Update README.md
This commit is contained in:
XPS\Micro
parent
7cdb899e01
commit
10859fc2fc
1
.gitignore
vendored
1
.gitignore
vendored
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@ -57,3 +57,4 @@ hardware/gerber/*.drl
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.DS_Store
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.DS_Store
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Thumbs.db
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Thumbs.db
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desktop.ini
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desktop.ini
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CLAUDE.md
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503
README.md
Normal file
503
README.md
Normal file
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@ -0,0 +1,503 @@
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# CharGraph-Basic
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Ein ESP8266-basiertes Firmware-Update-System mit Web-Interface für die OTA (Over-The-Air) Programmierung von Mikrocontrollern.
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## 🎯 Projektbeschreibung
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CharGraph-Basic ist ein vollständige FOTA-Update-Lösung für ESP8266-Mikrocontroller. Das Projekt bietet:
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- **Web-basierte Benutzeroberfläche** für Firmware-Updates und Gerätekonfiguration
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- **Zwei Update-Modi**: Direkter Upload und URL-basiertes Herunterladen
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- **Echtzeit-Fortschrittsanzeige** während des Update-Prozesses
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- **Responsive Design** mit Dark-Mode-Unterstützung
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- **GZIP-komprimierte HTML** (82,6% Kompression) für minimalen Flash-Speicherverbrauch
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- **Dual-Mode WiFi** (Access Point + Station) für flexible Konnektivität
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- **Fehlerbehandlung** und Status-Reporting
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- **EEPROM-basiertes Tracking** von Update-Status und Versionsinfo
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## ✨ Features
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### Hardware-Unterstützung
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- **Zielplattform**: ESP8266 (ESP-12E/F kompatibel)
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- **Flash-Speicher**: 4MB (2MB für Sketch, 2MB OTA-Reserve)
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- **CPU-Frequenz**: 160MHz
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- **Serial-Geschwindigkeit**: 115200 Baud
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- **Spezial-Unterstützung** für ESP8266-Clone-Boards (DIO Flash-Mode)
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### WiFi & Netzwerk
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- **AP-Modus**: Access Point mit eigenem SSID für drahtlose Verbindung
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- Standard SSID: `CharGraph-01`
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- Standard Passwort: `MeinPasswort123`
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- IP-Adresse: `192.168.4.1`
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- **Station-Modus**: Verbindung zu existierendem WLAN (für URL-basierte Updates)
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- **DNS-Server**: Integrierter DNS-Server für AP-Zugang
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### Web-Interface
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- **Moderne, responsive UI** mit Gradient-Hintergrund
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- **Dark-Mode** für bessere Lesbarkeit in verschiedenen Lichtverhältnissen
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- **Live-Systeminformationen**:
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- Firmware-Version
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- Build-Datum und -Zeit
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- Verfügbarer Flash-Speicher
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- Sketch-Größe
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- Chip-ID und Flash-Größe
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- **Firmware-Upload** via Browser (Multipart-Form)
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- **URL-basierte Updates** mit Fortschrittsanzeige
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- **Fehler-Anzeige** und Status-Feedback
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### OTA Update-System
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- **Sichere Flash-Programmierung** via ESP8266 Updater-Klasse
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- **Fortschritts-Callbacks** für Echtzeit-Feedback
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- **Auto-Restart** nach erfolgreichem Update
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- **Fehlerbehandlung** mit aussagekräftigen Fehlermeldungen
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- **EEPROM-Logging** von Update-Status
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## 🔧 Anforderungen
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### Hardware
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- ESP8266 Mikrocontroller (D1 Mini, NodeMCU, oder ESP-12E/F Module)
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- USB-zu-Serial-Adapter (für Upload während Entwicklung)
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- Stromversorgung (3,3V/500mA minimum)
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### Software
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- **Python 3.x** (für Build-Skripte)
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- **PlatformIO** (für Build und Upload)
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- **Texteditor/IDE** (VS Code mit PlatformIO-Extension empfohlen)
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#### Abhängigkeiten (in Firmware)
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- Arduino Framework für ESP8266
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- ESP8266WiFi Library
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- ESP8266WebServer Library
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- DNSServer Library
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- ESP8266httpUpdate Library
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- Updater Library (für OTA)
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- EEPROM Library (für Persistierung)
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- Wire Library (für I2C)
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## 📦 Installation
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### 1. Repository klonen
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```bash
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git clone <repository-url>
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cd CharGraph-Basic
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```
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### 2. Abhängigkeiten installieren
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```bash
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# PlatformIO installieren (falls nicht vorhanden)
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pip install platformio
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# Erforderliche Python-Module für HTML-Generierung
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pip install gzip # Ist standardmäßig enthalten
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```
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### 3. Konfiguration anpassen
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Bearbeite `src/main.cpp`:
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```cpp
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// Zeile 18-19: WiFi-Zugangsdaten für Station-Mode
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const char* ssid = "DEIN_WLAN_SSID";
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const char* password = "DEIN_WLAN_PASSWORT";
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// Zeile 21-22: Access Point Einstellungen
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char AP_SSID[AP_SSID_LENGHT] = "CharGraph-01";
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char AP_PASSWORD[AP_PASSWORD_LENGTH] = "MeinPasswort123";
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// Zeile 37: Firmware-Versionsnummer
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char firmwareVersion[32] = "BASIC";
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```
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### 4. Serielle Verbindung konfigurieren
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Bearbeite `platformio.ini`:
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```ini
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[env:esp8266clone]
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upload_port = COM13 # Angepasst an Ihr System (COM3, /dev/ttyUSB0, etc.)
