راه اندازی اولیه ESP و روش اتصال برد ESP8266 به WIFI
بردهای ESP در دو نسل ESP8266 و ESP32 طراحی و تولید شده‌اند. این بردها کاربردهای زیادی دارند. علاوه بر دارای بودن وای فای از یک میکروکنترلر داخلی هم بهره می‌برند. در نسل ESP32 بلوتوث BLE هم به آن اضافه شده است. از اینرو شناخت این تراشه‌ها برای متخصص‌ها و شرکت‌هایی که میخواهند در زمینه اینترنت اشیا (IoT) دستی بر آتش داشته باشند، اهمیت دارد. هرچقدر در این بردها جستجو کنید، موارد جدیدتری را خواهید آموخت. در این پست قرار است روش راه اندازی اولیه ESP8266 و اتصال آن به اینترنت را بررسی کنیم. در ادامه این مطلب با بلاگ دانشجو کیت همراه باشید. همچنین اگر این مطلب برای شما ارزشمند بود و به اطلاعاتتان اضافه کرد، آنرا با دیگران به اشتراک بگذارید تا دانش فنی مدیرها و کاربران فارسی زبان در این حوزه و IoT رشد پیدا کند.
اتصال سنسورها به اینترنت با بردهای ESP
پس از یادگیری برنامه نویسی سنسورها و کار با بردهای آردوینو قدم بعدی و شاید مهمترین قدم اتصال سنسورها و دستگاه ها به اینترنت است. ارتباط با اینترنت ارتباط با دنیای پلتفرم ها و شروع مدیریت داده‌ها در شبکه اینترنت اشیا خواهد بود. سری بردهای ESP که شامل دو نسل ESP8266 و ESP32 است. به دلیل برخورداری از تراشه Wifi قابلیت اتصال به شبکه اینترنت را دارند. برای اتصال بردهای ESP به وای فای این مسیر را پیش خواهیم گرفت. تراشه WiFi موجود در بردهای ESP8266، قابلیت اتصال و ارتباط بیسیم را فراهم می‌کند. این تراشه با استفاده از استاندارد IEEE 802.11 برای ارتباط با شبکه‌های WiFi استفاده می‌شود. با استفاده از این تراشه WiFi، بردهای ESP8266 قادر به اتصال به شبکه‌های وای فای مختلف و ارسال و دریافت داده‌ها از طریق این شبکه‌ها است. با استفاده از تراشه WiFi در بردهای ESP8266، میتوانید دستگاه‌های خود را به شبکه اینترنت متصل کنید و داده‌ها را به سرویس‌ها یا پلتفرم‌های ابری ارسال کنید. این کاربرد به شما امکان می‌دهد تا برنامه‌های IoT پیچیده‌تری را بر روی بردهای ESP8266 اجرا کنید، مانند سنسورهای هواشناسی، کنترل دستگاه‌های خانگی و... با استفاده از تراشه WiFi، میتوانید بردهای ESP8266 را به عنوان پلتفرم کنترل دستگاه‌ها استفاده کنید. میتوانید یک دستگاه را از راه دور کنترل کنید، سیگنال‌های روشنایی را کنترل کنید، دستگاه‌ها را روشن و خاموش کنید و دستورات دیگری را از طریق شبکه وای فای به آنها ارسال کنید. تراشه WiFi در بردهای ESP8266 به شما اجازه می‌دهد تا به سرویس‌های ابری و پلتفرم‌های اینترنت اشیاء متصل شوید. این موارد شامل ارسال داده‌ها به سرویس‌های ابری خواهد بود.
نصب نرم افزار آردوینو Arduino IDE
در این پست توسط محیط برنامه نویسی Arduino IDE برای راه اندازی بردهای ESP اقدام می‌کنیم. قطعا اشاره به نصب نرم افزار شاید کمی عجیب باشد اما در هر صورت آخرین ورژن از نرم افزار Arduino IDE را بر روی سیستم نصب کنید. روال نصب این نرم افزا اصلا پیچیده نیست. مشابه هر نرم افزار دیگری مراحلی قدم به قدم برای نصب روی سیستم عامل دارد. برای دانلود نرم افزار بر روی لینک arduino IDE V2 کلیک کنید. جهت نصب نرم افزار آردوینو پیشنهاد می‌شود ورژن 2 را نصب کنید تا رابط کاربری جذاب تری داشته باشید. پس از دانلود کردن اقدام به نصب آن کنید. پس از اینکه نرم افزار نصب شد، آنرا باز کنید. سپس ادامه آموزش را دنبال کنید.
