کنترل وسایل برقی از راه دور با پروتکل ESP-NOW و برد ESP32

همواره در پروژه های مختلف یکی از موادری که نظر ما را جلب میکند و مفید واقع می‌شود کنترل ماژول رله به روش های مختلف است که در نتیجه آن قادر خواهیم بود هر واسیله برقی را کنترل کنیم، در این آموزش بوسیله پروتکل ESP-NOW قصد از راه دور یک رله را کنترل و به آن فرمان دهی کنیم. به عبارتی اقدام به کنترل وسایل برقی با ESP-Now میکنیم. لازم به ذکر در فضای باز می‌توانیم تا ۱۵۰ متر فاصله بین فرستنده و گیرنده ایجاد کنیم و همچنان رله قابل کنترل باشد. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

 

---

پروتکل ESP-Now

---

ESP-NOW یک پروتکل ارتباطی بی سیم است که توسط Espressif ساخته شده و دارای قابلیت انتقال پکت است. این پروتکل چندین دستگاه را قادر می سازد تا به روشی آسان با یکدیگر صحبت کنند و اطلاعات را بصورت بهینه بین یکدیگر انتقال دهند. این  پروتکل مشابه اتصال بی سیم ۲٫۴GHz است، که اغلب در ماوس های بی سیم استفاده می شود. بنابراین، جفت شدن دستگاه ها قبل از برقراری ارتباط لازم است. این به این معنی است که پس از جفت شدن دستگاه ها با یکدیگر، اتصال پایدار است. به عبارت دیگر، اگر بطور ناگهانی یکی از ESP های شما قطع شود یا ریست شود، هنگام راه اندازی مجدد بطور خودکار اتصال برقرار می شود.

مزیت های پروتکل ESP-NOW

• انتقال داده تا ۲۵۰ بایت.
• بهره مندی از ارتباط رمزگذاره شده.
• استفاده از Call Back برای اطلاع رسانی به لایه های مختلف در صورت موفقیت یا عدم موفقیت در انتقال داده.

 

محدودیت های پروتکل ESP-NOW

• حدکثر محدوده ۲۵۰payload بایت.
• حداکثر پشتیبانی از ۱۰عدد SoftAP رمزگذاری شده.
• حداکثر تعداد پشتیباتی در حالت رمزگذاری نشده ۲۰ عدد.

 

---

نقش فرستنده و گیرنده

---

در این پروژه برد فرستنده که برد nodemcu با تراشه ESP32 در نظر گرفته شده، وظیفه تحلیل موقعیت یک میکروسویییچ را دارد. در طرف دیگر سناریو برد Wemos D1 MINI قرار دارد که وظیفه دریافت این تغییرات و در نتیجه فعال و غیرفعال کردن ماژول رله را دارد.

 

---

 برد Wemos

---

برد Wemos یکی از پرطرافدار ترین برد هایی است که در زمینه iot مورد استفاده قرار میگیرد، یکی از مزیت های این برد نسبت به برد هایی مانند Node MCU اندازه کوچک آن می باشد تراشه وای فای مورد استفاده در این برد ESP8266 می باشد. از دیگر مزیت های این برد وجود شیلد های مختلفی برای این برد می باشد، که انجام هر پروژه ای را برای کاربر بسیار آسان و لذت بخش می کند، شیلد هایی از جمله شیلد باتری، multi sensor ، DHT22 ، رله ، oled تعداد بسیار زیادی شیلد برای این برد توسعه داده شده که در نتیجه تجربه خوبی از iot برای شما به جا خواهد گذاشت. در این آموزش از برد ویموس به عنوان گیرنده در کنترل وسایل برقی با ESP-Now از راه دور استفاده می‌کنیم.

 

---

برد ESP32

---

ESP32 نسل پیشرفته ESP8266 است. یکی از تفاوت‌های آن بلوتوث داخلی‌اش می‌باشد. همچنین دارای هسته وایفای ۲,۴ گیگا هرتزی و بلوتوث داخلی تولید شده با تکنولوژی ۴۰ نانومتری شرکت TSMC می‌باشد. این ماژول دارای بهترین پرفورمنس در مصرف انرژی می‌باشد یعنی با کمترین مصرف انرژی بهترین نتیجه را برای ما به همراه دارد. اگر بخواهیم دقیق‌تر به این برد نگاه کنیم باید بگوییم که این یک chip است که پلتفرم NodeMCU در اون پیاده سازی شده که به این نوع چیپ ها System on a chip microcontrollers هم گفته می‌شود.

 

---

روش کار این پروژه

---

در این پروژه از دو برد ESP32 و Wemos استفاده کردیم که یکی از برد ها در این سناریو در حالت Master قرار خواهد گرفت تا دیتای مد نظر را تحلیل و به برد دوم یعنی بردی که در حالت Slave قرار دارد ارسال کند برد دوم ما وظیفه دریافت این دیتا، تحلیل موارد دریافتی و فعال کردن ماژول رله را بر اساس دیتای دریافتی دارد. از آنجایی که از دو برد ESP استفاده می‌کنیم، قادر هستیم این دیتا را تا ۱۰۰ متر نیز ارسال و دریافت کنیم.

