Ampel mit Arduino WiFi schalten – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Kategorien: Ampelschaltungen, WiFi und Webserver

Schlagwörter: LED

Ziel des Projekts

Mit einem Arduino mit WiFi-Fähigkeit „baut“ das Programm eine Webseite mit der eine Ampel händisch geschaltet werden kann.

Benötigte Bauteile:

1 rote LED
1 grüne LED
1 gelbe LED
3 Widerstände 220 Ω
Leitungsdrähte

Info

Beachte die ⇒Vorwiderstände verschiedener LEDs.

Der Schaltplan

(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen.

Vorbereitungen

Installiere mit dem Boardverwalter das passende Board:

Benötigte Bibliothek

Das Programm

Binde die benötigte Bibliothek ein und definiere die Variablen.

// UNO WiFi Rev2, MKR 1010, Nano 33 IoT
// #include "WiFiNINA.h"

// UNO R4 WiFi
// #include "WiFiS3.h"

int ROT = 5;
int GELB = 6;
int GRUEN  = 7;

// Router: Name des Routers
// Passwort: WLAN-Passwort
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben
// statischeIP = true -> IP festlegen
bool statischeIP = false;

// statische IP
IPAddress ip(192, 168, 1, 200);

// Netzwerkstatus
int status = WL_IDLE_STATUS;

WiFiServer server(80);
WiFiClient client = server.available();

// UNO WiFi Rev2, MKR 1010, Nano 33 IoT

// #include "WiFiNINA.h"

// UNO R4 WiFi

// #include "WiFiS3.h"

int ROT = 5;

int GELB = 6;

int GRUEN = 7;

// Router: Name des Routers

// Passwort: WLAN-Passwort

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben

// statischeIP = true -> IP festlegen

bool statischeIP = false;

// statische IP

IPAddress ip(192, 168, 1, 200);

// Netzwerkstatus

int status = WL_IDLE_STATUS;

WiFiServer server(80);

WiFiClient client = server.available();

Der setup-Teil:

void setup()
{
  pinMode(ROT, OUTPUT);
  pinMode(GELB, OUTPUT);
  pinMode(GRUEN, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);

  // statische IP
  if (statischeIP) WiFi.config(ip);

  // Verbindung aufbauen
  if (WiFi.status() == WL_NO_MODULE)
  {
    Serial.println(F("Verbindungsaufbau gescheitert!"));
  }

  Serial.print("Verbindung aufbauen mit ");
  Serial.println(Router);

  while (status != WL_CONNECTED)
  {
    status = WiFi.begin(Router, Passwort);

    // Zeit für den Verbindungsaufbau
    // wenn die Verbindung nicht zustandekommt -> Zeit vergrößern
    delay(2000);
  }

  server.begin();

  // IP des Servers/des verbunden Computers anzeigen
  Serial.print("Server: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP des Arduinos anzeigen
  if (statischeIP) Serial.print("Statische IP Adresse Arduino: ");
  else Serial.print("IP Adresse Arduino DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void setup()

{

pinMode(ROT, OUTPUT);

pinMode(GELB, OUTPUT);

pinMode(GRUEN, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

// statische IP

if (statischeIP) WiFi.config(ip);

// Verbindung aufbauen

if (WiFi.status() == WL_NO_MODULE)

{

Serial.println(F("Verbindungsaufbau gescheitert!"));

}

Serial.print("Verbindung aufbauen mit ");

Serial.println(Router);

while (status != WL_CONNECTED)

{

status = WiFi.begin(Router, Passwort);

// Zeit für den Verbindungsaufbau

// wenn die Verbindung nicht zustandekommt -> Zeit vergrößern

delay(2000);

}

server.begin();

// IP des Servers/des verbunden Computers anzeigen

Serial.print("Server: ");

Serial.println(WiFi.SSID());

// IP des Arduinos anzeigen

if (statischeIP) Serial.print("Statische IP Adresse Arduino: ");

else Serial.print("IP Adresse Arduino DHCP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