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```
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### 5. Build und Upload
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```bash
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# Projekt bauen
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pio run -e esp8266clone
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# In ein Gerät hochladen
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pio run -e esp8266clone -t upload
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# Mit seriellem Monitor starten
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pio device monitor -e esp8266clone
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```
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## 🚀 Verwendung
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### Auf das Gerät zugreifen
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1. **Verbindung herstellen**:
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- WLAN nach `CharGraph-01` suchen
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- Mit Passwort `MeinPasswort123` verbinden
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- Im Browser zu `192.168.4.1` navigieren
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2. **Web-Interface öffnen**:
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- Automatische Umleitung zur Konfigurationsseite
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- Falls nicht: `http://192.168.4.1/`
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### Firmware aktualisieren
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#### Methode 1: Direkter Upload
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1. Im Web-Interface zum Abschnitt "Firmware-Upload" navigieren
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2. Binärdatei (`.bin`) auswählen
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3. "Upload" klicken
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4. Fortschritt beobachten
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5. Gerät startet automatisch neu
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#### Methode 2: URL-basiertes Update
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1. Im Web-Interface zur Option "Update von URL" navigieren
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2. URL zur Firmware-Binärdatei eingeben
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3. "Update starten" klicken
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4. Gerät lädt und installiert Firmware
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5. Automatischer Neustart
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#### Methode 3: Über REST-API
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```bash
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# Firmware-Information abrufen
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curl http://192.168.4.1/ota/info
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# Status des laufenden Updates
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curl http://192.168.4.1/ota/status
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# Update von URL starten
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curl -X POST "http://192.168.4.1/ota/url?url=http://example.com/firmware.bin"
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# Firmware-Datei hochladen
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curl -F "file=@firmware.bin" http://192.168.4.1/ota/upload
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```
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### Serielle Konsole nutzen
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```bash
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# Monitor starten
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pio device monitor -e esp8266clone
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# Baud-Rate (Standard: 115200)
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pio device monitor -e esp8266clone -b 115200
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```
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Die serielle Ausgabe zeigt:
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- Verbindungsstatus
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- IP-Adressen
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- Update-Fortschritt
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- Fehler und Debugging-Informationen
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## 📁 Projektstruktur
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```
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CharGraph-Basic/
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├── src/
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│ └── main.cpp # Hauptanwendungscode
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├── include/
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│ └── html.h # Auto-generierte GZIP-komprimierte HTML
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├── html/
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│ └── index.html # HTML-UI Quellcode
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├── platformio.ini # PlatformIO Konfiguration
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├── html_to_header.py # Build-Script für HTML-Komprimierung
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├── .gitignore # Git-Ignorierregeln
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└── README.md # Diese Datei
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```
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### Wichtige Dateien
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| Datei | Zweck |
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|-------|-------|
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| `src/main.cpp` | Web-Server, WiFi-Setup, OTA-Handler, API-Endpoints |
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| `html/index.html` | Web-Interface (UI/UX) |
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|
| `include/html.h` | Komprimierte HTML für Flash-Speicher (Auto-generiert) |
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| `html_to_header.py` | Python-Script zur HTML-Komprimierung |
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| `platformio.ini` | Build-Konfiguration, Compiler-Flags, Abhängigkeiten |
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## 🔌 API-Dokumentation
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### REST-API Endpoints
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#### GET `/`
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Serviert die Hauptseite (HTML-Interface).
