Mikrocontroller im Accesspoint-Modus vernetzen – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

10 Minuten

Ziele des Projekts

zwei Mikrocontroller unabhängig von einem bestehenden Router in einem eigenständigen WLAN-Netz betreiben
mit beliebigen Temperatursensoren (hier DHT11/DHT22) an zwei verschiedenen Orten Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen
die ermittelten Messwerte in einem Webbrowser anzeigen

Benötigte Bauteile

ESP32-Mikrocontroller oder ESP8266-Mikrocontroller in beliebiger Kombination
DHT11/DHT22 Temperatursensoren
Leitungsdrähte

Konfiguration der Mikrocontroller

Accesspoint-Modus (AP-Modus)

Beim AP-Modus bauen die ESPs ein vom heimischen Router unabhängiges eigenständiges Netz auf. Neben dem Namen des Routers und dem Passwort musst du dem ESP einige Daten mitteilen:

char Router[] = "ESPServer";
char Passwort[] = "espserver";
IPAddress ip(192, 168, 4, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0)

char Router[] = “ESPServer”;

char Passwort[] = “espserver”;

IPAddress ip(192, 168, 4, 1);

IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0)

Der Name des Routers und das Passwort sind frei wählbar, allerdings muss das Passwort mindestens 8 Zeichen haben.

ip legt die statische IP-Adresse fest.
gateway ist das Gerät — in diesem Fall der ESP selbst — das die Kommunikation der verbundenen Geräte (der Klienten) untereinander regelt.
subnet ist der Adressbereich der zugelassenen IP-Adressen. 255 bedeutet, dass dieser Bereich jeweils unveränderlich ist, 0 am Ende heißt, dass die IP-Adressen variabel sind. Da die erste und die letzte IP-Adresse aus organisatorischen Gründen nicht vergeben werden darf, bleiben 254 IP-Adressen (192.168.4.1 bis 192.168.4.254).
Die neuere Schreibweise ist übrigens in diesem Fall 192.168.4/24.

Beachte, dass die Zahlenblöcke der IP-Adressen durch Kommata getrennt werden müssen.

Alle IP-Adressen, die mit 192.168. beginnen, sind als privat festgelegt, sie dürfen im Internet nicht verwendet werden. Die nächste Ziffer (4) bezeichnet das Subnetz. Hier sind maximal 256 Subnetze (192.168.0 bis 192.168.255) möglich. Die letzte Ziffer (1) ist die konkrete IP-Adresse des Geräts.

ip und gateway müssen gleich sein!
Du darfst kein Subnetz verwenden, das der Router für DHCP verwendet.

Du kannst dir mit einem Werkzeug einen Überblick über die im privaten Netz vorhandenen Geräte verschaffen und anhand der angezeigten IP-Adressen das vom Router für DHCP verwendete Subnetz herausfinden.

Windows:
Eingabeaufforderung (cmd) öffnen
arp ‑n
Linux:
Konsole öffnen
arp ‑n zeigt alle über Ethernet verbundenen Geräte
arp-scan –localnet zeigt alle über WiFi und Ethernet verbundenen Geräte
(arp-scan muss eventuell über die Paketverwaltung installiert werden)

Programm zum Aufbau des Netzes

#ifdef ESP8266
  #include "ESP8266WiFi.h"
#else 
  #include "WiFi.h"
#endif

// Netzwerkname und Passwort des ESP
char Router[] = "ESPServer";
char Passwort[] = "espserver";

// Server und Klient
IPAddress ip(192, 168, 4, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  
  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // ESP als Access-Point (AP) konfigurieren
  WiFi.softAPConfig(ip, gateway, subnet);

  // Access-Point starten
  WiFi.softAP(Router, Passwort);
   
  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.softAPSSID());

  Serial.print("IP-Adresse: ");
  Serial.println(WiFi.softAPIP());
}

void loop()
{
  // bleibt leer, das Programm läuft nur einmal
}

#ifdef ESP8266

#include “ESP8266WiFi.h”

#else

#include “WiFi.h”

#endif

// Netzwerkname und Passwort des ESP

char Router[] = “ESPServer”;

char Passwort[] = “espserver”;

// Server und Klient

IPAddress ip(192, 168, 4, 1);

IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

// ESP als Access-Point (AP) konfigurieren

WiFi.softAPConfig(ip, gateway, subnet);

// Access-Point starten

WiFi.softAP(Router, Passwort);

// SSID des Routers anzeigen

Serial.println();

Serial.print(“Verbunden mit ”);

Serial.println(WiFi.softAPSSID());

Serial.print(“IP-Adresse: ”);

Serial.println(WiFi.softAPIP());

}

void loop()

{

// bleibt leer, das Programm läuft nur einmal

}

Ein Smartphone sucht über das mobile Netz im Internet nach der IP-Adresse des ESPServers (192.168.4.1). Da kein DNS-Server erreichbar ist, kann die Seite nicht angezeigt werden. Verwende stattdessen
http://192.168.4.1

Aufbau des AP-Netzes

Als Klienten können alle WLAN-fähigen Geräte verwendet werden.

Das Schaubild zeigt den Aufbau des Netzes und die Kommunikation der Geräte untereinander. Ich habe einen ESP32-WROOM gewählt, du kannst aber auch eine beliebige Kombination von ESP32 oder ESP8266-Mikrocontrollern verwenden.
Der Mikrocontroller mit der IP 192.168.4.1 baut das WLAN-Netz auf und erhebt gleichzeitig auch Daten für Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Der zweite Mikrocontroller (Host) misst ebenfalls Temperatur und Luftfeuchtigkeit. In regelmäßigen Abständen fragt der Server seine eigenen Daten und die des Hosts ab. Die Klienten zeigen die Daten auf der Webseite an.

Manuelle Konfiguration des Klienten

Den Klienten werden keine IP-Adressen automatisch zugeteilt. Daher muss die Konfiguration händisch erledigt werden.
Zunächst musst du das als “ESPServer” angezeigte WLAN auswählen und anschließend die Konfiguration anpassen.

Wenn du mehrere Klienten verwenden willst, musst du jeweils eine andere IP-Adresse verwenden (z. B. 192.168.4.5). Die Adresse des Routers bleibt unverändert.

iOS

Android

Windows 10

ESP als Server und Klient

Ein ESP soll als Server die Daten des anderen ESP einsammeln und gleichzeitig als Klient ebenfalls Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen.
Daher wird für die IP-Adresse und das Gateway die gleiche IP-Adresse verwendet.

Für die korrekte Darstellung im Browser ist in Zeile 141 eine Änderung nötig:

° -> °

#ifdef ESP8266
  #include "ESP8266WebServer.h"
  ESP8266WebServer Server(80);
#else 
  #include "WiFi.h"
  #include "WebServer.h"
  WebServer Server(80);
#endif

#include "DHT.h"

// Pin des DHT-Sensors
int SENSOR_DHT = 19;

// Sensortyp festlegen
// DHT22 oder DHT11
#define SensorTyp DHT22

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// Netzwerkname und Passwort des ESP
char Router[] = "ESPServer";
char Passwort[] = "espserver";

// farbige Box mit CSS
String Seitenkopf =
  "<head><style>"
  ".farbigeBox {"
  "background-color: ivory;"
  "color: black;"
  "width: 480px;"
  "padding: 20px;"
  "text-align: left;"
  "font-size: 40px;"
  "font-family: arial;"
  "}"
  "</style>"

  // refresh -> Seite automatisch aktualisieren
  "<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"30\"></head>";

// Wartezeit für die sichere Übermittlung der Daten
unsigned long Wartezeit = 5000;

// enthält die Daten des 2. ESPs
String Messung;

// IP-Adresse des 2. ESP
const char* host = "192.168.4.2";

// Konfiguration als Server und Host
IPAddress ip(192, 168, 4, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  
  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // ESP als Access-Point (AP) konfigurieren
  WiFi.softAPConfig(ip, gateway, subnet);

  // Access-Point starten
  WiFi.softAP(Router, Passwort);
   
  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.softAPSSID());

  Serial.print("IP-Adresse: ");
  Serial.println(WiFi.softAPIP());

  // Webserver starten
  // / -> Aufruf der URL, SeiteBauen -> Aufruf der Funktion
  Server.begin();
  Server.on("/", SeiteBauen);

  dht.begin();
}

void loop() 
{
  static unsigned long Startzeit = millis();

  // auf Anfragen warten
  Server.handleClient();