}

Der loop-Teil:

void loop()
{
  // auf Clienten warten ...
  client = server.available();
  if (client)
  {
    String SchaltungLesen;

    // solange der Client verbunden ist ...
    while (client.connected())
    {
      if (client.available())
      {
        // Anforderung vom Clienten lesen ...
        char Zeichen = client.read();

        // return (\n) gesendet
        if (Zeichen == '\n')
        {
          // wenn der String SchaltungLesen leer ist
          if (SchaltungLesen == "")
          {
            /*
              HTML-Seite aufbauen
              die folgenden Anweisungen müssen
              mit print oder println gesendet werden
              println "verschönert" den Quelltext
              (erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)
              " müssen mit \ maskiert werden " -> \"
            */
            // HTML-Seite aufbauen
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");

            // Leerzeile zwingend erforderlich
            client.println();

            client.println(F("<!doctype html>"));
            client.println(F("<html>"));

            client.println(F("<body>"));
            client.println(F("<h2>Ampel mit WiFi-Modul schalten</h2>"));
            client.println(F("<hr />"));

            client.println(F("<table><tr>"));

            // Button rot schalten
            client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));
            client.print(F("font-weight:bold;"));
            client.print(F(" background-color:#FF6565;"));
            client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));
            client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));
            client.print(F(" type='button'"));
            client.println(F(" onClick=\"location.href='R'\""));
            client.println(F(" value='rot schalten'>"));
            client.println(F("</td></tr>"));

            // Button gelb schalten
            client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));
            client.print(F("font-weight:bold;"));
            client.print(F(" background-color:#FFFB65;"));
            client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));
            client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));
            client.print(F(" type='button'"));
            client.println(F(" onClick=\"location.href='GE'\""));
            client.println(F(" value='gelb schalten'>"));
            client.println(F("</td></tr>"));

            // Button grün schalten
            client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));
            client.print(F("font-weight:bold;"));
            client.print(F(" background-color:#76FA5F;"));
            client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));
            client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));
            client.print(F(" type='button'"));
            client.println(F(" onClick=\"location.href='GR'\""));
            client.println(F(" value='gr&uuml;n schalten'>"));
            client.println(F("</td>"));
            client.println(F("</table>"));

            client.println(F("<hr />"));

            // IPs anzeigen
            client.print(F("<b>Eigene IP: "));
            client.print(client.remoteIP());
            client.print(F("</b>"));
            client.print(F("<br><b>IP Arduino: "));
            client.print(WiFi.localIP());
            client.print(F("</b>"));
            client.println(F("</body>"));
            client.println(F("</html>"));

            // HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile
            client.println();

            // Seite vollständig geladen -> loop verlassen
            break;
          }

          // wenn SchaltungLesen nicht leer ist -> Inhalt löschen
          else
          {
            SchaltungLesen = "";
          }
        }

        // bei einem anderen Zeichen als return (\r)
        // -> Zeichen dem String SchaltungLesen hinzufügen
        else if (Zeichen != '\r')
        {
          SchaltungLesen += Zeichen;
        }

        // endsWith überprüft, ob der String SchaltungLesen mit dem entsprechenden Schaltbefehl endet
        // R = rot, GE = gelb, GR = grün
        if (SchaltungLesen.endsWith("GET /R"))
        {
          // wenn ROT an -> ROT ausschalten
          if (!digitalRead(ROT)) digitalWrite(ROT, HIGH);
          else digitalWrite(ROT, LOW);
        }

        if (SchaltungLesen.endsWith("GET /GE"))
        {
          if (!digitalRead(GELB)) digitalWrite(GELB, HIGH);
          else digitalWrite(GELB, LOW);
        }

        if (SchaltungLesen.endsWith("GET /GR"))
        {
          if (!digitalRead(GRUEN)) digitalWrite(GRUEN, HIGH);
          else digitalWrite(GRUEN, LOW);
        }
      }
    }
    // delay(100);
    client.stop();
  }
}

