Webserver on Internet of Things mit dem NanoESP

Tag 19: Konfigurationsseite für den NanoESP

Mon, 19 Dec 2016 00:01:07 +0100

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein weiteres Kabel. Mit den beiden Kabeln ist es nun möglich z.B. die RGB LED auch abseits des Boards zu platzieren. Die RGB-LED werden wir heute auch benötigen, denn es geht um eine Webseite, über die die Farbe der LED eingestellt werden kann. Doch das ist nicht der Hauptaspekt: Um das Konfigurieren des NanoESP nicht nur für Programmierer besonders einfach zu gestalten, gibt es eine Konfigurationsseite, über die die WLAN-Daten des Moduls eingestellt werden können. Doch zunächst zum Aufbau:

Tag 18: Klimaüberwachung

Sun, 18 Dec 2016 00:01:35 +0100

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein ganz besonderes Bauteil, nämlich ein Luftfeuchtesensor. Zusammen mit dem Phototransistor und dem NTC bauen Sie heute eine Klimastation für den Heimgebrauch. Dazu ist folgender Aufbau nötig:

Der Aufbau mit allen Sensoren

Der heutige Aufbau ist etwas kniffelig. Vor allem an der Stelle, an der das rechte Poti auf dem Bild sitzt, kommt es zu einer Berührung mit dem NanoESP. Dies ist aber nicht weiter schlimm, solange der auf dem Bild linke Kontakt fest im Board steckt.

Tag 17: Wake Up Light

Sat, 17 Dec 2016 00:01:56 +0100

Das Projekt des heutigen Tages orientiert sich an einer bekannten Lampe von Phillips, dem Wake Up Light. Es handelt sich dabei um einen sanften Wecker, denn anstelle laut zu tönen wird langsam die Helligkeit erhöht. So entsteht eine Art Sonnenaufgang und der Körper wird auf natürliche Weise wach.

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein weites Poti, welches für den morgigen Versuch wichtig ist. Heute wird folgender Aufbau benötigt:

Die RGB LED mit Vorwiderständen

Das Programm: A16_P17_WakeUpLight.ino

/*
 TCP-Server: Wakeup light
 Change SSID and PASSWORD.
 RGB-Led (common cathode) on Pins 3,5,6
*/

#include <NanoESP.h>
#include <NanoESP_HTTP.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include "Websites.h"

#include <math.h>
#include <Time.h>

#define SSID "YourSSID"
#define PASSWORD "YourPassword"

#define LED_WLAN 13

#define RED 3
#define GREEN 5
#define BLUE 6
#define GND 4

#define BUTTON 7

NanoESP nanoesp = NanoESP();
NanoESP_HTTP http = NanoESP_HTTP(nanoesp);

//String timeServerIP = ; // time.nist.gov NTP server address
String ntpServerName = "195.145.119.188";//"time.nist.gov";
const int NTP_PACKET_SIZE = 48; // NTP time stamp is in the first 48 bytes of the message
byte packetBuffer[NTP_PACKET_SIZE]; //buffer to hold incoming and outgoing packets

int alarmHour = 0, alarmMinute = 2;
bool alarm;
byte cRed = 0, cBlue = 0, cGreen = 0;

unsigned long previousMillis = 0; // will store last time a msg was send
unsigned long interval = 78; //

void setup() {
 Serial.begin(19200);
 nanoesp.init();

 pinMode(RED, OUTPUT);
 pinMode(GREEN, OUTPUT);
 pinMode(BLUE, OUTPUT);

 pinMode(GND, OUTPUT);
 digitalWrite(GND, LOW);

 pinMode(BUTTON, INPUT);

 //Only Station Mode for TimeSync
 nanoesp.configWifiMode(STATION);
 //delay(1000);

 // Wait till Connected to WiFi
 if (nanoesp.wifiConnected())digitalWrite(LED_WLAN, HIGH); else Serial.println(F("Error WLAN Connect"));

 //Start TCP Server
 if (nanoesp.startTcpServer(80)) Serial.println(F("TCP Server Activ")); else Serial.println(F("TCP Server Error"));