  // Messdaten einsammeln
  if ((millis() - Startzeit) > Wartezeit)
  {
    // Daten des 2. ESPs einsammeln
    DatenHolen();
    
    Startzeit = millis();
  }
}

void SeiteBauen()
{
  // Seite "zusammenbauen"
  String Seite = "";
  Seite += Seitenkopf;
  Seite += "<h1>Messdaten</h1>";
  Seite += "<hr>";
  
  /*
    Messung enthält die mit / getrennten Daten
    String Messung mit substring am / trennen
    Temperatur: von Position 0 bis zum / (indexOf)
    Luftfeuchtigkeit von /+1 bis zur Länge des Strings (length)
  */
  String TemperaturKlient = Messung.substring(0, Messung.indexOf("/"));
  String LuftfeuchtigkeitKlient = Messung.substring(Messung.indexOf("/") + 1, Messung.length());
  
  Seite += "<h2>Daten vom Klienten ...</h2>";
  Seite += "<div class=\"farbigeBox\">";
  Seite += "Temperatur: ";
  Seite += TemperaturKlient;
  Seite += "<br>";
  Seite += "Luftfeuchtigkeit: ";
  Seite += LuftfeuchtigkeitKlient;
  Seite += "<br>";
  Seite += "</div>";

  // Messwerte des Servers ermitteln
  // . durch , ersetzen
  String TemperaturServer = String(dht.readTemperature());
  TemperaturServer.replace(".", ",");
  
  String LuftfeuchtigkeitServer = String(dht.readHumidity());
  LuftfeuchtigkeitServer.replace(".", ",");
  
  Seite += "<h2>Daten vom Server ...</h2>";
  Seite += "<div class=\"farbigeBox\">";
  Seite += "Temperatur: ";
  Seite += TemperaturServer + " °C";
  Seite += "<br>";
  Seite += "Luftfeuchtigkeit: ";
  Seite += LuftfeuchtigkeitServer + "%";
  Seite += "</div>";

  // Button aktualisieren
  Seite += "<hr><button style=\"font-size:16pt; font-weight:bold;";
  Seite += "background-color:#55A96B;";
  Seite += "display:block; cursor:pointer;\">";
  Seite += "</button>";

  // IP für den Button aktualisieren (location.href)
  // muss mit dem Wert für IPAdress übereinstimmen (. statt ,)
  Seite += " onClick =\"location.href='http://192.168.4.1'\" value=\"aktualisieren\">";
  Seite += "<hr>";

  // Seite anzeigen
  Server.send(200, "text/html", Seite);
}

void DatenHolen()
{
  WiFiClient client;

  // wenn Klient erfolgreich auf Port 80 verbunden wurde
  // wenn nicht return -> neuer Versuch
  if (!client.connect(host, 80)) return;
  
  /*
    GET-Anfrage senden
    /Messung -> Adresse (URL) für die zu übermittelnden Werte
    wird von den Klienten festgelegt
    host -> IP-Adresse des 2. ESPs
    HTTP/1.1 -> Abfrageprotokoll
    \r\n -> return mit anschließender neuer Zeile
  */
  client.print(String("GET ") + "/Messung" + " HTTP/1.1\r\n" + host + "\r\n");
  unsigned long LetzteZeit = millis();

  // Wartezeit 
  while (!client.available() && ((millis() - LetzteZeit) < 3000))
  {
    delay(1);
  }  

  // der Klient ist verfügbar
  while (client.available()) 
  {
    // den mit GET erhaltenen String bis zum return (\r) lesen
    String Daten = client.readStringUntil('\r');

    // wenn Daten vorhanden sind
    // Messung enthält die vom 2. ESP übermittelten Daten
    if(Daten != "")
    {
      Messung = Daten;
      Serial.println(Daten);
    }
  }
}

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#ifdef ESP8266

#include “ESP8266WebServer.h”

ESP8266WebServer Server(80);

#else

#include “WiFi.h”

#include “WebServer.h”

WebServer Server(80);

#endif

#include “DHT.h”

// Pin des DHT-Sensors

int SENSOR_DHT = 19;

// Sensortyp festlegen

// DHT22 oder DHT11

#define SensorTyp DHT22

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// Netzwerkname und Passwort des ESP

char Router[] = “ESPServer”;

char Passwort[] = “espserver”;

