Arduino WiFi Rev 2 – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

6 Minuten

Das Board

Der Arduino WiFi Rev 2 ist ein Mikrocontroller-Board. Es besteht aus dem eigentlichen Mikrocontroller, digitalen Ein- und Ausgängen und analogen Eingängen. Zusätzlich ist ein WiFi-Modul und ein Bluetooth-Modul (BLE) verbaut.

Quelle: 🔗https://docs.arduino.cc/hardware/uno-wifi-rev2 (abgerufen am 27.11.24)

An diese Ein- und Ausgänge können zum Beispiel LEDs, Lautsprecher, Displays, Motoren oder Sensoren angeschlossen werden. Der Mikrocontroller kann alle diese Bauteile steuern, Signale auslesen und aufgrund der gelesenen Daten verschiedene Aktionen auslösen.

digitale Pins

Der Reset-Knopf startet das gerade hochgeladene Programm neu.
Die digitalen Ein-/Ausgänge liefern im Normalfall ein HIGH (1) oder LOW (0). Eine Ausnahme bilden die mit einem ~ gekennzeichneten Pins. Sie können mit der ⇒Pulsweitenmodulation angesprochen werden.
Die analogen Eingänge messen die anliegende Spannung. Diese Spannung wird vom Analog-Digital-Wandler (ADC = Analog Digital Converter) in digitale Werte zwischen 0 und 1023 umgewandelt.
Die Eingänge SCL und SDA werden über den ⇒I2C-Bus angesteuert.
die Pins 0 (RX – Receiver = Empfänger) und 1 (TX -Transmitter = Sender) werden für die Kommunikation mit dem Computer über die USB-Schnittstelle verwendet. Sie können nur dann als digitale Ein- oder Ausgänge verwendet werden, wenn der Arduino über eine externe Stromzufuhr betrieben wird.

Board installieren

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Webserver

Das Programm zeigt im Browser 6 unsortierte Zufallszahlen an. Eine Überprüfung auf Dopplungen findet nicht statt.

Installiere zunächst die benötigte Bibliothek WiFiNINA:

#include "WiFiNINA.h"

// WiFi-Daten
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxx";

// Minimum/Maximum der Zufallszahlen
const byte Minimum = 1;
const byte Maximum = 49;

WiFiServer WiFiServer(80);
WiFiClient WiFiClient;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial) ;
  delay(500);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // Verbindung herstellen
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }

  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP anzeigen
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Webserver starten
  WiFiServer.begin();

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

  // IP des Arduinos anzeigen
  Serial.print("IP Adresse Arduino DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten
  randomSeed(analogRead(A0));
}

void loop() 
{
  // auf WiFiClienten warten ...
  WiFiClient = WiFiServer.available();
  if (WiFiClient) 
  {
    // Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist
    boolean SeiteAufbauen = true;

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

        // wenn als Zeichen neue Zeile (\n) übergeben wird
        // SeiteAufbauen true ist -> Seite anzeigen
        if (Zeichen == '\n' && SeiteAufbauen) 
        {
          /*
              HTML-Seite aufbauen
              die folgenden Anweisungen müssen
              mit print oder println gesendet werden
              println "verschönert" den Quelltext
              (erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)
          */
          WiFiClient.println("HTTP/1.1 200 OK");
          WiFiClient.println("Content-type:text/html");

          // Leerzeile zwingend erforderlich
          WiFiClient.println();
          WiFiClient.println("<!doctype html>");
          WiFiClient.println("<html>");
          WiFiClient.println("<body>");

          // <h2> Überschrift H2
          WiFiClient.println("<h2>Zufallszahlen</h2>");

          // <hr> horizontale Linie
          WiFiClient.println("<hr>");

          // Zufallszahlen anzeigen
          for (int i = 0; i < 6; i++) 
          {
            int Zahl = random(Minimum, Maximum);
            WiFiClient.println(Zahl);
            WiFiClient.println(" ");
          }

          WiFiClient.print("<hr>");

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

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

          // Seite vollständig geladen -> loop verlassen
          break;
        }
        // neue Zeile -> SeiteAufbauen auf true setzen
        if (Zeichen == '\n') SeiteAufbauen = true;

        // die aktuelle Zeile enthält ein Zeichen
        else if (Zeichen != '\r') SeiteAufbauen = false;
      }
    }
    delay(1);

    WiFiClient.stop();
  }
}

100

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130

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134

#include "WiFiNINA.h"

// WiFi-Daten

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxx";

// Minimum/Maximum der Zufallszahlen

const byte Minimum = 1;

const byte Maximum = 49;

WiFiServer WiFiServer(80);

WiFiClient WiFiClient;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial) ;

delay(500);

// WiFi starten

WiFi.begin(Router, Passwort);

// Verbindung herstellen

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

// SSID des Routers anzeigen

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(WiFi.SSID());

// IP anzeigen

Serial.println(WiFi.localIP());

// Webserver starten

WiFiServer.begin();

// IP des Servers/des verbunden Computers anzeigen

Serial.print("Server: ");

Serial.println(WiFi.SSID());

// IP des Arduinos anzeigen

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

Serial.println(WiFi.localIP());

// Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten

randomSeed(analogRead(A0));

}

void loop()

{

// auf WiFiClienten warten ...