 //Print IP in Terminal
 Serial.println(nanoesp.getIp());

 setSyncProvider(getNtpTime);
 Show_Time();
}


time_t getNtpTime() {
 //convert to time_t , Paramter: connectionId, ServerAdress, Timezone
 return (time_t)getNTPpacket(4, ntpServerName, 2);
}

void loop() {
 String method, ressource, parameter;
 int id ;

 if (http.recvRequest(id, method, ressource, parameter)) {

 Serial.println("New Request from id :" + String(id) + ", method: " + method + ", ressource: " + ressource + " parameter: " + parameter);

 if (ressource == "/") {
 http.sendFromFlash(id, index, sizeof(index));
 nanoesp.closeConnection(id);
 }

 if (ressource == "/settimer") {
 if (parameter != "") {
 //timer=02%3A03&
 String sHour = parameter.substring(parameter.indexOf('=') + 1, parameter.indexOf('%'));
 String sMin = parameter.substring(parameter.indexOf('A') + 1, parameter.indexOf('&'));

 String sDuration = parameter.substring(parameter.indexOf('&') + 1);
 sDuration = sDuration.substring(sDuration.indexOf('=') + 1, sDuration.indexOf('&'));

 alarmHour = sHour.toInt();
 alarmMinute = sMin.toInt();
 int iDuration = sDuration.toInt();
 interval *= iDuration;

 Serial.println("Timer: " + String(alarmHour) + ":" + String(alarmMinute) + " Duartion: " + String (iDuration) );
 Show_Time();

 }
 nanoesp.closeConnection(id);
 }


 if (ressource == "/turnoff") {
 alarm = false;
 cRed = 0; cBlue = 0; cGreen =0;
 analogWrite(RED,cRed); analogWrite(BLUE,cBlue);analogWrite(GREEN,cGreen);
 }

 else {
 http.sendFromFlash(id, error404, sizeof(error404));
 nanoesp.closeConnection(id);
 }
 }
 else {
 if (hour() == alarmHour) {
 if (minute() == alarmMinute) {
 if (!alarm) alarm = true;
 }
 }

 if (alarm) wakeUp();
 }
}

void MorningAlarm() {

 Serial.println("Alarm: - turn lights off");
}


void wakeUp() {
 if (millis() - previousMillis >= interval) {
 previousMillis = millis();
 if (cRed == 0) Show_Time();
 if (cRed < 255) {
 cRed++; analogWrite(RED, cRed );
 }
 else {
 if (cGreen < 255) {
 cGreen++;
 analogWrite(GREEN, cGreen);
 }
 else {
 if (cBlue < 255) {
 cBlue++;
 analogWrite(BLUE, cBlue );
 if (cBlue == 255) Show_Time();
 }
 }
 }
 }
}



// prepare an NTP request to the time server and send to the given
bool sendNTPpacket(int id, String address)
{
 // set all bytes in the buffer to 0
 memset(packetBuffer, 0, NTP_PACKET_SIZE);
 // Initialize values needed to form NTP request
 // (see URL above for details on the packets)
 packetBuffer[0] = 0b11100011; // LI, Version, Mode
 packetBuffer[1] = 0; // Stratum, or type of clock
 packetBuffer[2] = 6; // Polling Interval
 packetBuffer[3] = 0xEC; // Peer Clock Precision
 // 8 bytes of zero for Root Delay & Root Dispersion
 packetBuffer[12] = 49;
 packetBuffer[13] = 0x4E;
 packetBuffer[14] = 49;
 packetBuffer[15] = 52;
 //
 // if we need a cr/lf
 //
 packetBuffer[NTP_PACKET_SIZE ] = 0x0D;
 packetBuffer[NTP_PACKET_SIZE + 1] = 0x0A;
 // all NTP fields have been given values, now
 // you can send a packet requesting a timestamp:
 if ( nanoesp.sendRaw(id, packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE)) return true;
 return false;
}

long getNTPpacket(int id, String address, int timeZone) {
 unsigned long secsSince1900;
 byte offset = 40;

 if (!nanoesp.newConnection(id, UDP, address, 123)) Serial.println ("no connection ntp server"); //NTP requests are to port 123
 delay(100);
 if (!sendNTPpacket(id, address)) {
 Serial.println("No time request send");
 return 0;
 }
 nanoesp.setTimeout(2000);
 if (nanoesp.find("+IPD,")) {
 int vid = nanoesp.parseInt();
 nanoesp.find(",");
 int len = nanoesp.parseInt();
 //Serial.println(String(len));
 byte buffer[len];

 nanoesp.find(":");
 nanoesp.readBytes(buffer, 48);