// farbige Box mit CSS

String Seitenkopf =

“<head><style>”

“.farbigeBox {“

“background-color: ivory;”

“color: black;”

“width: 480px;”

“padding: 20px;”

“text-align: left;”

“font-size: 40px;”

“font-family: arial;”

”}”

“</style>”

// refresh -> Seite automatisch aktualisieren

“<meta http-equiv=\“refresh\” content=\“30\”></head>”;

// Wartezeit für die sichere Übermittlung der Daten

unsigned long Wartezeit = 5000;

// enthält die Daten des 2. ESPs

String Messung;

// IP-Adresse des 2. ESP

const char* host = “192.168.4.2”;

// Konfiguration als Server und Host

IPAddress ip(192, 168, 4, 1);

IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

// ESP als Access-Point (AP) konfigurieren

WiFi.softAPConfig(ip, gateway, subnet);

// Access-Point starten

WiFi.softAP(Router, Passwort);

// SSID des Routers anzeigen

Serial.println();

Serial.print(“Verbunden mit ”);

Serial.println(WiFi.softAPSSID());

Serial.print(“IP-Adresse: ”);

Serial.println(WiFi.softAPIP());

// Webserver starten

// / -> Aufruf der URL, SeiteBauen -> Aufruf der Funktion

Server.begin();

Server.on(“/”, SeiteBauen);

dht.begin();

}

void loop()

{

static unsigned long Startzeit = millis();

// auf Anfragen warten

Server.handleClient();

// Messdaten einsammeln

if ((millis() - Startzeit) > Wartezeit)

{

// Daten des 2. ESPs einsammeln

DatenHolen();

Startzeit = millis();

}

void SeiteBauen()

{

// Seite “zusammenbauen”

String Seite = “”;

Seite += Seitenkopf;

Seite += “<h1>Messdaten</h1>”;

Seite += “<hr>”;

Messung enthält die mit / getrennten Daten

String Messung mit substring am / trennen

Temperatur: von Position 0 bis zum / (indexOf)

Luftfeuchtigkeit von /+1 bis zur Länge des Strings (length)

String TemperaturKlient = Messung.substring(0, Messung.indexOf(“/”));

String LuftfeuchtigkeitKlient = Messung.substring(Messung.indexOf(“/”) + 1, Messung.length());

Seite += “<h2>Daten vom Klienten …</h2>”;

Seite += “<div class=\“farbigeBox\”>”;

Seite += “Temperatur: “;

Seite += TemperaturKlient;

Seite += “<br>”;

Seite += “Luftfeuchtigkeit: “;

Seite += LuftfeuchtigkeitKlient;

Seite += “<br>”;

Seite += “</div>”;

// Messwerte des Servers ermitteln

// . durch , ersetzen

String TemperaturServer = String(dht.readTemperature());

TemperaturServer.replace(“.”, “,”);

String LuftfeuchtigkeitServer = String(dht.readHumidity());

LuftfeuchtigkeitServer.replace(“.”, “,”);

Seite += “<h2>Daten vom Server …</h2>”;

Seite += “<div class=\“farbigeBox\”>”;

Seite += “Temperatur: “;

Seite += TemperaturServer + ” °C”;

Seite += “<br>”;

Seite += “Luftfeuchtigkeit: “;

Seite += LuftfeuchtigkeitServer + “%”;

Seite += “</div>”;

// Button aktualisieren

Seite += “<hr><button style=\“font-size:16pt; font-weight:bold;”;

Seite += “background-color:#55A96B;”;

Seite += “display:block; cursor:pointer;\”>”;

Seite += “</button>”;

// IP für den Button aktualisieren (location.href)

// muss mit dem Wert für IPAdress übereinstimmen (. statt ‚)

Seite += ” onClick =\“location.href=‘http://192.168.4.1’\” value=\“aktualisieren\”>”;

Seite += “<hr>”;

// Seite anzeigen

Server.send(200, “text/html”, Seite);

}

void DatenHolen()

{

WiFiClient client;

// wenn Klient erfolgreich auf Port 80 verbunden wurde

// wenn nicht return -> neuer Versuch

if (!client.connect(host, 80)) return;

