LEDs mit dem UDP-Protokoll über WiFi im lokalen Netzwerk schalten – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Kategorie: Netzwerk LAN, WiFi und Webserver

Schlagwörter: LED

Ziel des Projekts

Verschiedenfarbige LEDs sollen mit Hilfe des UDP-Protokolls im lokalen Netzwerk geschaltet werden. Das User Datagramm Protokoll (UDP) dient dazu, Nachrichten in einem Netzwerk zu verschicken.
Hierzu muss die IP-Adresse des Empfängers und der verwendete Anschluss bekannt sein.

Die Daten werden mit einem entsprechendem Programm oder über eine App übertragen.

Software für UDP

Smartphone-Apps

Benötigte Bauteile

5 LEDs
3 Widerstände 220 Ω (gelbe, rote und grüne LED)
2 Widerstände 100 Ω (blaue und weiße LED)
Leitungsdrähte

Info

Beachte die ⇒Vorwiderstände verschiedener LEDs.

Der Schaltplan

Board installieren

Benötigte Bibliothek

oder: Sketch -> Bibliothek einbinden -> Bibliotheken verwalten

Das Programm

Für das Programm brauchst du eine freie IP-Adresse in deinem lokalen Netzwerk.
Im Regelfall befindet sich in einem lokalen Netzwerk ein DHCP-Server, der jedem Gerät im Netzwerk automatisch eine IP-Adresse zuteilt. Im Programm wird eine über DHCP vergebene Adresse verwendet.

Im Seriellen Monitor werden die Schaltbefehle angezeigt:

Binde die benötigten Bibliotheken ein und definiere die Variablen:

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

// Nano IoT33, MKR WiFi 1010
#include "WiFiNINA.h"
#include "WiFiUdp.h"

// Status bestimmt, ob die jeweilige LED an oder aus ist
// alle LEDS beim Start aus
bool Status[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };

// die LEDs Startwert gelbe LED an Pin 6
enum Farben 
{
  GELB = 6,
  BLAU,
  ROT,
  WEISS,
  GRUEN
};

// 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;

// Router: Name des Routers
// Passwort: WLAN-Passwort
char Router[] = "RouterSSID";
char Passwort[] = "xxxxxxx";

// lokaler Port
#define Port 9000

// char-Array für die empfangenen Paket
char Pakete[255];

// Variable für den Befehl des Schaltvorgangs
byte Schalten;

WiFiUDP Udp;

// UNO R4 WiFi

// #include "WiFiS3.h"

// Nano IoT33, MKR WiFi 1010

#include "WiFiNINA.h"

#include "WiFiUdp.h"

// Status bestimmt, ob die jeweilige LED an oder aus ist

// alle LEDS beim Start aus

bool Status[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };

// die LEDs Startwert gelbe LED an Pin 6

enum Farben

{

GELB = 6,

BLAU,

ROT,

WEISS,

GRUEN

};

// 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;

// Router: Name des Routers

// Passwort: WLAN-Passwort

char Router[] = "RouterSSID";

char Passwort[] = "xxxxxxx";

// lokaler Port

#define Port 9000

// char-Array für die empfangenen Paket

char Pakete[255];

// Variable für den Befehl des Schaltvorgangs

byte Schalten;

WiFiUDP Udp;

Der setup-Teil:

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

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

  delay(1000);
  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(500);
  }

  // pinMode: Startwert ⇒ GELB, Endwert ⇒ GRUEN
  for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)
  {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }

  // 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());

  Udp.begin(Port);
}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

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(500);

}

// pinMode: Startwert ⇒ GELB, Endwert ⇒ GRUEN

for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)

{

pinMode(i, OUTPUT);

}

// 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());

Udp.begin(Port);

}

Der loop-Teil:

void loop()
{
  // gesendete Pakete abfragen
  UDPAbfragen();

  // Schalten enthält die Anweisung welche LEDs geschaltet werden sollen
  switch (Schalten)
  {
    // Lauflicht
    case 10:
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      Serial.println(" -> Lauflicht");
      Lauflicht();
      break;

    case 11:
      // gelbe LED
      Status[0] = !Status[0];
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      if (!Status[0])
      {
        Serial.println(" -> gr\u00fcne LED ausschalten");
      }
      else Serial.println(" -> gr\u00fcne LED einschalten");
      digitalWrite(GRUEN, Status[0]);
      break;

    case 12:
      // blaue LED
      Status[1] = !Status[1];
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);

      if (!Status[1])
      {
        Serial.println(" -> wei\u00dfe LED ausschalten");
      }
      else Serial.println(" -> wei\u00dfe LED einschalten");
      digitalWrite(WEISS, Status[1]);
      break;

    case 13:
      // rote LED
      Status[2] = !Status[2];
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      if (!Status[2])
      {
        Serial.println(" -> rote LED ausschalten");
      }
      else Serial.println(" -> rote LED einschalten");
      digitalWrite(ROT, Status[2]);
      break;

    case 14:
      // weiße LED
      Status[3] = !Status[3];
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      if (!Status[3])
      {
        Serial.println(" -> blaue LED ausschalten");
      }
      else Serial.println(" -> blaue LED einschalten");
      digitalWrite(BLAU, Status[3]);
      break;

    case 15:
      // grüne LED
      Status[4] = !Status[4];
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      if (!Status[4])
      {
        Serial.println(" -> gelbe LED ausschalten");
      }
      else Serial.println(" -> gelbe LED einschalten");
      digitalWrite(GELB, Status[4]);
      break;

    case 16:
      // alle einschalten
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      Serial.println(" -> alle einschalten");
      AlleAn();
      break;