نصب پکیج ESP8266 در Arduino IDE
بردهای ESP توسط محیط برنامه نویسی آردوینو قابل راه اندازی و پروگرام شدن هستند. اما برای اینکه توسط نرم افزار شناخته شود بایستی پکیج آن روی نرم افزار نصب شود. این روال برای بسیاری از بردهای امبدد وجود دارد. با توجه به اینکه محیط برنامه نویسی آردوینو بسیار توانمند و کاربردی است، از اینرو اکثر تولید کنندگان بردهای امبدد اقدام به ارایه پکیج نرم افزاری بردهایشان با این نرم افزار می‌کنند. برای نصب بسته ESP8266 در محیط توسعه Arduino IDE، مراحل زیر را دنبال کنید.
- نرم‌افزار Arduino IDE را انتخاب کنید.
- به قسمت "File" در نوار منو بروید و "Preferences" را انتخاب کنید.
- در پنجره "Preferences"، در قسمت "Additional Boards Manager URLs"، روی آیکون سمت راست آن کلیک کنید تا یک پنجره جدید باز شود.
- در پنجره جدید، آدرس زیر را در قسمت مربوطه وارد کنید: "http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json". اگر آدرسی دیگر در این قسمت وجود دارد، آنها را با کاما جدا کنید.روی "OK" کلیک کنید تا پنجره‌ها بسته شوند.
- حالا به قسمت "Tools" در نوار منو بروید و "Board: <نام_بورد_شما>" را انتخاب کنید. سپس به قسمت "Boards Manager" بروید.
- در پنجره "Boards Manager"، عبارت "esp8266" را در نوار جستجو وارد کنید.
- عبارت "esp8266 by ESP8266 Community" را فیلتر کنید و روی دکمه "Install" کلیک کنید.
- صبر کنید تا فرآیند نصب به پایان برسد. این فرآیند ممکن است چند دقیقه طول بکشد.
- پس از اتمام نصب، میتوانید پنجره "Boards Manager" را ببندید.
- برد نصب شده است.
اتصال برد ESP8266 به سیستم
پس از اینکه پکیج مربوطه نصب شد، بایستی برد ESP را به سیستم متصل کنید. معمولا بردهای الکترونیکی از طریق رابط USB با سیستم عامل ارتباط برقرار می‌کنند. به همین دلیل بایستی از یک مبدل USB استفاده شود. بردهایی مانند Nodemcu که تراشه اصلی آنها ESP است. دارای تراشه مبدل USB به سریال هستند. بنابراین فقط کافیست که یک کابل USB را از آن به سیستم متصل کنید. اما برخی دیگر مانند تراشه‌ی ESP نیازمند یک کابل مبدل هستند. از طریق کابل مخصوص و یا از طریق ارتباط USB TO SERIAL برد را به سیستم متصل کنید. سپس در نرم افزار آردوینو نوع دقیق برد ESP8266 را انتخاب کنید. بردهای ESP8266 اکثرا دارای پورت micro usb هستند. همچنین از طریق مبدل usb to uart که مدل های متنوعی در فروشگاه موجود است میتوانید با ارتباط سریال ارتباط را برقرار کنید.
لینک خرید برد ESP8266
لینک خرید مبدل usb to uart
لینک خرید کابل micro usb to usb
نصب کتابخانه ESP8266WiFi.h
نرم افزار آردوینو IDE یک محیط برنامه نویسی برای بردهای میکروکنترلر است. از اینرو برای راه اندازی انواع پروژه‌ها به کتابخانه نیاز است. کتابخانه ESP8266WiFi.h یکی از کتابخانه‌های مهم برای برنامه‌نویسی ESP8266 در محیط Arduino IDE است. این کتابخانه امکان اتصال ESP8266 به شبکه WiFi را فراهم می‌کند و عملیات مربوط به شبکه را ساده‌تر می‌کند. برخی از ویژگی‌های مهم این کتابخانه عبارتند از:
- اتصال به شبکه WiFi: کتابخانه ESP8266WiFi.h امکان اتصال ESP8266 به یک شبکه WiFi را با استفاده از SSID (نام شبکه) و رمز عبور فراهم می‌کند.
- دریافت آدرس IP: پس از اتصال به شبکه WiFi، میتوانید با استفاده از کتابخانه ESP8266WiFi.h آدرس IP اختصاصی ESP8266 در شبکه را دریافت کنید.