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**Response**: HTML (GZIP-komprimiert)
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```
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Content-Type: text/html
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Content-Encoding: gzip
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```
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---
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#### GET `/ota/info`
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Gibt Geräteinformationen und Update-Status zurück.
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**Response**: JSON
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```json
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{
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"version": "BASIC",
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"buildDate": "Jan 25 2026",
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|
"buildTime": "17:00:00",
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|
"freeSpace": 204800,
|
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|
"sketchSize": 307200,
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|
"chipId": "12a4b5c",
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|
"flashSize": 4194304,
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|
"otaReady": true
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|
}
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```
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---
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#### POST `/ota/upload`
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|
Multipart-File-Upload für direkte Firmware-Installation.
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**Request**:
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```
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Content-Type: multipart/form-data
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Body: [binary firmware data]
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```
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|
**Response**:
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|
```json
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|
{
|
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|
"success": true,
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|
"message": "Update erfolgreich"
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|
}
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|
```
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||||||
|
|
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|
oder bei Fehler:
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|
```json
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|
{
|
||||||
|
"success": false,
|
||||||
|
"message": "Begin failed"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
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|
**Mögliche Fehler**:
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- `"Begin failed"` - Flash-Programmierer konnte nicht initialisiert werden
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- `"Write failed"` - Daten konnten nicht geschrieben werden
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- Andere Update-Fehler von der ESP8266 Updater-Klasse
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---
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#### POST `/ota/url?url=<firmware-url>`
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|
Lädt Firmware von URL und installiert sie.
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**Parameter**:
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- `url` (Query-Parameter): Vollständige URL zur `.bin`-Datei
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**Request**: POST ohne Body
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|
**Response**:
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|
```json
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|
{
|
||||||
|
"success": true,
|
||||||
|
"message": "Update gestartet"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Fehlerbehandlung**:
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"success": false,
|
||||||
|
"message": "URL fehlt"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
---
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||||||
|
|
||||||
|
#### GET `/ota/status`
|
||||||
|
Gibt aktuellen Update-Fortschritt zurück.
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||||||
|
|
||||||
|
**Response**: JSON
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"inProgress": false,
|
||||||
|
"progress": 100,
|
||||||
|
"error": "",
|
||||||
|
"elapsed": 45000
|
||||||
|
}
|
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|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Felder**:
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|
- `inProgress`: Boolean - Lädt Update gerade
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- `progress`: Integer (0-100) - Prozentuale Fortschrittsanzeige
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|
- `error`: String - Fehlermeldung (leer bei Erfolg)
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|
- `elapsed`: Integer - Millisekunden seit Update-Start
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|
---
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||||||
|
#### GET `*` (Alle anderen Routen)
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|
Leitet zu `/` um (Fehlerbehandlung).
