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ESP32 入門 Lesson 06 【WiFi経由でのLED ON/OFF】その2

esp32-lesson06-00ESP32入門編
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ESP32 入門
Lesson 06
【WiFi経由でのLED ON/OFF】
その2

こんにちは管理人のomoroyaです。

 

Lesson 05にて、「ESP32-DevKitC-V4」のWiFi経由でのLED ON/OFFを行いました。

WiFi経由でのLED ON/OFFを学習した理由は・・・

・クライアントから電子部品を制御することを理解するため。

なんとなく、理解できたかなと思っています。

 

Lesson 05はクライアント側から電子部品を制御するという流れ。

Arduino入門編で扱っている電子部品を制御することに応用できそうです。

Lesson 05はクリックしたリンクに飛んだ後、「hasarg」というメンバ関数を使うことでパラメータ名を識別してLEDのON/OFFを行いました。

 

もう少し、別な方法がないか?というのと、ついでに簡単にボタンに変更したいというのがあって・・・

本Lesson、少しやり方を変えてLEDのON OFFをさせてみます。

 

Lesson 04Lesson 05、本Lessonを理解することで・・・

Webサーバー ⇔ クライアント の流れを理解し

  • センサーのデータをクライアント側で表示させる
  • 電子部品をクライアント側から操作する

といった応用ができるようになるはず!

 

補足
ESP32でもProcessingを使えるので・・・
こちらは、学習中!

 

ESP32入門編にて使用しているものは「ESP-WROOM-32D」です。

マイコンは「Espressif」ですが、ボードはいろいろなベンダーから発売されています。

値段も色々。

 

純正品の本体単品がほしい方はこちらとなります。

 

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はじめに

本LessonではLesson 05からスケッチを変更します。

クライアント側からWebサーバーにアクセスした際に、パラメータを送信する方法として、以下の記述があります。

URLのあとに「?名前=値」Lesson 05のコードとしては以下の部分。
html += “Click <a href=\”/on_off?s=on\”>ON</a>”;

また、上記を利用するためLesson 05では、「hasarg」というメンバ関数を利用して「Click」が送信されたかどうか判断しました。

文字を送信するだけであれば、上記でことたります。

では、フォームを送信したい場合はどうしたらよいのか?

例えば、クライアント側の画面にボタンを配置したい!

そんなときに使うのが「method」のメンバ関数。

本Lessonは、Lesson 05にて文字をクリックすることでON/OFFしていたものをフォームを利用してボタンに変更します。

これで、ボタン配置だけなら、CSS(Cascading Style Sheets)を利用しなくても可能!ってことかな・・・?おそらく。

 

動作はWebサーバーをたてて、WebブラウザからLEDをON/OFFさせるということで同じ。

前回もお話ししましたが、WiFiServerクラスよりもWebServerクラスを利用した方がスケッチ(コード)は簡易になると考えています。

Lesson 05同様にWebServerクラスを使用してスケッチ(コード)を考えていきます。

 

Lesson 06 目標

本Lessonの目標は以下です。

1.ESP32をWebサーバーにする
2.methodの使い方を理解する。
2.スマホのWebブラウザにからWiFi経由にてLEDをON/OFFする

使用するのはESP32-DevKitC」「電流制限用の抵抗」「LED」となります。

 

Lesson 05と内容は同じです。

スケッチ(コード)のみ確認したい方はコードの書き込みからお読みください。

 

準備

ではLessonの準備に取り掛かりましょう。

  1. setup関数の処理:Webサーバーにアクセスがあったときの処理
  2. loop関数の処理:Webサーバーへのアクセス処理

についてスケッチ(コード)を描いていきます。

基本はLesson 05と同じです。

 

必要なもの

 

Jumper wire、抵抗は今後も頻繁に利用します。

Jumper wireはできれば、「オス-メス オス-オス メス –メス」の3種類を揃えておくことをお勧めします。

短めが使いやすい場合も。

 

抵抗も単品で揃えるよりはセットをおすすめします。

 

抵抗、LEDなどを個別でセット品を購入しても、そんなに使わない!

という方は、「電子工作基本部品セット」が使い勝手が良い。

 

使用部品説明

本LessonではESP32-DevKitC」「電流制限用の抵抗」「LED」の使用です。

esp32-lesson01-01

 

■電流制限用の抵抗

カラーコードを示しておきます。(※330Ωを使用)

Arduino-color-code

■LED(長い方が+です)

Arduino_LED

 

実践 回路作成とコード作成

最初に回路図を確認してください。

最後にコード(スケッチ)を書いて、Wi-Fiのアクセスポイントへ接続しましょう!

