کنترل از راه دور آردوینو در شبکه با ماژول وای فای ESP-01 و موبایل

بدانیم:

به‌طور کلی ماژول ESP8266 در دو مد ایستگاه و نقطه دسترسی قابل استفاده می‌باشد:

• مد ایستگاه (station mode) :

وقتی یک ماژول ESP8266 به یک شبکه وای فای موجود (که توسط روتر وایرلس شما از قبل ایجاد شده) متصل شود، اصطلاحاً می‌گوییم ماژول در مد ایستگاه قرار دارد.

• مد نقطه دسترسی (Access Point) :

در مد نقطه دسترسی، ماژول ESP8266 شبکه وای فای خود را ساخته (یک شبکه وای فای مستقل) و مانند روتر وای فای عمل می‌کند.

توجه داشته باشید :

• پین تغذیه در نسخه 11 ماژول  ESP که در این آموزش استفاده کردیم، به صورت VIN نام گذاری شده‌است. اما در نسخه‌های دیگر این ماژول، می‌تواند به صورت POWER یا VCC نیز نام‌گذاری شده باشد.

• برای ماژول راه‌اندازی شود می‌بایست پین CH_EN یا Enable هم حتماً به VCC متصل‌ شود.

• برای تغذیه ماژول ESP هرگز بیشتر از 3.3 ولت استفاده نکنید. زیرا استفاده از ولتاژی بیش از این مقدار، منجر به آسیب دیدن ماژول خواهد‌شد. از آن‌جایی که ما از ولتاژ تغذیه 5 ولت برای آردوینو استفاده کردیم، با یک تقسیم مقاومتی با کمک مقاومت‌های 1 کیلواهم به‌عنوان تقسیم کننده‌ی ولتاژ، ولتاژ 3.3 ولت را برای ماژول ESP تأمین کردیم.

• پایه‌های TX و RX در آردوینوUNO را به  ترتیب به پایه‌‌های RX و TX در ماژول ESP متصل نمودیم تا ارسال و دریافت اطلاعات بین ماژول ESP و آردوینوUNO از طریق ارتباط سریال صورت گیرد.

• قبل از پروگرام کردن آردوینو، باید پایه های RX و TX را از ماژول ESP جدا کنید و بعد از پروگرام شدن آردوینو، مجددا اتصالات را برقرار کنید.

• پس از برقراری اتصالات به صورتی که توضیح داده‌ شد قادر به برقراری ارتباط با ماژول خواهیم بود.

چنانچه نمی‌توانید ماژول ESP8266 را در لیست شبکه های وای فای دردسترس مشاهده کنید، مطمئن شوید اتصالات به درستی انجام شده‌ است و آردوینو شما روشن و درحال اجرا است. (معمولاً نام وای فای ESP با نام ورژن آن مانند ESP11 همراه است.)

توجه :

برای مشاهده آدرس IP ماژول ESP خود می‌توانید به قسمت تنظیمات وای فای یک موبایل مراجعه کنید و سپس در بخش داده‌های مربوط به شبکه، این آدرس را ببینید.

به صورت پیش‌فرض آدرس IP در مد AP برابر است با 192.168.4.1 بنابراین شما برای تغییر آدرس IP می‌توانید از دستور ()Wifi.config استفاده کنید.

 برای ایجاد ارتباط، بر روی گزینه‌ی connect کلیک کنید، سپس در پنجره‌ی زیر در قسمت Name یک نام دلخواه وارد کرده و سپس آدرس آی‌پی ماژول ESP و پورت 80 را مطابق تصویر زیر وارد نمایید.

توجه:

ESP8266 ،LEDON ،LEDOFF و HELLO از جمله اسامی به کاررفته در این‌ برنامه است و درصورتی‌که از نام‌های دیگری استفاده کنید با خطای ErrRead روبه‌رو خواهید شد. ( خط 64 برنامه)

شما می‌توانید بسته به منطقی که در کد آردوینو قرارمی‌دهید، پاسخ‌ها را نسبت به آن‌چه ارسال می‌کنید، تغییر دهید.

توضیحات کد:

در این بخش ما تکه‌هایی از کد داده شده در رابطه با کنترل آردوینو در شبکه را برای درک بهتر شما از نحوه اجرای آن، توضیح داده‌ایم:

لطفاً توجه داشته باشید، نسخه‌های مختلف ماژول ESP ممکن است باودریت‌های مختلفی داشته باشند، که از طریق خط 16 برنامه می‌توانید باودریت موردنظرخود را تنظیم‌ کنید.

در این قسمت از کد متوجه می‌شوید که تمامی دستورات ما در تابع ()loop تجزیه و خوانده می‌شوند.

if(wifiSerial.available()>0){ 
   String message = readWifiSerialMessage(); 
   if(find(message,"esp8266:")){ 
      String result = sendToWifi(message.substring(8,message.length()),responseTime,DEBUG); 
     if(find(result,"OK")) 
       sendData("\n"+result); 
     else 
       sendData("\nErrRead");               //At command ERROR CODE for Failed Executing statement 
   }else 
   if(find(message,"HELLO")){  //receives HELLO from wifi 
       sendData("\\nHI!");    //arduino says HI 
   }else if(find(message,"LEDON")){ 
     digitalWrite(13,HIGH); 
   }else if(find(message,"LEDOFF")){ 
     digitalWrite(13,LOW); 
   } 
   else{ 
     sendData("\nErrRead");                 //Command ERROR CODE for UNABLE TO READ 
   } 
 } 

در این قسمت از کد مشاهده می‌کنید که از تابع find برای تفسیر پیام‌ها استفاده ‌کرده‌ایم و مشخص می کنیم کدام کد به ازای هر پیام توسط آردوینو فراخوانی شود.

