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WiFi-Integration bedeutet einfachen Internetzugang, Kommunikation von Gerät zu Gerät, Mobilität und Komfort. Sie ist aus den heutigen Kommunikationsgeräten nicht mehr wegzudenken. Wir erläutern das speziell dafür vorgesehene Zubehör, nämlich WiFi-Module.
Ein WiFi-Modul ist ein elektronisches Gerät, das spezielle Halbleiterchips enthält, die den Anschluss an ein drahtloses WiFi-Netzwerk ermöglichen. Das WiFi-Modul fungiert als Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Gerät und dem WiFi-Netzwerk und ermöglicht die Datenübertragung nach dem IEEE 802.11-Standard. Unter Elektronikern, für die die Branche etwas spezieller ist als Smartphones oder Tablets, werden WiFi-Module als zusätzliche Komponente in Geräten wie Mikrocontrollern, Mikrocomputern, Entwicklungsplatinen und anderer Elektronik verwendet, zum Beispiel unter dem Banner des Raspberry Pi i Arduino. Auf diese Weise können auch Geräte, die ursprünglich nicht WiFi-fähig waren, die Möglichkeit erhalten, eine Verbindung zum Internet oder zu anderen Geräten im lokalen Netz herzustellen. Von hier aus ist es nicht weit zu Internet of Things (IoT)-Anwendungen oder Smart Home Hausautomatisierungssystemen.
Einführung in die WiFi-Module
Allein das Wort “Modularität” scheint viele Anfänger zu entmutigen. Ein Smartphone mit WiFi- oder Tethering-Option zu besitzen und dessen Funktionen zu nutzen, ermutigt nicht unbedingt dazu, zu versuchen und zu verstehen, wie es tatsächlich funktioniert.
Die WiFi-Module für Einsteiger sind jedoch so konzipiert, dass sie die Integration von WiFi-Funktionen in elektronische Projekte erleichtern. Sie sind für Menschen ohne große Erfahrung im Programmieren oder in der Elektronik konzipiert und daher relativ einfach zu bedienen.
Die meisten WiFi-Module für Anfänger unterstützen gängige Entwicklungsplattformen wie Arduino, Raspberry Pi usw. So können Sie ganz einfach mit der Planung beginnen, ohne sich in die Spezifikationen der Geräte vertiefen zu müssen. Die Hersteller stellen eine ausführliche Dokumentation und Code-Beispiele zur Verfügung, um Ihnen den Einstieg in das Modul zu erleichtern. So können Sie die Funktionsweise des Moduls verstehen und Ihre ersten Projekte umsetzen. Die meisten Einsteigermodule haben auch integrierte Antennen, so dass keine externen Antennen gebaut und angepasst werden müssen – schließlich bedeutet ein Hang zum Design und zum Selbermachen nicht unbedingt, dass man alles von Grund auf neu bauen will. Schließlich verfügen die leicht verständlichen und einfach zu bedienenden Schnittstellen über Standardanschlüsse wie UART, SPI oder I2C, die praktisch überall zu finden sind.
Das Anschließen des WiFi-Moduls ist nicht so schwierig
Immer mehr WiFi-Module sind mit den beliebten Entwicklungsplatinen der Arduino-Plattform, der Raspberry Pi-Reihe oder den ESP32-Chips kompatibel. Diese Boards verfügen über integrierte Anschlüsse und entsprechende Bibliotheken, die die Kommunikation mit dem Modul erleichtern. In den meisten Fällen reicht es aus, das Modul an die entsprechenden Pins anzuschließen und fertige Bibliotheken zur Steuerung der WiFi-Kommunikation zu verwenden.
Wenn es sich um UART- (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) oder SPI- (Serial Peripheral Interface) Schnittstellen handelt, erfordert der Anschluss eines WiFi-Moduls über diese Schnittstellen Verbindungen zu den Pins für Sender (TX), Empfänger (RX), Stromversorgung und Masse. Einige WiFi-Module können direkt an die entsprechenden GPIO-Pins in Mikrocontrollern oder Mikrocomputern angeschlossen werden. Diese Methode erfordert die Einstellung der entsprechenden Pins als Ein-/Ausgang und die Programmierung der Unterstützung für die WiFi-Kommunikation. Der erste Schritt ist immer, die Dokumentation des Moduls und der Plattform, in die es integriert werden soll, sorgfältig zu lesen, um die Verbindungen und die Programmierung richtig zu konfigurieren. Wir empfehlen Ihnen insbesondere, sich mit den GPIO-Schnittstellen vertraut zu machen, deren Vielseitigkeit in Mikrocontrollern und Mikrocomputern es Ihnen ermöglicht, mit Geräten wie Sensoren, LEDs, Displays oder Tastern zu arbeiten, und von dort aus ist es nicht mehr weit bis zur Programmierung und zu DIY-Projekten.
Normen oder Versionen von WiFi-Modulen
Die Geschichte der WiFi-Module seit dem Jahr 2000 ist äußerst dynamisch. Die Entwicklung der Technologie hat sich mit der steigenden Nachfrage nach drahtlosen Internetverbindungen beschleunigt. In den Jahren 2000-2001 kamen die ersten WiFi-Module auf den Markt, die dem Standard IEEE 802.11b entsprachen und eine maximale Datenrate von bis zu 11 Mbit/s boten. Dies war ein Wendepunkt in der Entwicklung der WiFi-Technologie, da sie relativ schnelle drahtlose Verbindungen für Privatanwender und kleine Unternehmen ermöglichte. Es begann eine regelrechte Revolution, die sich vor allem in der wachsenden Zahl von “Nachbarschaftsinternet”-Anbietern und den charakteristischen “WiFi-Dosen” an den Häuserfassaden zeigte. Nur wenige Jahre nach der Einführung des 802.11b-Standards kamen WiFi-Module auf den Markt, die den neueren Standards 802.11g (bis zu 54 Mbit/s) und 802.11n (bis zu 300 Mbit/s) entsprechen. Dies hat zu noch schnelleren und stabileren drahtlosen Verbindungen geführt. In den Jahren 2006 und 2007 kamen WiFi-Module mit MIMO-Technologie (Multiple-Input Multiple-Output) auf den Markt, mit der mehrere Datenströme gleichzeitig gesendet und empfangen werden können. Auch hier wurde die Kapazität erhöht und die Qualität der Verbindungen verbessert. Dieser Trend setzte sich mit den Standards 802.11ac und 802.11ax (WiFi 6) fort, bis die heute bekannte Leistung von über 1 Gbit/s erreicht wurde. Heutzutage unterstützen viele WiFi-Module auch andere Frequenzen wie 5 GHz, wodurch eine Überlastung des 2,4-GHz-Bandes vermieden und stabilere Verbindungen erreicht werden.