    // alle ausschalten
    case 17:
      Serial.print("gesendeter Befehl: ");
      Serial.print(Schalten);
      Serial.println("-> alle ausschalten");
      AlleAus();
      break;

    default:
      break;
  }

  // Schaltbefehl löschen
  Schalten = 0;
}

100

101

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103

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105

void loop()

{

// gesendete Pakete abfragen

UDPAbfragen();

// Schalten enthält die Anweisung welche LEDs geschaltet werden sollen

switch (Schalten)

{

// Lauflicht

case 10:

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

Serial.println(" -> Lauflicht");

Lauflicht();

break;

case 11:

// gelbe LED

Status[0] = !Status[0];

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

if (!Status[0])

{

Serial.println(" -> gr\u00fcne LED ausschalten");

}

else Serial.println(" -> gr\u00fcne LED einschalten");

digitalWrite(GRUEN, Status[0]);

break;

case 12:

// blaue LED

Status[1] = !Status[1];

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

if (!Status[1])

{

Serial.println(" -> wei\u00dfe LED ausschalten");

}

else Serial.println(" -> wei\u00dfe LED einschalten");

digitalWrite(WEISS, Status[1]);

break;

case 13:

// rote LED

Status[2] = !Status[2];

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

if (!Status[2])

{

Serial.println(" -> rote LED ausschalten");

}

else Serial.println(" -> rote LED einschalten");

digitalWrite(ROT, Status[2]);

break;

case 14:

// weiße LED

Status[3] = !Status[3];

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

if (!Status[3])

{

Serial.println(" -> blaue LED ausschalten");

}

else Serial.println(" -> blaue LED einschalten");

digitalWrite(BLAU, Status[3]);

break;

case 15:

// grüne LED

Status[4] = !Status[4];

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

if (!Status[4])

{

Serial.println(" -> gelbe LED ausschalten");

}

else Serial.println(" -> gelbe LED einschalten");

digitalWrite(GELB, Status[4]);

break;

case 16:

// alle einschalten

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

Serial.println(" -> alle einschalten");

AlleAn();

break;

// alle ausschalten

case 17:

Serial.print("gesendeter Befehl: ");

Serial.print(Schalten);

Serial.println("-> alle ausschalten");

AlleAus();

break;

default:

break;

}

// Schaltbefehl löschen

Schalten = 0;

}

Jetzt fehlen noch die Funktionen UDPAbfragen(), Lauflicht(), AlleAn() und AlleAus():

void Lauflicht()
{
  AlleAus();
  for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)
  {
    // aktuelle LED i einschalten
    digitalWrite(i, HIGH);
    delay(200);

    // aktuelle LED i ausschalten
    digitalWrite(i, LOW);
  }
  for (int i = GRUEN; i >= GELB; i--)
  {
    // aktuelle LED i einschalten
    digitalWrite(i, HIGH);
    delay(200);

    // aktuelle LED i ausschalten
    digitalWrite(i, LOW);
  }
}

void AlleAn()
{
  for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)
  {
    // aktuelle LED i ausschalten
    digitalWrite(i, HIGH);
  }

  // Status für alle LEDs auf 1 setzen
  for (int i = 0; i < sizeof(Status); i++)
  {
    Status[i] = 1;
  }
}

void AlleAus()
{
  for (int i = GRUEN; i <= GELB; i++)
  {
    // aktuelle LED i ausschalten
    digitalWrite(i, LOW);
  }

  // Status für alle LEDs auf 0 setzen
  for (int i = 0; i < sizeof(Status); i++)
  {
    Status[i] = 0;
  }
}

void Lauflicht()

{

AlleAus();

for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)

{

// aktuelle LED i einschalten

digitalWrite(i, HIGH);

delay(200);

// aktuelle LED i ausschalten

digitalWrite(i, LOW);

}

for (int i = GRUEN; i >= GELB; i--)

{

// aktuelle LED i einschalten

digitalWrite(i, HIGH);

delay(200);

// aktuelle LED i ausschalten

digitalWrite(i, LOW);

}

void AlleAn()

{

for (int i = GELB; i <= GRUEN; i++)

{

// aktuelle LED i ausschalten

digitalWrite(i, HIGH);

}

// Status für alle LEDs auf 1 setzen

for (int i = 0; i < sizeof(Status); i++)

{

Status[i] = 1;

}

void AlleAus()

{

for (int i = GRUEN; i <= GELB; i++)

{

// aktuelle LED i ausschalten

digitalWrite(i, LOW);

}

// Status für alle LEDs auf 0 setzen

for (int i = 0; i < sizeof(Status); i++)

{

Status[i] = 0;

}

Letzte Aktualisierung: Juli 25, 2026 @ 23:06

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