WiFiClient = WiFiServer.available();

if (WiFiClient)

{

// Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist

boolean SeiteAufbauen = true;

// solange der WiFiClient verbunden ist ...

while (WiFiClient.connected())

{

if (WiFiClient.available())

{

// Anforderung vom WiFiClienten lesen ...

char Zeichen = WiFiClient.read();

// wenn als Zeichen neue Zeile (\n) übergeben wird

// SeiteAufbauen true ist -> Seite anzeigen

if (Zeichen == '\n' && SeiteAufbauen)

{

HTML-Seite aufbauen

die folgenden Anweisungen müssen

mit print oder println gesendet werden

println "verschönert" den Quelltext

(erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)

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

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

// Leerzeile zwingend erforderlich

WiFiClient.println();

WiFiClient.println("<!doctype html>");

WiFiClient.println("<html>");

WiFiClient.println("<body>");

// <h2> Überschrift H2

WiFiClient.println("<h2>Zufallszahlen</h2>");

// <hr> horizontale Linie

WiFiClient.println("<hr>");

// Zufallszahlen anzeigen

for (int i = 0; i < 6; i++)

{

int Zahl = random(Minimum, Maximum);

WiFiClient.println(Zahl);

WiFiClient.println(" ");

}

WiFiClient.print("<hr>");

// IPs anzeigen

WiFiClient.print("Eigene IP-Adresse: ");

WiFiClient.print(WiFiClient.remoteIP());

WiFiClient.print("</b>");

WiFiClient.print("<br>IP-Adresse Arduino: ");

WiFiClient.print(WiFi.localIP());

WiFiClient.println("</body>");

WiFiClient.println("</html>");

// HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile

WiFiClient.println();

// Seite vollständig geladen -> loop verlassen

break;

}

// neue Zeile -> SeiteAufbauen auf true setzen

if (Zeichen == '\n') SeiteAufbauen = true;

// die aktuelle Zeile enthält ein Zeichen

else if (Zeichen != '\r') SeiteAufbauen = false;

}

delay(1);

WiFiClient.stop();

}

Bluetooth LE

Zunächst musst du die Bibliothek ArduinoBLE installieren:

Das Programm

Taste 1 schaltet die interne LED ein, 0 schaltet sie wieder aus.

#include "ArduinoBLE.h"

/* 
  eindeutige  UUID bestimmen: 
  https://www.guidgenerator.com/online-guid-generator.aspx
  https://www.uuidgenerator.net/
  BLERead | BLEWrite | BLENotify
  -> schreiben, lesen, Info
*/

// Name BLE-Service
BLEService LEDSchalten("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

BLEUnsignedCharCharacteristic Auswahl("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214", BLERead | BLEWrite | BLENotify);

void setup()
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // pinMode festlegen
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
 
  // BLE starten
  if (!BLE.begin()) Serial.println("Bluetooth-Modul konnte nicht gestartet werden!");
  else Serial.println("Bluetooth-Modul erfolgreich gestartet!");

  // Name festlegen (wird in der App angezeigt) und den Service (LEDSchalten) zuweisen
  BLE.setLocalName("LED schalten");
  BLE.setAdvertisedService(LEDSchalten);

  // Auswahl als Platzhalter für den in der App gewählten Wert
  LEDSchalten.addCharacteristic(Auswahl);

  // Service LEDSchalten hinzufügen
  BLE.addService(LEDSchalten);

  // Startwert für die Kommunikation schreiben
  Auswahl.writeValue(0);

  // Zuweisung starten
  BLE.advertise();
}

void loop()
{
  // auf die Verbindung zu Geräten warten
  BLEDevice Verbindung = BLE.central();

  // wenn der ESP32 mit einem Gerät verbunden ist ...
  if (Verbindung)
  {
    Serial.println("Verbunden ... ");

    // solange der Controller mit einem Gerät verbunden ist ...
    while (Verbindung.connected())
    {

      if (Auswahl.written())
      {
        // LED einschalten
        if (Auswahl.value() == '1')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(" -> LED ein");
          digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        }

        // LED ausschalten
        if (Auswahl.value() == '0')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(F(" -> LED aus"));
          digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        }    
      }
    }
  }
}