- ارسال و دریافت داده‌ها از طریق شبکه: با استفاده از این کتابخانه، میتوانید داده‌ها را بین ESP8266 و سایر دستگاه‌ها در شبکه WiFi ارسال و دریافت کنید.
- کنترل تنظیمات شبکه: با استفاده از ESP8266WiFi.h، میتوانید تنظیمات شبکه WiFi را مانند قدرت سیگنال، کانال، حالت امنیتی و ... را کنترل کنید.
- کتابخانه ESP8266WiFi.h از توابع و کلاس‌های متنوعی برای اتصال و کنترل شبکه استفاده می‌کند و با استفاده از این کتابخانه میتوانید برنامه‌های IoT پیچیده‌تر را بر روی برد ESP8266 اجرا کنید.
قبل از آپلود کد بایستی اقدامات زیر را برای کد انجام دهید:
- در ابتدا کتابخانه ESP8266WiFi.h را نصب کنید.
- این مسیر را دنبال کنید "Sketch" > "Include Library" > "Manage Libraries"
- عبارت ESP8266WiFi را فیلتر کنید.
- سپس بر روی install کلیک کنید.
- در کد نوشته شده به جای دو عبارت زیر مشخصات وای فای خود را وارد کنید. YourWiFiNetworkName و YourWiFiPassword که شامل یوزرنیم و پسورد مودم شما است.
چرا برای راه اندازی بردهای esp به کتابخانه نیاز داریم؟
کتابخانه‌ها در برنامه‌نویسی میکروکنترلرها و بردهای مبتنی بر ESP نقش بسیار مهمی دارند. دلایل استفاده از کتابخانه‌ها در راه‌اندازی بردهای ESP به شرح زیر هستند.
1- سهولت استفاده: کتابخانه‌ها عملکرد و ویژگی‌های پیچیده را پشتیبانی می‌کنند و به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا با استفاده از توابع و روش‌های آماده، بدون نیاز به نوشتن کدهای پیچیده، عملیات‌های مورد نیاز را انجام دهند. این امر باعث سهولت و سرعت توسعه برنامه می‌شود.
2- افزایش بهره‌وری: با استفاده از کتابخانه‌ها، قابلیت‌ها و عملکرد بردها بهبود می‌یابد و کارایی و بهره‌وری برنامه‌ها افزایش می‌یابد. کتابخانه‌ها معمولاً بهینه‌سازی شده‌اند و برای پیاده‌سازی صحیح و بهترین استفاده از منابع سخت‌افزاری بردها طراحی شده‌اند.
3- استانداردسازی: با استفاده از کتابخانه‌ها، میتوانید از استانداردهایی که توسط جامعه برنامه‌نویسی تعیین شده‌اند، بهره‌برداری کنید. این به شما کمک می‌کند تا برنامه‌های خود را قابلیت تعمیم و انتقال به سایر پروژه‌ها داشته باشند.
4- کاهش زمان توسعه: با استفاده از کتابخانه‌های کاربردی، میتوانید قسمت‌های بسیاری از کد را با استفاده از توابع آماده جایگزین کنید. این کار زمان توسعه را به شدت کاهش می‌دهد و امکان تمرکز بر روی قسمت‌های اصلی پروژه را فراهم می‌کند.
چگونه کتابخانه مناسب برای بردهای ESP را انتخاب کنیم؟
انتخاب کتابخانه مناسب برای بردهای ESP می‌تواند به شدت وابسته به نوع پروژه و نیازهای شما باشد. اما در کل، روش‌های زیر می‌تواند به شما در انتخاب کتابخانه مناسب کمک کند.
1- تحقیق و مطالعه: قبل از انتخاب کتابخانه، با دقت در مورد نیازهای پروژه خود بررسی کنید. ببینید که پروژه شما به چه قطعات سخت‌افزاری، ماژول‌ها یا حسگرها نیاز دارد و کدام کتابخانه‌ها قابلیت پشتیبانی از آنها را دارند. مطالعه مستندات، نمونه کدها و راهنماهای موجود برای کتابخانه‌ها می‌تواند به شما کمک کند تا درک بهتری از قابلیت‌ها و کاربردهای آنها داشته باشید.
2- سازگاری با برد: مطمئن شوید که کتابخانه انتخابی با برد ESP شما سازگار است. این شامل سازگاری با نسخه نرم‌افزار آردوینو، پشتیبانی از ویژگی‌ها و قابلیت‌های برد، و سازگاری با ماژول‌ها و قطعات مورد استفاده در پروژه شما است.