اگرمی‌خواهید با آردوینو ارتباط برقرار کنید و فرمانی را اجرا کنید کافی‌است شرط خود را به ازای پیامی که برای آردوینو ارسال می‌کنید اضافه کرده و کد مربوط به آن را بنویسید. مانند مثال زیر:

if(find(message,"MY CODE")){
     // I found 'MY CODE' from received message
     // lets do something here
}
if(find(message,"A")){
     // I found 'A' from received message
     // lets do something here
}

در بخش زیر نیز همانطور که می‌بینید ما از تابع void sendData(string str) برای برقراری ارتباط با ماژول ESP استفاده کرده‌ایم:

/*
* Name: sendData
* Description: Function used to send string to tcp client using cipsend
* Params: 
* Returns: void
*/
void sendData(String str){
 String len="";
 len+=str.length();
 sendToWifi("AT+CIPSEND=0,"+len,responseTime,DEBUG);
 delay(100);
 sendToWifi(str,responseTime,DEBUG);
 delay(100);
 sendToWifi("AT+CIPCLOSE=5",responseTime,DEBUG);
}
/*
* Name: find
* Description: Function used to match two string
* Params: 
* Returns: true if match else false
*/
boolean find(String string, String value){
 if(string.indexOf(value)>=0)
   return true;
 return false;
}
/*
* Name: readSerialMessage
* Description: Function used to read data from Arduino Serial.
* Params: 
* Returns: The response from the Arduino (if there is a reponse)
*/
String  readSerialMessage(){
 char value[100]; 
 int index_count =0;
 while(Serial.available()>0){
   value[index_count]=Serial.read();
   index_count++;
   value[index_count] = '\0'; // Null terminate the string
 }
 String str(value);
 str.trim();
 return str;
}
/*
* Name: readWifiSerialMessage
* Description: Function used to read data from ESP8266 Serial.
* Params: 
* Returns: The response from the esp8266 (if there is a reponse)
*/
String  readWifiSerialMessage(){
 char value[100]; 
 int index_count =0;
 while(wifiSerial.available()>0){
   value[index_count]=wifiSerial.read();
   index_count++;
   value[index_count] = '\0'; // Null terminate the string
 }
 String str(value);
 str.trim();
 return str;
}
/*
* Name: sendToWifi
* Description: Function used to send data to ESP8266.
* Params: command - the data/command to send; timeout - the time to wait for a response; debug - print to Serial window?(true = yes, false = no)
* Returns: The response from the esp8266 (if there is a reponse)
*/
String sendToWifi(String command, const int timeout, boolean debug){
 String response = "";
 wifiSerial.println(command); // send the read character to the esp8266
 long int time = millis();
 while( (time+timeout) > millis())
 {
   while(wifiSerial.available())
   {
   // The esp has data so display its output to the serial window 
   char c = wifiSerial.read(); // read the next character.
   response+=c;
   }  
 }
 if(debug)
 {
   Serial.println(response);
 }
 return response;
}
/*
* Name: sendToUno
* Description: Function used to send data to Arduino.
* Params: command - the data/command to send; timeout - the time to wait for a response; debug - print to Serial window?(true = yes, false = no)
* Returns: The response from the esp8266 (if there is a reponse)
*/
String sendToUno(String command, const int timeout, boolean debug){
 String response = "";
 Serial.println(command); // send the read character to the esp8266
 long int time = millis();
 while( (time+timeout) > millis())
 {
   while(Serial.available())
   {
     // The esp has data so display its output to the serial window 
     char c = Serial.read(); // read the next character.
     response+=c;
   }  
 }
 if(debug)
 {
   Serial.println(response);
 }
 return response;
The story

در مراحل پیشرفته‌تر این پروژه، اگر با ساخت اپلیکیشن‌های تلفن همراه، برنامه‌ها و سرویس‌های تحت وب آشنایی داشته‌باشید، می‌توانید اپلیکیشن‌های کلاینتی بسازید که بتوانند درخواست‌های TCP را به ماژول ESP ارسال کنند. برخی از این مدل اپلیکیشن‌ها عبارتنداز: Chat Bot ,Push the button app ،Web Control Panel ،Remote Control و… شما همچنین می‌توانید باتوجه به میزان مهارت و خلاقیت خود، چند پروژه مانند این را با یکدیگر ترکیب کنید.

امیدواریم از این یادگیری، لذت برده باشید و با موفقیت، تمام مراحل را انجام و نتیجه دلخواه خود را به‌دست آورده باشید. چنانچه در مسیر یادگیری این آموزش دچار مشکل شده و سؤالی ذهن شما را به خود درگیر کرده، می‌توانید با ارسال پرسش خود یا نظرات‌تان برای کارشناسان مجموعه روبوایکیو در بخش دیدگاه همین صفحه، پاسخ خود را در اسرع وقت از ما دریافت نمایید.