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void loop()

{

// auf Clienten warten ...

client = server.available();

if (client)

{

String SchaltungLesen;

// solange der Client verbunden ist ...

while (client.connected())

{

if (client.available())

{

// Anforderung vom Clienten lesen ...

char Zeichen = client.read();

// return (\n) gesendet

if (Zeichen == '\n')

{

// wenn der String SchaltungLesen leer ist

if (SchaltungLesen == "")

{

HTML-Seite aufbauen

die folgenden Anweisungen müssen

mit print oder println gesendet werden

println "verschönert" den Quelltext

(erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)

" müssen mit \ maskiert werden " -> \"

// HTML-Seite aufbauen

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-type:text/html");

// Leerzeile zwingend erforderlich

client.println();

client.println(F("<!doctype html>"));

client.println(F("<html>"));

client.println(F("<body>"));

client.println(F("<h2>Ampel mit WiFi-Modul schalten</h2>"));

client.println(F("<hr />"));

client.println(F("<table><tr>"));

// Button rot schalten

client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));

client.print(F("font-weight:bold;"));

client.print(F(" background-color:#FF6565;"));

client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));

client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));

client.print(F(" type='button'"));

client.println(F(" onClick=\"location.href='R'\""));

client.println(F(" value='rot schalten'>"));

client.println(F("</td></tr>"));

// Button gelb schalten

client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));

client.print(F("font-weight:bold;"));

client.print(F(" background-color:#FFFB65;"));

client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));

client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));

client.print(F(" type='button'"));

client.println(F(" onClick=\"location.href='GE'\""));

client.println(F(" value='gelb schalten'>"));

client.println(F("</td></tr>"));

// Button grün schalten

client.print(F("<td><input style='font-size:14pt;"));

client.print(F("font-weight:bold;"));

client.print(F(" background-color:#76FA5F;"));

client.print(F(" width:200px; cursor:pointer;"));

client.print(F(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'"));

client.print(F(" type='button'"));

client.println(F(" onClick=\"location.href='GR'\""));

client.println(F(" value='grün schalten'>"));

client.println(F("</td>"));

client.println(F("</table>"));

client.println(F("<hr />"));

// IPs anzeigen

client.print(F("<b>Eigene IP: "));

client.print(client.remoteIP());

client.print(F("</b>"));

client.print(F("<br><b>IP Arduino: "));

client.print(WiFi.localIP());

client.print(F("</b>"));

client.println(F("</body>"));

client.println(F("</html>"));

// HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile

client.println();

// Seite vollständig geladen -> loop verlassen

break;

}

// wenn SchaltungLesen nicht leer ist -> Inhalt löschen

else

{

SchaltungLesen = "";

}

// bei einem anderen Zeichen als return (\r)

// -> Zeichen dem String SchaltungLesen hinzufügen

else if (Zeichen != '\r')

{

SchaltungLesen += Zeichen;

}

// endsWith überprüft, ob der String SchaltungLesen mit dem entsprechenden Schaltbefehl endet

// R = rot, GE = gelb, GR = grün

if (SchaltungLesen.endsWith("GET /R"))

{

// wenn ROT an -> ROT ausschalten

if (!digitalRead(ROT)) digitalWrite(ROT, HIGH);

else digitalWrite(ROT, LOW);

}

if (SchaltungLesen.endsWith("GET /GE"))

{

if (!digitalRead(GELB)) digitalWrite(GELB, HIGH);

else digitalWrite(GELB, LOW);

}

if (SchaltungLesen.endsWith("GET /GR"))

{

if (!digitalRead(GRUEN)) digitalWrite(GRUEN, HIGH);

else digitalWrite(GRUEN, LOW);

}

// delay(100);

client.stop();

}

Nach dem Start wird die zugewiesenen IP im Seriellen Monitor angezeigt:

Ziel des Projekts

Benötigte Bauteile:

Der Schaltplan

Vorbereitungen

Benötigte Bibliothek

Das Programm

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