 

---

وسایل مورد نیاز

---

برد wemos

برد ESP برپایه تراشه ESP8266 یا ESP32

ماژول رله Relay

میکرو سوویچ

مقاومت ۱K

کابل جامپر مخصوص اتصالات سنسور و بردها

 

---

نصب کتابخانه مرجع

---

در این بخش اقدام به نصب کتابخانه مرجع ESP-NOW خواهیم کرد تا در نتیجه این امکان فراهم شود که از توابع و دستورات مورد نیاز در کد پروژه استفاده کنیم. در صورت دریافت هرگونه ارور مبنی بر عدم وجود کتابخانه espnow.h طبق مراحل زیر پیش بروید.

1. این مسیر را دنبال کنید Sketch > Include Library > Manage Libraries
2. کلمه espnow را جستجو کنید.
3. کتابخانه را نصب کنید.

 

---

بدست آوردن مک آدرس ESP32

---

پیش از این در آموزش راه اندازی پروتکل ESP-Now روش بدست آوردن مک آدرس را توضیح دادیم. چنانچه این مورد را اطلاعی ندارید، کافیست به پست اشاره شده مراجعه کنید.

 

---

کد و شماتیک ESP32 ارسال کننده

---

در اولین مرحله اتصالات برد ارسال کننده که شامل برد ESP32 و میکروسوویچ و همچنین یک مقاومت است را برقرار خواهیم کرد، اتصالات را مطابق شماتیک و جدول زیر برقرار کنید.

• شماتیک بخش فرستنده پروژه کنترل رله از راه دور بوسیله پروتکل ESP-NOW.

 

در مرحله بعد نوبت به کد های بخش فرستنده این پروژه می‌رسد، ابتدا بخش های مهمی از کد را بررسی می‌کنیم. در چند خط اول کتابخانه espnow.h را قبل تر نصب کردیم را فراخوانی خواهیم کرد.

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

 

در این بخش Mac Address های بدست آمده از ESP های دریافت کننده را وارد می کنیم.

uint8_t broadcastAddress1[] = {0xBC,0xDD,0xC2,0xB3,0xC4,0xC2}; // محل قرارگیری مک آدرس 

 

در این مرحله ساختار دیتای ارسالی را مشخص می‌کنیم. که در این سناریو ۰ یا ۱ میباشد، من از int استفاده کردم در صورت نیاز میتوانید از boolean استفاده کنید.

typedef struct test_struct {  // ساختار دیتا مدنظر ما
  int x;
} test_struct;

 

این متغیر ها مربوط به فانکشن های میکروسوییچ هستتند تا بدرستی کار کند.

int buttonPushCounter = 0;   
int buttonState = 0;        
int lastButtonState = 0;

 

این بخش مربوط به دریافت دیتا از میکرو سوییچ استفاده شده در مدار است.

 if (buttonState != lastButtonState) {
    
    if (buttonState == HIGH) {
      
      buttonPushCounter++;
      Serial.println("on");
      Serial.print("number of button pushes: ");
      Serial.println(buttonPushCounter);
    } else {
      
      Serial.println("off");
    }
    
    //delay(50);
  }

 

کد کامل بخش فرستنده پروژه کنترل رله از راه دور بوسیله پروتکل ESP-NOW

 

 

 

---

کد و شماتیک Wemos دریافت کننده

---

در بخش پایانی این آموزش نوبت به راه‌اندازی ماژول دریافت کننده دیتا از برد ESP32 می‌رسد. همانطور که در بخش های قبلی اشاره کردیم این برد که Wemos نام دارد با تراشه ESP8266 وظیفه دریافت یک دیتا بین ۰ و ۱ از ارسال کننده است تا به این وسیله یک ماژول رله در مقصد کنترل شود. ابتدا اتصالات را طبق جدوا و شماتیک زیر برقرار کنید.

 

• شماتیک بخش گیرنده و فرمان دهی به ماژول رله

در ادامه بخش های مهمی از کد را بررسی خواهیم کرد. در این کد یک Void داریم که وظیفه دیتای ارسال را به درست دریافت و نمایش دهد.

void OnDataRecv(uint8_t * mac, uint8_t *incomingData, uint8_t len) {
  memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData));
  Serial.print("Bytes received: ");
  Serial.println(len);
  Serial.print("X= ");
  Serial.println(myData.x);
  Serial.println();
}

 

در این قسمت دیتای ذخیره شده در myData ذخیره می‌کنیم.

temp_struct myData;

 

در این قسمت شرط برای فعال و غیر فعال کردن رله را بر اساس دیتای ذخیره شده در mydata.x مشخص می‌کنیم.

if(myData.x == 1)
    {
      pinMode(relay, HIGH);     
    }else
   {
      pinMode(relay, LOW);
   }

 

کد کامل بخش گیرنده پروژه کنترل رله از راه دور بوسیله پروتکل ESP-NOW

 

 

 

---

 جمع بندی

---

در این آموزش با استفاده از پروتکل ESP-NOW دیتای مدنظر را برای کنترل یک ماژول رله از برد ESP32 مقصد به یک برد Wemos که وظیفه کنترل ماژول رله داشت، ارسال کردیم با استفاده از این آموزش میتوانید وسایل اکترونیکی مختلفی را کنترل کنید و آن هارا بوسیله رله خاموش یا روشن کنید.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.