3- جامعه و پشتیبانی: بررسی جامعه برنامه‌نویسی ESP و منابع موجود برای کتابخانه‌ها نیز مهم است. چک کنید که آیا کتابخانه مورد نظر شما توسط جامعه پشتیبانی می‌شود، نسخه‌های به‌روز آن در دسترس هستند و سوالات و مشکلات مرتبط با آن پاسخ داده می‌شود. انجمن‌ها، وبسایت‌ها، گیت‌هاب و منابع آموزشی معتبر می‌توانند منابع خوبی برای جستجو و مطالعه باشند.
4- آزمایش و ارزیابی: قبل از استفاده نهایی، توصیه می‌شود کتابخانه را در یک پروژه آزمایشی ساده تست کنید. این به شما امکان می‌دهد تا عملکرد و قابلیت‌های کتابخانه را در عمل تجربه کنید و مطمئن شوید که به نیازهای پروژه شما پاسخ می‌دهد.
با توجه به این روش‌ها و با مطالعه، آزمایش و ارزیابی کتابخانه‌ها، شما میتوانید کتابخانه‌ای را پیدا کنید که براهمه نیازهای پروژه ESP شما پاسخ می‌دهد.
آپلود برنامه اتصال به شبکه وای فای
در ادامه یک نمونه کد نوشته‌ایم که بایستی آنرا روی برد ESP آپلود کنید. این کد برای اتصال برد ESP8266 به یک شبکه Wi-Fi و نمایش آدرس IP محلی برد در خروجی سریال استفاده می‌شود. برای انجام این کار، ابتدا نام شبکه Wi-Fi (ssid) و رمز عبور (password) را تنظیم می‌کند. سپس با استفاده از تابع WiFi.begin، برد به شبکه Wi-Fi متصل می‌شود و منتظر برقراری اتصال می‌ماند. در حلقه while، برنامه بررسی می‌کند که آیا اتصال به شبکه Wi-Fi برقرار شده است یا خیر. تا زمانی که اتصال برقرار نشده باشد، به طور مداوم این بررسی انجام می‌دهد و پیام "Connecting to WiFi..." را در خروجی سریال مانیتور نمایش دهد. پس از برقراری اتصال، پیام "Connected to WiFi!" و آدرس IP محلی برد در خروجی سریال نمایش داده می‌شوند. تابع loop در این برنامه خالی است و برای قرار دادن عملیات دلخواه، میتوانید کد مورد نظر خود را در این قسمت قرار دهید. به عنوان مثال، میتوانید کدهای مربوط به ارسال داده‌ها از طریق شبکه Wi-Fi یا انجام عملیاتی بر اساس اتصال به شبکه را در این قسمت قرار دهید. کد زیر را کپی و به نرم افزار آردوینو انتقال دهید.
#include <ESP8266WiFi.h>
const char* ssid = "YourWiFiNetworkName";
const char* password = "YourWiFiPassword";
void setup() {
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println("Connecting to WiFi...");
}
Serial.println("Connected to WiFi!");
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {
// Your code here
}این کد یک برنامه ساده برای اتصال یک برد ESP8266 به شبکه Wi-Fi استفاده می‌کند. در ابتدای کد، کتابخانه ESP8266WiFi برای کنترل ماژول Wi-Fi ESP8266 اضافه شده است. سپس، دو متغیر ssid و password تعریف شده‌اند که نام و رمز عبور شبکه Wi-Fi مورد نظر را در خود نگه می‌دارند. در تابع setup، ارتباط سریال برقرار شده و سرعت آن به 115200 بیت در ثانیه تنظیم می‌شود. سپس با استفاده از تابع WiFi.begin، برد ESP8266 به شبکه Wi-Fi متصل می‌شود. در حلقه while بررسی می‌شود که آیا برد به شبکه Wi-Fi متصل شده است یا خیر. تا زمانی که اتصال برقرار نشده باشد، با استفاده از تابع delay، یک ثانیه صبر می‌کند و پیام "Connecting to WiFi..." را در خروجی سریال نماش می‌دهد. پس از برقراری اتصال، پیام "Connected to WiFi!" و آدرس IP محلی ESP8266 در خروجی سریال نمایش داده می‌شوند.