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||||||
|
**Response**: HTTP 302 Redirect
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||||||
|
---
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||||||
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|
## ⚙️ Konfiguration
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### Hardware-Einstellungen (`platformio.ini`)
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```ini
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[env:esp8266clone]
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|
board = esp12e # ESP8266 Variant
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framework = arduino # Arduino Framework
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platform = espressif8266 # ESP8266 Platform
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||||||
|
# Flash-Einstellungen für Clone-Kompatibilität
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||||||
|
board_build.flash_mode = dio # DIO statt QIO
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|
board_build.f_cpu = 160000000L # CPU-Frequenz
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||||||
|
board_build.f_flash = 40000000L # Flash-Frequenz
|
||||||
|
|
||||||
|
# Memory-Layout
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||||||
|
board_build.ldscript = eagle.flash.4m2m.ld # 2MB Sketch + 2MB OTA
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||||||
|
|
||||||
|
# Serial-Einstellungen
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|
upload_speed = 115200
|
||||||
|
monitor_speed = 115200
|
||||||
|
monitor_dtr = 1 # RTS/DTR für Clone-Reset
|
||||||
|
monitor_rts = 1
|
||||||
|
```
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||||||
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||||||
|
### Build-Flags (`platformio.ini`)
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||||||
|
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```cpp
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|
-DDEBUG_MODE=false // Debug-Ausgabe aktivieren (false/true)
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|
-DDEBUG_SOURCE=true // Firmware Debug-Messages
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|
-DDEBUG_ESP_CORE=false // ESP-Core Debug
|
||||||
|
-DDEBUG_ESP_WIFI=0 // WiFi-Debug
|
||||||
|
-DNDEBUG // Assertions deaktivieren
|
||||||
|
-DUSE_RTC=false // RTC-Unterstützung
|
||||||
|
-DTEST_RGB=false // RGB-Tests deaktivieren
|
||||||
|
-DPOWERLOSSDETECT=false // Stromausfall-Erkennung
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Anwendungskonfiguration (`src/main.cpp`)
|
||||||
|
|
||||||
|
```cpp
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||||||
|
// EEPROM-Speicheradressen für OTA-Tracking
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||||||
|
#define ADDR_OTA_VERSION 166 // Firmware-Version (32 Bytes)
|
||||||
|
#define ADDR_OTA_BUILD_DATE 198 // Build-Datum (20 Bytes)
|
||||||
|
#define ADDR_OTA_FLAGS 218 // Status-Flags (1 Byte)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Access Point Einstellungen
|
||||||
|
IPAddress apIP(192, 168, 4, 1); // AP-IP-Adresse
|
||||||
|
char AP_SSID[14] = "CharGraph-01";
|
||||||
|
char AP_PASSWORD[17] = "MeinPasswort123";
|
||||||
|
|
||||||
|
// Station Mode (für URL-Updates)
|
||||||
|
const char* ssid = "YOUR_SSID";
|
||||||
|
const char* password = "YOUR_PASSWORD";
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 🔄 Build-Prozess
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||||||
|
|
||||||
|
Das Projekt nutzt einen **Pre-Build-Script** (`html_to_header.py`) zur Vorkomprimierung der HTML:
|
||||||
|
|
||||||
|
1. HTML-Datei (`html/index.html`) wird gelesen
|
||||||
|
2. Mit GZIP (Kompressionslevel 9) komprimiert
|
||||||
|
3. Als Hex-Array in Header-Datei (`include/html.h`) geschrieben
|
||||||
|
4. Konstanten definiert:
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||||||
|
- `HTML_PAGE_GZIP[]` - Komprimierte Daten
|
||||||
|
- `HTML_PAGE_GZIP_LEN` - Größe der komprimierten Daten
|
||||||
|
|
||||||
|
**Kompression-Ergebnis**:
|
||||||
|
- Original: ~122 KB
|
||||||
|
- Komprimiert: ~20 KB
|
||||||
|
- Ratio: 82,6% Einsparung
|
||||||
|
|
||||||
|
### Nach HTML-Änderungen
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Script manuell ausführen (optional, wird automatisch bei Build ausgeführt)
|
||||||
|
python html_to_header.py
|
||||||
|
|
||||||
|
# Dann normal bauen
|
||||||
|
pio run -e esp8266clone
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 🐛 Troubleshooting
|
||||||
|
|
||||||
|
### Upload schlägt fehl
|
||||||
|
```
|
||||||
|
error: espcomm_open failed
|
||||||
|
```
|
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**Lösung**:
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1. USB-Kabel prüfen
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2. Richtigen COM-Port in `platformio.ini` einstellen
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3. Device Manager (Windows) oder `dmesg` (Linux) prüfen
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4. DTR/RTS-Einstellungen in Konfiguration überprüfen
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### Gerät nicht erreichbar
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**Problem**: Kann sich nicht mit AP verbinden
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**Lösungen**:
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1. SSID/Passwort überprüfen (Standard: CharGraph-01 / MeinPasswort123)
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2. Gerät mit serieller Konsole verbinden, um Fehler zu sehen
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3. Power-Cycle durchführen (ausschalten, 2-3 Sek. warten, einschalten)
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### Update schlägt mit "Begin failed" fehl
