten und Programme
MPU9250Beschleunigung, Gyroskop, MagnetfeldI²CSPIArduino, ESP, Raspberry PiNur als Thema genannt
Linienfolger / ReflexsensorKontrast und LinienpositionDigitalAnalogArduino, ESP, MakeblockRobotik-/Makeblock-Seiten
IR-Empfänger + FernbedienungInfrarotbefehle empfangenDigitalArduino, ESP, Raspberry PiIn Robotikprojekten
L293D / L298NH-Brücke für GleichstrommotorenGPIOPWMArduino, ESP, Raspberry PiRobotik-/Motorseiten
L9110Kompakter Zweikanal-MotortreiberGPIOPWMArduino, ESP, Raspberry PiEinzelseite fehlt
ULN2003 + 28BYJ-48Treiber und unipolarer Schrittmotor4 GPIOArduino, ESP, Raspberry PiWokwi-Themenseite
A4988Treiber für bipolare SchrittmotorenSTEP/DIRArduino, ESP, Raspberry PiWokwi-Themenseite
PCA968516-Kanal-PWM-Controller, häufig für ServosI²CArduino, ESP, Raspberry PiDatenblatt, Lernseite fehlt
SG90Kleiner ServomotorPWMArduino, ESP, Raspberry PiIn Robotikprojekten
PCF8574 / PCF85758 bzw. 16 quasi-bidirektionale I/O-PinsI²CArduino, ESP, Raspberry PiNeue Gesamtdoku vorgesehen
MCP2301716 GPIO-Pins mit Pull-ups und InterruptsI²CArduino, ESP, Raspberry PiNeue Dokumentation vorgesehen
74HC595Seriell-paralleles 8-Bit-Schieberegister3-Draht seriellArduino, ESP, Raspberry PiWokwi-/Shield-Projekte
HC-08Bluetooth-Low-Energy-KommunikationUARTArduino und serielle GegenstellenElegoo-Seite
RelaismoduleSchalten höherer LastenDigitalArduino, ESP, Raspberry PiSicherheitsseite fehlt
LogikpegelwandlerAnpassung zwischen 3,3 V und 5 VmehrkanaligESP ↔ Arduino / MakeblockIn Kommunikationsprojekten

4. Modulgruppen und vorhandene interne Seiten

Eingabe und Bedienung

TM1638, Ampel, Keypad, Multifunktionsshield

Diese Module eignen sich für den Einstieg, weil Ein- und Ausgaben unmittelbar sichtbar und bedienbar sind.

Ampel4×4-KeypadMultifunktionsshield
Anzeigen

LCD, OLED, TFT, MAX7219, NeoPixel

Die vorhandenen Beispiele liegen vor allem auf ESP- und Wokwi-Seiten. Eine gemeinsame Anzeigeseite fehlt bisher.

ESP-AnzeigenNeoPixel/FastLED
Sensoren

HC-SR04, HC-SR501, GY-61, GY-521

Mehrere Sensormodule besitzen bereits eigene Seiten. Besonders stark ist der Bereich Beschleunigung und Lage.

HC-SR04HC-SR501GY-61GY-521
Porterweiterung

PCF8574, PCF8575, MCP23017, 74HC595

Diese Bausteine sollten künftig systematisch gegenübergestellt werden: Anzahl der Pins, Ein-/Ausgangsverhalten, Pull-ups, Interrupts und Belastbarkeit.

Kommunikation

HC-08 und Logikpegelwandler

Sie verbinden Controller oder koppeln Robotersysteme mit ESP-Modulen. Pegelanpassung und RX/TX-Zuordnung sind zentrale Themen.

mBot und ESPHC-08 im Robot Car

5. Auswahl nach Schnittstelle

SchnittstelleTypische ModuleVorteilZu beachten
GPIOAmpel, Taster, HC-SR501, RelaisEinfach und anschaulichJedes Signal benötigt einen Pin
Analoge EingängeGY-61, Potentiometer, LichtsensorenKontinuierliche MesswerteADC-Bereich und Genauigkeit unterscheiden sich
I²CPCF8574, MCP23017, PCA9685, SSD1306, MPU6050Viele Geräte an SDA und SCLAdresse, Pull-ups und Spannung prüfen
SPITFT, MAX7219, ADXL345Hohe DatenrateMehr Leitungen und Chip-Select-Signale
UARTHC-08, ControllerkopplungEinfache Zeichen- und DatenübertragungBaudrate, RX/TX-Kreuzung und Pegel
STEP/DIRA4988Einfache BewegungsbefehleStrombegrenzung und Motornetzteil
1-Draht / proprietärWS2812, DHT11, DHT22Wenige LeitungenZeitkritische Protokolle und Bibliotheken

6. Empfohlener Lernweg

  1. Direkte Ausgänge: Ampel-Modul und LEDs schalten.
  2. Direkte Eingänge: Taster, Schalter und HC-SR501 abfragen.
  3. Kombimodule: Multifunktionsshield oder TM1638 nutzen.
  4. Analoge Messwerte: Potentiometer oder GY-61 einlesen und kalibrieren.
  5. Bussysteme: I²C-Scanner einsetzen, dann SSD1306 oder MPU6050 nutzen.
  6. Porterweiterung: 74HC595, PCF8574 und MCP23017 vergleichen.
  7. Antriebe: Servo, Gleichstrommotor und Schrittmotor mit passenden Treibern.
  8. Systemprojekt: mehrere Module zu Bedienfeld, Datenlogger, Roboter oder Smart-Home-Modell verbinden.

7. Empfohlene neue Website-Struktur

  1. Module – Gesamtüberblick
    • Bestandsstatus
    • Schnittstellenvergleich
    • Spannungen und sichere Verdrahtung
    • Farbkonzept für Anschlussleitungen
  2. Eingabe und Bedienung
    • Taster, Keypads, TM1638, Multifunktionsshield
  3. Anzeigen
    • 7-Segment, LCD, OLED, TFT, MAX7219, NeoPixel
  4. Sensoren
    • Entfernung, Bewegung, Klima, Linie, Beschleunigung und Lage
  5. Motoren und Leistung
    • Servo, H-Brücke, Schrittmotor, Relais, externe Stromversorgung
  6. I/O- und Schnittstellenerweiterung
    • 74HC595, PCF8574/75, MCP23017, PCA9685, Pegelwandler
  7. Einheitliches Muster je Modul
    • Foto und Bezeichnung
    • Funktion und Eckdaten
    • Anschlüsse und Pegel
    • Arduino C/C++
    • ESP mit MicroPython
    • Raspberry Pi mit Python
    • Wokwi, falls verfügbar
    • Aufgaben und Projektbeispiele

8. Nächste Arbeitsschritte

Der wichtigste nächste Schritt ist eine physische Bestandsaufnahme: jedes Modul fotografieren, eindeutig bezeichnen, zählen und einer Aufbewahrungsbox zuordnen.

Besonders sinnvoll sind neue Einzelseiten für PCF8574/PCF8575, MCP23017, PCA9685, L9110, DHT11/DHT22 und Relaismodule.

9. Interne Ausgangsseiten

Stand: 30. Juli 2026.