اجرای برنامه اتصال ESP به WIFI
پس از اعمال تغییرات برنامه را آپلود کنید. سریال مانیتور را باز کنید. پس از بارگذاری کد، با کلیک بر روی آیکون عدسی در گوشه بالا و راست محیط توسعه Arduino، مانیتور سریال را باز کنید. نرخ بادریترا به 115200 تنظیم کنید. باید ببینید که ESP8266 به شبکه WiFi شما متصل شده و آدرس IP اختصاصی چاپ شده است.در این مرحله ESP8266 شما اکنون به WiFi متصل است. اکنون می توانید کد پروژه IoT خود را درون تابع loop () اضافه کنید تا با استفاده از اتصال WiFi وظایف خاصی را انجام دهید.توجه: مطمئن شوید که نام و رمز عبور شبکه WiFi درست را دارید و اطمینان حاصل کنید که برد ESP8266 شما با محیط توسعه Arduino سازگار است. با اتصال برد ESP8266 به Wifi برد ESP8266 می‌تواند به اینترنت دسترسی داشته باشد. این به شما اجازه می‌دهد تا از منابع آنلاین استفاده کنید، .میتوانید داده‌ها را به صورت بیسیم بین برد ESP8266 و سایر دستگاه‌ها یا سرورها انتقال دهید. این امکان را به شما می‌دهد تا داده‌های حسگرها را دریافت و پردازش کنید، دستورات را به دستگاه‌های مرتبط ارسال کنید و اطلاعات را با سایر سیستم‌ها به اشتراک بگذارید.بردهای ESP8266 را به عنوان یک پلتفرم کنترل دستگاه‌ها استفاده کنید. شما میتوانید از طریق اتصال بیسیم دستگاه‌ها را روشن و خاموش کنید، وضعیت آنها را کنترل کنید و دستورات را به آنها ارسال کنید.بردهای ESP8266 را به شبکه اینترنت متصل کنید و به عنوان یک دستگاه IoT عمل کنید. این به شما امکان می‌دهد تا به طور مستقیم با سایر دستگاه‌ها و سرویس‌ها در شبکه ارتباط برقرار کنید و به راحتی برنامه‌های IoT پیچیده‌تر را پیاده‌سازی کنید.
جمع بندی
در این پست روال راه اندازی عمومی بردهای ESP را بررسی کردیم. در خصوص کتابخانه و روش انتخاب آن هم توضیحاتی دادیم. اما دقت داشته باشید که این توضیحات صرفا یک رویکرد عمومی برای بردهای ESP است و بیشتر جنبه‌ی آشنایی برای افرار غیر متخصص دارد. بردهای ESP زیر و بم زیادی دارند و یک محصول فنی مهندسی هستند. از اینرو شناخت تک به تک ویژگی‌ها و روش راه اندازی آنها یک امر مهندسی و کاملا فنی است و از روند توضیحات در یک بلاگ فروشگاهی خارج است. در پایان دقت داشته باشید که کتابخانه مناسب و اصولی از هنگ کردن و کار کردن ناقص دستورات جلوگیری می‌کند. یکی دیگر اینکه کتابخانه مورد استفاده با سناریو مد نظر هر پروژه بایستی سازگاری داشته باشد. در آخر دقت داشته باشید که بی دلیل اقدام به بروز رسانی کتابخانه‌ها نکنید. حتما در پروژه‌ای که کار می‌کنید، مشخص کنید از کدام نسخه کتابخانه استفاده کرده‌اید و از آن یک نسخه پشتیبان تهیه کرده باشید. ما در تلاش هستیم که دانش کاربران فارسی زبان را در راستای سخت افزارهای IoT ارتقا دهیم. بنابراین اگر این پست برای شما مفید بود و به اطلاعاتتان اضافه کرد، حتما لینک آموزش را با دیگران به اشتراک بگذارید.
نوشته‌های مرتبط
مد کاری OTA راهکار آپدیت بیسیم بردهای ESP در خانه‌های هوشمند
1311 1402-03-27
اصول راه اندازی nRF24L01 بررسی تعداد کانال‌ها و راهکار Data Loss
1853 1402-03-24
مسافت بردهای nRF52 و بررسی پروتکل Mesh
1184 1402-03-22
بررسی مدهای کاری بردهای خانواده nRF24 و nRF52
1126 1402-03-21
بررسی 21 کتابخانه مهم و کاربردی بردهای nRF24 و nRF52
1232 1402-03-21
بررسی 27 AT Command مهم در بردهای nRF24 و nRF52
1263 1402-03-20
ارسال نظر
پاسخ دهید
لطفا برای ارسال نظر وارد شوید.