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**Problem**: OTA-Update kann nicht initialisiert werden
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**Gründe**:
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- Firmware-Datei ist zu groß (>2MB)
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- Nicht genug freier Speicher
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- Fehlerhafte Firmware-Binärdatei
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**Lösung**:
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1. Firmware-Größe prüfen: `ls -lh firmware.bin`
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2. Serielle Ausgabe für Error-Details prüfen
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3. Firmware mit korrekter ESP8266-Konfiguration neu bauen
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### Speicherfehler bei Build
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```
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MemoryError: python memory exceeded
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**Lösung**: Größere Binärdatei komprimieren - System RAM reicht nicht aus
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```bash
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# Fallback: HTML ohne maximale Kompression (Level 6)
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# In html_to_header.py ändern:
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compressed = gzip.compress(html_bytes, compresslevel=6)
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```
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### Serial-Monitor zeigt Müll
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**Problem**: Lesbar-Output wie `¿¬?ü╬¬¬`
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**Lösung**: Baud-Rate überprüfen (sollte 115200 sein)
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```bash
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pio device monitor -e esp8266clone -b 115200
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```
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## 🔒 Sicherheitshinweise
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### ⚠️ WiFi-Zugangsdaten
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- Zugangsdaten sind im Quellcode hardcodiert
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- Für Produktion: Sichere Speicherung (z.B. EEPROM-Verschlüsselung) erwägen
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- Standard-Passwort ändern und neu kompilieren
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### ⚠️ OTA-Updates
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- Keine Authentifizierung/Autorisierung auf API-Endpoints
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- Für Netzwerk-Updates HTTPS/TLS erwägen (verbraucht zusätzliche Resources)
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- Update-Quelle validieren (URL-Schema prüfen)
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### ⚠️ Firmware-Binärdateien
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- Keine Signaturen-Verifizierung im Moment
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- Updates nur aus vertrauenswürdigen Quellen installieren
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## 📝 Lizenz
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[Lizenz eintragen, z.B. MIT, Apache 2.0, GPL, etc.]
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## 👤 Autor & Support
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**Projekt**: CharGraph-Basic
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**Version**: 1.0.0 (BASIC)
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### Weitere Ressourcen
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- [PlatformIO Dokumentation](https://docs.platformio.org/)
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- [ESP8266 Arduino Core](https://github.com/esp8266/Arduino)
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- [ESP8266 Technical Reference](https://www.espressif.com/en/products/socs/esp8266/resources)
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- [Arduino OTA Update Guide](https://arduino-esp8266.readthedocs.io/en/latest/ota_updates/readme.html)
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**Zuletzt aktualisiert**: 25. Januar 2026
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@ -10,7 +10,7 @@
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// GZIP-komprimierte HTML-Seite
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// GZIP-komprimierte HTML-Seite
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const uint8_t HTML_PAGE_GZIP[] PROGMEM = {
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const uint8_t HTML_PAGE_GZIP[] PROGMEM = {
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0x1f, 0x8b, 0x08, 0x00, 0x23, 0x3b, 0x76, 0x69, 0x02, 0xff, 0xed, 0xbd, 0x6b, 0x73, 0x1b, 0x49,
|
0x1f, 0x8b, 0x08, 0x00, 0x01, 0x3e, 0x76, 0x69, 0x02, 0xff, 0xed, 0xbd, 0x6b, 0x73, 0x1b, 0x49,
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||||||
0x92, 0x20, 0xf8, 0x5d, 0xbf, 0x22, 0xc4, 0xea, 0x12, 0x80, 0x2e, 0x00, 0x04, 0xc0, 0x87, 0x28,
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0x92, 0x20, 0xf8, 0x5d, 0xbf, 0x22, 0xc4, 0xea, 0x12, 0x80, 0x2e, 0x00, 0x04, 0xc0, 0x87, 0x28,
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0x52, 0xa4, 0x8c, 0xe2, 0x43, 0xe2, 0x88, 0xa2, 0x78, 0x04, 0x25, 0xed, 0xd6, 0x63, 0xba, 0x13,
|
0x52, 0xa4, 0x8c, 0xe2, 0x43, 0xe2, 0x88, 0xa2, 0x78, 0x04, 0x25, 0xed, 0xd6, 0x63, 0xba, 0x13,
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0x40, 0x00, 0xc8, 0x62, 0x22, 0x13, 0x9b, 0x99, 0x20, 0x25, 0x56, 0x6b, 0x6d, 0x3e, 0x74, 0x8f,
|
0x40, 0x00, 0xc8, 0x62, 0x22, 0x13, 0x9b, 0x99, 0x20, 0x25, 0x56, 0x6b, 0x6d, 0x3e, 0x74, 0x8f,
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