GET-Anfrage senden

/Messung -> Adresse (URL) für die zu übermittelnden Werte

wird von den Klienten festgelegt

host -> IP-Adresse des 2. ESPs

HTTP/1.1 -> Abfrageprotokoll

\r\n -> return mit anschließender neuer Zeile

client.print(String(“GET ”) + “/Messung” + ” HTTP/1.1\r\n” + host + “\r\n”);

unsigned long LetzteZeit = millis();

// Wartezeit

while (!client.available() && ((millis() - LetzteZeit) < 3000))

{

delay(1);

}

// der Klient ist verfügbar

while (client.available())

{

// den mit GET erhaltenen String bis zum return (\r) lesen

String Daten = client.readStringUntil(‘\r’);

// wenn Daten vorhanden sind

// Messung enthält die vom 2. ESP übermittelten Daten

if(Daten != “”)

{

Messung = Daten;

Serial.println(Daten);

}

Darstellung der GET-Anfrage im Seriellen Monitor

ESP als Host

Für die korrekte Darstellung im Browser ist in Zeile 65 eine Änderung nötig:

° -> °

#ifdef ESP8266
  #include "ESP8266WebServer.h"
  ESP8266WebServer Server(80);
#else 
  #include "WiFi.h"
  #include "WebServer.h"
  WebServer Server(80);
#endif

#include "DHT.h"

// Pin des DHT-Sensors
int SENSOR_DHT = 19;

#define SensorTyp DHT22

// Sensor DHT einen Namen zuweisen
DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// ESP als AP
char Router[] = "ESPServer";
char Passwort[] = "espserver";

// IP des 2. ESPs
IPAddress ip(192, 168, 4, 2);
IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup() 
{
  // WiFi starten
  WiFi.config(ip, gateway, subnet);
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // Adresse (URL)festlegen (/Messung)
  // SeiteBauen -> zu übermittelnde Daten
  Server.on("/Messung", SeiteBauen);
  Server.begin();
  Serial.begin(9600);
  
  // DHT starten
  dht.begin();
}

void loop() 
{
  // auf Anfragen warten
  Server.handleClient();
}

void SeiteBauen() 
{
  String Seite ="";

  // Messwerte ermitteln
  // . durch , ersetzen
  String Temperatur = String(dht.readTemperature());
  Temperatur.replace(".", ",");
  
  String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());
  Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");
  
  // Seite zusammenbauen
  // / Trennzeichen zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit
  Seite = Temperatur + " °C";
  Seite += Luftfeuchtigkeit + "%";

  // Seite übermitteln
  Server.send(200, "text/html", Seite);
}

#ifdef ESP8266

#include “ESP8266WebServer.h”

ESP8266WebServer Server(80);

#else

#include “WiFi.h”

#include “WebServer.h”

WebServer Server(80);

#endif

#include “DHT.h”

// Pin des DHT-Sensors

int SENSOR_DHT = 19;

#define SensorTyp DHT22

// Sensor DHT einen Namen zuweisen

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// ESP als AP

char Router[] = “ESPServer”;

char Passwort[] = “espserver”;

// IP des 2. ESPs

IPAddress ip(192, 168, 4, 2);

IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

void setup()

{

// WiFi starten

WiFi.config(ip, gateway, subnet);

WiFi.begin(Router, Passwort);

// Adresse (URL)festlegen (/Messung)

// SeiteBauen -> zu übermittelnde Daten

Server.on(“/Messung”, SeiteBauen);

Server.begin();

Serial.begin(9600);

// DHT starten

dht.begin();

}

void loop()

{

// auf Anfragen warten

Server.handleClient();

}

void SeiteBauen()

{

String Seite =””;

// Messwerte ermitteln

// . durch , ersetzen

String Temperatur = String(dht.readTemperature());

Temperatur.replace(“.”, “,”);

String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());

Luftfeuchtigkeit.replace(“.”, “,”);

// Seite zusammenbauen

// / Trennzeichen zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Seite = Temperatur + ” °C”;

Seite += Luftfeuchtigkeit + “%”;

// Seite übermitteln

Server.send(200, “text/html”, Seite);

}

Quellen

Grafik Tablet/Smartphone von Pixaline
Grafik Router/Laptop: openclipart.org
Grafik ESP32 von fritzing
Espressif WiFi-API

Letzte Aktualisierung: Dez. 12, 2025 @ 14:18