 

ESP32-DevKitC-V4」のピン配置を確認したい方は下記を参照してください。

ESP32 入門 Lesson 01 【外観とピン配置】

 

回路図

本LessonではESP32-DevKitC」「電流制限用の抵抗」「LED」を使用します。

Lesson 02と同じです!

■回路図

ESP32の使用ピンは以下。

GPIO:12
GND
※12番ピンにしたのは回路図を書く時の位置的な関係のみで特に意味はありません。

esp32-lesson02-16

 

■ブレッドボード図

esp32-lesson02-17

 

回路図は「fritzing」を利用しています。

「fritzing」の使い方は下記を参照してください。

 

接続

下図に示すように、用意した部品を使用して接続しましょう。

ESP32-DevKitC」「電流制限用の抵抗」「LED」のみ。

電源はモバイルバッテリーにて確保!

esp32-lesson06-01

 

コードの書き込み

接続が終わったら、USBケーブルを使用してESP32へプログラムを書き込んで行きましょう。

コードを書き終えたら、いつでも利用できるように「ファイル」⇒「名前を付けて保存」で保存しておきましょう。

 

コマンド説明

本Lessonにて使用するコマンドを説明します。

Lesson 05で使用したものに、methodを追加!

コマンド説明
WebServer server(80)WebServerクラスのコンストラクト
WebServer型の変数serverを定義
左の場合は、変数serverでありポート番号80で設定
WiFi.begin(ESID, PASSWD)Wi-Fiのアクセスポイントへ接続
ESSID:接続するSSID
PASSWD:接続するためのパスワード
WiFi.status()接続状態の確認
接続時の戻り値:WL_CONNECTED
WiFi.localIP()割り当てられたIPアドレスの取得
WebServerにてserverと定義した場合
server.on(“uri”, handler)
Uriに応じた処理を行う関数を決める
uri:アドレス
handler:関数名
WebServerにてserverと定義した場合
server.begin()
WebServer起動
WebServerにてserverと定義した場合
server.handleClient()
クライアントからのリクエストを処理
WebServerにてserverと定義した場合
server.send(code, content_type, content)
クライアントにレスポンス(返事)を返します。
code:HTTPステータスコード
content_type:出力形式
content:出力するデータ
WebServerにてserverと定義した場合
server.method()
引数なし
GET:リソースを取得するときに使う
POST:リソースに対して特有の処理をするときに使う
WebServerにてserverと定義した場合
server.arg(int i)
リクエストパラメータの値を返す
戻り値:String

 

Webブラウザに表示させるHTMLコード

Webブラウザに表示させるHTMLコードは以下。

下記をメモ帳か何かにコピーして、拡張子をhtmlにしてみてください。

Webブラウザで開けば、どういったものかわかると思います。

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<head>
<title>omoroya Lesson 06</title>
</head>
<h2>omoroya sample code!</h2>
<p>
<form action="" method="post">
<button type='submit' name='click' value='on'><big>LED オン<big></button></form>
<p/>
<p>
<form action="" method="post">
<button type='submit' name='click' value='off'><big>LED オフ<big></button></button>
</form>
</p>
</body>
</html>

上記記述の重要箇所は以下。

■Formを送信する方法
form action=”” method=”post”
action=””
現在のURLに対してフォームデータを送信
method=”post”
送信方法をpostで指定

参考例:ボタンをフォームデータとして送信
<form action=”” method=”post”>
<button type=’submit’ name=’click’ value=’on’><big>LED オン<big></button></form>
補足 POSTメソッド
クライアントからデータを送信するためのもの
GET:送信されるのはヘッダのみ
POST:ボディ部があり、送信したいデータの記述が可能

 

サンプルコード(WebServerクラス)

WebServerクラスを利用したサンプルスケッチです。

WebServerクラスを利用するために「WebServer.h」を使用します。

#include <WebServer.h>

ベースはLesson 05であり、ボタンを追加するために改変。

CSSを使用しなくてもボタンだけならformで可能!