// for (int i = 0; i <= NTP_PACKET_SIZE; i++) {
// Serial.print(buffer[i], HEX);
// }

 // convert four bytes starting at location 40 to a long integer
 secsSince1900 = (unsigned long)buffer[offset + 0] << 24;
 secsSince1900 |= (unsigned long)buffer[offset + 1] << 16;
 secsSince1900 |= (unsigned long)buffer[offset + 2] << 8;
 secsSince1900 |= (unsigned long)buffer[offset + 3];

 nanoesp.find("OK\r\n");
 nanoesp.closeConnection(id);

 // return secsSince1900 + timeZone * SECS_PER_HOUR; // NTP Date
 return secsSince1900 - 2208988800UL + timeZone * SECS_PER_HOUR; // UNIX Date
 }
 else {
 Serial.println("no time recieved");
 nanoesp.closeConnection(id);
 return 0;
 }
}

void Show_Time()
{
 String shour, sminute, ssecond;

 Serial.print("Date: ");
 Serial.print(day());
 Serial.print(".");
 Serial.print(month());
 Serial.print(".");
 Serial.println(year());


 if (hour() <= 9) shour = "0" + String(hour()); else shour = String(hour()); // adjust for 0-9
 if (minute() <= 9) sminute = "0" + String(minute()); else sminute = String(minute());
 if (second() <= 9) ssecond = "0" + String(second()); else ssecond = String(second());
 Serial.println( "Time: " + shour + ":" + sminute + ":" + ssecond );
}

(Die frühere Einbettung über Arduino Create ist nicht mehr verfügbar; der Code stammt aus dem Download aller Programme.)

Tag 16: Ein Webserver Piano

Fri, 16 Dec 2016 00:01:54 +0100

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein Piezzo Schallwandler. Mit ihm ist es möglich, Töne zu generieren, wie im heutigen Versuch deutlich wird. Sie basteln heute eine Art Klavier, das über eine Webseite bedient werden kann. Doch zunächst der Aufbau:

Der Piezzo richtig angeschlossen

Das Programm: A16_P16_WebserverPiano.ino

/*
 TCP-Server Piano
 Change SSID and PASSWORD.
*/

#include <NanoESP.h>
#include <NanoESP_HTTP.h> //special library for http-connection
#include <SoftwareSerial.h>
#include "Websites.h" //websites in a special file as progmem

#define SSID "YourSSID"
#define PASSWORD "YourPassword"

#define LED_WLAN 13

NanoESP nanoesp = NanoESP();
NanoESP_HTTP http = NanoESP_HTTP(nanoesp);

void setup() {
 Serial.begin(19200);
 nanoesp.init();

 //! Only if you want to change the ACCESPOINT configuration
 //nanoesp.configWifi(ACCESSPOINT, "NanoESP", "");

 //! Only if you use a new Network
 // nanoesp.configWifi(DUAL, SSID, PASSWORD);

 //Dual Mode
 nanoesp.configWifiMode(DUAL);
 //delay(1000);

 // Wait till Connected to WiFi
 if (nanoesp.wifiConnected())digitalWrite(LED_WLAN, HIGH); else Serial.println(F("Error WLAN Connect"));

 //Start TCP Server
 if (nanoesp.startTcpServer(80)) Serial.println(F("TCP Server Activ")); else Serial.println(F("TCP Server Error"));

 //Print IP in Terminal
 Serial.println(nanoesp.getIp());
}

void loop() {
 String method, ressource, parameter;
 int id;

 if (http.recvRequest(id, method, ressource, parameter)) { //Incoming request, parameters by reference

 Serial.println("New Request from id :" + String(id) + ", method: " + method + ", ressource: " + ressource + " parameter: " + parameter);

 if (ressource == "/") {
 http.sendFromFlash(id, index, sizeof(index));
 nanoesp.closeConnection(id);
 }

 else if (ressource == "/dataonly") { //only data is recieved on this url, no need to send a website
 nanoesp.closeConnection(id);
 }

 else {
 http.sendFromFlash(id, error404, sizeof(error404));
 nanoesp.closeConnection(id);
 }

 if (parameter != "") //the request included parameters
 {
 String strTone;
 if (method == GET) strTone = parameter.substring(6); else strTone = parameter.substring(5); //get note values
 noTone(8);
 tone(8, strTone.toInt(), 200); //play note for 200ms
 }

 }
}

(Die frühere Einbettung über Arduino Create ist nicht mehr verfügbar; der Code stammt aus dem Download aller Programme.)

Tag 15: Ein Webserver

Thu, 15 Dec 2016 00:01:28 +0100

Nachdem in den letzten Tagen vor allem die Blynk-Plattform zentraler Punkt unserer Projekte war, kommt nun ein ganz neues Thema, und zwar der NanoESP als Webserver. Bei dem Versuch des ersten Tages haben Sie bereits einen ersten Eindruck bekommen. In den folgenden Tagen werden Sie sehen, was noch alles möglich ist.

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein spezielles doppeladriges Kabel, mit dem sich z.B. auch LEDs oder Sensoren außerhalb des Boards einsetzen lassen. Für den heutigen Versuch ist allerdings gar kein Hardwareaufbau nötig. Alles was Sie benötigen ist das Programm und einen Browser.

Tag 18: Universal Fernbedienung

Fri, 18 Dec 2015 00:01:00 +0100

Gestern haben Sie einen Empfänger für Infrarotfernbedienungen gebaut. Heute bauen Sie sozusagen die Fernbedienung selbst. Genauer gesagt basteln Sie sich eine per Computer oder Smartphone bedienbare Universalfernbedienung, mit der Sie Ihren Fernseher oder andere Geräte steuern können, auch wenn die originale Fernbedienung mal wieder nicht auffindbar ist.

Damit Sie das Projekt angehen können, benötigen Sie das Bauteil, das sich hinter dem heutigen Türchen befindet, die IR-Diode. Sie sieht aus wie eine einfache LED, allerdings sendet sie Licht im nicht sichtbaren Infrarotbereich aus. Die IR-Signale sind aber für eine digitale Kamera sichtbar. Der Aufbau des heutigen Tages können Sie dem unteren Bild entnehmen. Wundern Sie sich nicht, dass die IR-LED keinen Vorwiderstand bekommt. Der wirksame Vorwiderstand ist allein der On-Widerstand des Ports von ca. 30 Ohm. Damit ist der Strom durch die Diode recht groß, die gesendeten Impulse sind aber so kurz, dass die Diode keinen Schaden nimmt.

Tag 17: IR-Modul

Thu, 17 Dec 2015 00:01:46 +0100

Das Projekt des heutigen Tages ermöglicht die Steuerung des Controllers per Fernbedienung. Mit selbst wählbaren Tasten auf einer Infrarot-Fernbedienung Ihrer Wahl können Sie die Farbe der RGB-LED verändern und die Hintergrundfarbe der Webseite gleich mit.

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich das für das heutige Projekt bedeutende Bauteil, nämlich das Infrarot-Empfangsmodul. Sie können das Modul wie auf dem unteren Bild ganz ohne Kabel anschließen. Das Programm setzt die entsprechenden Pins so, dass das Modul mit Strom versorgt wird.

Tag 16: GPIO Control

Wed, 16 Dec 2015 00:01:26 +0100

Das Projekt des heutigen Tages ermöglicht die einfache Ansteuerung der digitalen Pins D2-D7 per Webseite. Der Status des jeweiligen Pins wird ebenfalls auf der Webseite dargestellt, sodass man nie den Überblick verliert.

Damit sich der Zustand der Pins gut überprüfen lässt, empfiehlt sich ein Aufbau wie auf dem unteren Bild. Sowohl die RGB-LED als auch die normale LED kommen zum Einsatz. Die Kathoden der LEDs sind diesmal aber nicht an die lange Masseleitung auf der Außenseite des Boards angeschlossen, sondern liegen ebenfalls an einem digitalen Ausgang. Nur wenn diese Pins low geschaltet sind, können die LEDs also leuchten.

Tag 15: Lichtsensor

Tue, 15 Dec 2015 00:01:56 +0100

Das Projekt des heutigen Tages benutzt die Webseite des Webservers nicht als Steueroberfläche, sondern als Ausgabeelement. Die über einen Helligkeitssensor gemessene Helligkeit wird als Relativwert übersichtlich dargestellt.

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein Fototransistor, der als Lichtsensor dient. Der Fototransistor sieht aus wie ein LED, sollte aber nicht mit einer verwechselt werden. Den Aufbau des heutigen Versuchs zeigt das Bild. Der Kollektor des Fototransistors ist der kürzere Anschluss und liegt an +5 V.