//ESP32 Lesson 06 WebServerクラスを使ったWiFi経由のLED On/OFF その2
//https://omoroya.com/

#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>

//アクセスポイント情報
const char* ssid = "xxx";        //ssidを入力
const char* passwd = "yyy";      //ネットワークパスワード入力

//WebServerクラス
WebServer server(80);                     //通信を受けるポート番号(通常は80に設定)

//LED ON,OFFに使用するピン
const int led = 12;

void setup() {
  //シリアルポート設定
  Serial.begin(115200);                   //シリアル通信のデータ転送レートを115200bpsで指定
  pinMode(led, OUTPUT);                   //ledで指定したピンをOutput指定
  digitalWrite(led, LOW);                 //ledで指定したピンをLowにする
  WiFi.begin(ssid, passwd);               //アクセスポイント接続のためのIDとパスワードの設定
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { //接続状態の確認
    delay(300);                           //接続していなければ0.3秒待つ
    Serial.print(".");                    //接続しなかったらシリアルモニタに「.」と表示
  }

  //通信が可能となったら各種情報を表示する
  Serial.println("");                     //シリアルモニタ改行
  Serial.println("WiFi Connected");       //接続したらシリアルモニタに「WiFi Connected」と表示
  Serial.print("IP Address : ");          //シリアルモニタに表示
  Serial.println(WiFi.localIP());         //割り当てられたIPアドレスをシリアルモニタに表示

  //serverにアクセスしたときの処理関数
  server.on("/", handleLedOnOff);         //TOPページのアドレスにアクセスしたときの処理関数
  server.onNotFound(handleNotFound);      //存在しないアドレスにアクセスしたときの処理関数
  
  //WebServerを起動、server(80)で作成したサーバー
  server.begin();                         //WebServer起動
}

void loop() {
  server.handleClient();
}

//TOPページにアクセスしたきの処理関数
void handleLedOnOff() {
  String html;
  //HTML記述
  html = "<!DOCTYPE html>";
  html += "<html lang='ja'>";
  html += "<meta charset=\"utf-8\">";
  html += "<meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0\">";
  html += "<head>";
  html += "<title>omoroya Lesson 06</title>";
  html += "</head>";
  html += "<h2>omoroya sample code!</h2>";
  html += "<p>";
  html += "<form action='' method='post'>";
  html += "<button type='submit' name='click' value='on'><big>LED オン<big></button>";
  html += "</form>";
  html += "</p>";
  html += "<p>";
  html += "<form action='' method='post'>";
  html += "<button type='submit' name='click' value='off'><big>LED オフ<big></button>";
  html += "</form>";
  html += "</p>";
  html += "</body>";
  html += "</html>";
  html += "";
  
  // POSTで受信した場合、以下を実行
  if (server.method() == HTTP_POST) 
  {
    //LED ON
    if (server.arg("click").equals("on"))       //clickの値がonかどうかの判定
    {
      digitalWrite(led, HIGH);
    }
    //LED OFF
    else if (server.arg("click").equals("off")) //clickの値がoffかどうかの判定
    {
      digitalWrite(led, LOW);
    }
  }
  server.send(200, "text/html", html);
}

//存在しないアドレスへアクセスしたときの処理関数
void handleNotFound(void) {
  server.send(404, "text/plain", "Not Found");
}

 

動作確認

では、さっそく動作を確認していきます。

 

■シリアルモニタの結果

アクセスポイントへ接続、IPアドレスを取得。

esp32-lesson03-01

 

■表示されているIPアドレスへスマホからアクセスした結果
※パソコンのWebブラウザからアクセスしても同じです。

ボタンの追加ができました。

esp32-lesson06-02

 

LED ON/OFFの画像はTwitterに載せてます!

モバイルバッテリーで電源は確保。

 

ESP32へスケッチ(プログラム)を書き込めない場合

  1. Bootボタンを押したままにする
  2. Bootボタンを押したままの状態で、ENボタンを一度押す
  3. Bootボタンを押したままの状態で、Arduino  IDEの書き込みボタンをクリック
  4. Arduino  IDEの画面に「Connecting…」と表示されたらBootボタンから手を離す

上記の順番で手動にて書き込むことが可能です。

 

まとめ

本Lessonは、以下を目標としました。

1.ESP32をWebサーバーにする
2.methodの使い方を理解する。
2.スマホのWebブラウザにからWiFi経由にてLEDをON/OFFする

 

本LessonではCSSを使用せずにボタンを追加。

ESP32-DevKitC」をWebサーバーとすることでWiFi経由にてLEDのON/OFFが可能となりました。

見栄えをよくしようと思うと、どうしてもCSSが必要・・・。

次回は、そのへんを・・・

 

疑問点、質問などありましたら気軽にコメントください。

 

次回、Lesson 07は【WiFi経由でのLED ON/OFF】その3を予定・・・。

CSSなど別ファイルで、保存してというところを考えています。

 

ESP32入門編にて使用しているものは「ESP-WROOM-32D」です。

マイコンは「Espressif」ですが、ボードはいろいろなベンダーから発売されています。

値段も色々。

 

純正品の本体単品がほしい方はこちらとなります。

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