Tag 14: Webserver für die RGB-LED

Mon, 14 Dec 2015 00:01:19 +0100

In dem Projekt des heutigen Tages geht es um die Ansteuerung der RGB-LED mittels Webserver. Über eine übersichtliche Oberfläche kann die Farbe der LED verändert werden. Die Webseite wurde außerdem angepasst, und sollte auch auf Smartphones gut darstellbar sein.

Die Webseite mit ColorPicker

Hinter dem heutigen Adventskalendertürchen befindet sich erneut ein Widerstand, diesmal aber mit 10 kΩ (Braun, Schwarz, Orange). Diesen werden Sie für den morgigen Versuch benötigen.

Tag 13: Webseite mit Buttons

Sun, 13 Dec 2015 00:01:54 +0100

In dem heutigen Versuch ist die Darstellung der Webseite noch ausgefeilter. Außerdem gibt es nun auch Steuerelemente, über die eine LED deutlich komfortabler gesteuert werden kann.

So schließen Sie die LED mit Vorwiderstand am Pin D9 an

Der Aufbau des heutigen Versuchs unterscheidet sich nicht vom dem des gestrigen: Eine LED am Pin D9 die sich über das Modul steuern lässt. Als zusätzliches Bauteil finden Sie hinter dem Kalendertürchen erneut einen Widerstand mit 1 kΩ. Bei Bedarf können sie nun die Helligkeit einer LED reduzieren, indem Sie zwei Widerstände in Reihe schalten.

Tag 12: Autonomer Webserver

Sat, 12 Dec 2015 00:01:02 +0100

Die Ergebnisse des gestrigen Versuches gilt es nun wieder in einem autonomen Programm zu verwenden. Das heutige Programm sendet aber nicht nur eine einfache Webseite an den Browser, sondern es ermöglicht zusätzlich die Ansteuerung einer LED.

Hinter dem heutigen Türchen befindet sich ein 9-V-Batterieclip mit dem Sie das Board mobil machen können. Als Alternative können Sie auch eine Power Bank (ein Akku-Pack, normalerweise für Handys) verwenden. Wenn Sie die 9V-Batterie verwenden wollen, achten Sie darauf, dass der rote Draht mit Vin verbunden werden muss, und der schwarze mit GND. Auf dem unteren Bild sehen Sie den Aufbau des heutigen Versuchs mit externer Stromversorgung.

Tag 11: TCP Webserver

Fri, 11 Dec 2015 00:01:31 +0100

In den vorangegangenen Versuchen haben wir uns viel mit dem Thema TCP und dem Zugriff auf Webserver beschäftigt. Heute soll das Modul erstmalig selbst als Webserver fungieren.

Hinter dem Türchen des 11. Tages befindet sich ein besonderes Kabel, das demnächst noch sehr nützlich sein wird. Ein spezieller Aufbau ist heute nicht nötig, da das Programm ähnlich wie das Serial Monitor Programm des ersten Tages funktioniert.

Das Programm: Day11_TCPServer

Ändern Sie wie bisher die WLAN-Daten und laden Sie das Programm auf Ihr Board. Dann starten Sie den Monitor. Es kann wieder ein paar Sekunden dauern, bis die Meldung erscheint, dass das Board verbunden ist. Wenn die Erfolgsmeldung erschienen ist und die IP des Moduls angezeigt wird, können Sie im Serial Monitor mit dem ersten Befehl beginnen:

Beispielprojekt - NanoESP & Pretzelboard

Thu, 24 Sep 2015 10:25:30 +0200

In dem hier vorgestellten Beispielprojekt soll eine einfache Ansteuerung einer bunten RGB-LED realisiert werden. Die Steuerung soll über eine Webseite oder auch über eine Smartphone-App möglich sein. Die Verbindung kann sowohl über einen Router, und damit auch aus der Ferne über das Internet, als auch über den AccesPoint des Moduls hergestellt werden. Es ändert sich jeweils nur die zu adressierende IP.

Sie können das vorgestellte Programm hier herunterladen

Der Aufbau der Schaltung auf einem Steckboard

Die Programmierung erfolgt über die Arduino-Oberfläche, die sich jeder kostenlos auf der Seite www.arduino.cc herunterladen kann. Als Board kann einfach das Arduino Nano Board ausgewählt werden (ATmega328p Version). Bevor das Programm hochgeladen wird, müssen die WLAN Daten am Anfang des Programes eingetragen werden.