ESP-WROOM-02でWiFi通信パート２
〔パート１〕
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パート１では、ESP-WROOM-02モジュールの動作確認と必要なソフトのダウンロード編でした。
パート２では、マイコン(PIC)からESP-WROOM-02を制御し、ＰＣと通信を行ってみます。
このページでは、パート１を読んでいる物として少し簡略して書きます。
《実験１》
マイコン(PIC)とPC間であたかもUART通信を行っているかの様に動作します。
仮想COMポート ：WiFi通信を従来のRS232C通信と同様のCOMポート通信で行えるソフト
ステーションモード ：AP(access point)に接続をするモード
トランスペアレントモード：透過モードの事で、入力した文字はそのまま相手に送信されるモード
（配線図）
このESP-WROOM-02モジュールは、こちらのマイクロテクニカから購入可能です。
(2020/3現在こちらに切換っています。)
ESP-WROOM-02モジュールが、3.0-3.6Vなので、回路の電源は３．３Ｖです。
もし、5．0Vを使うならUSARTラインは電圧レベル変換を行う必要が有ります。
ESP-WROOM-02モジュール周りの配線を行った後に、モジュールを差し込めば良いでしょう。
ブレッドボードで色々実験&開発するなら、こちら(秋月電子)の変換基板付きが配線しやすそうですね。
ここではPIC18F25K22を使っています、データメモリが1K以上のPICを使い下さい。
PIC側のUSARTは、"ＵＳＡＲＴ１"を使っています。(青い配線)
PIC側のI2Cは、"Ｉ２Ｃ２(MSSP2)"を使っています。(オレンジの配線)
I2C接続LCDの話はこちらの記事を参考にして下さい。
I2Cとスイッチのプルアップ抵抗はPIC内蔵のプルアップを使っています。
PICのMCLR(1番ピン)にリセット回路を付けないのならプルアップ10KΩですが、
PIC内部でプルアップされているので外付け抵抗は省いてもＯＫです。
（プログラムにつて）
ESP-WROOM-02モジュールは、｢ステーションモード｣でＡＰに接続するクライアントとなり、
サーバーにアクセスした後は、「トランスペアレントモード(透過モード)｣での通信となります。
PICのシステムクロックは64MHzとなっています、変更しないで下さい。
ESP-WROOM-02に"115200bps(デフォルト)"でUSART通信を行うには32MHzでは少し厳しい様です。
(skUARTlib.cの初期化をBRGH=1/BRG16=1と改造すれば32MHzでもＯＫでしょう、未確認)
↓ここからサンプルプログラムソースファイルをダウンロードして下さい。
WiFi．lzh
プログラムソースをダウンロードしたら、MPLAB Xにてプロジェクトを作成します。
以下のファイルをプロジェクトディレクトリにコピーしてプロジェクトに取込んで下さい。
次にコンパイルとＰＩＣ書き込みを実行して下さい。
MPLAB(R) XC8 C Compiler Version 1.32コンパイラを使用しています。
ダウンロードしたら解凍して下さい、以下のファイル構成です。
WiFi1.c････････････ 本体のサンプルプログラムソースファイル(実験１用)
WiFi2.c････････････ 本体のサンプルプログラムソースファイル(実験２用)
skESP8266.c･･･････ ESP-WROOM02でWiFi通信を行う為の関数ライブラリソースファイル
skESP8266.h･･･････ ESP-WROOM02でWiFi通信を行う関数のインクルードファイル
skUARTlib.c････････ ＵＳＡＲＴ通信を行う関数ソースファイル
skUARTlib.h････････ ＵＳＡＲＴ通信を行う関数のインクルードファイル
skI2Clib.c･･････････ Ｉ２Ｃ通信を行う関数ソースファイル
skI2Clib.h･･････････ Ｉ２Ｃ通信を行う関数のインクルードファイル
skI2CLCDlib.c･･････ Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリソースファイル
skI2CLCDlib.h･･････ Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤライブラリ用インクルードファイル
コンパイルする場合は、"WiFi1.c"か"WiFi2.c"の何れか一つを使いますよ、念の為。
ｓｋＥＳＰ８２６６．ｈ
以下のATコマンドの記述が有るので、自分の環境に合わせて変更する必要が有ります。
#define CMD_CWJAP "AT+CWJAP_DEF=\"BBUser\",\"??????\"" // ＡＰに接続する
#define CMD_CIPSTART "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.x.x\",8089" // サーバーに接続する
CMD_CWJAP
”BBUser”の所に接続するＡＰの[SSID]を設定し、”?????”の所がＡＰのパスワードを設定します。
CMD_CIPSTART
ここで接続するパソコンのIPアドレスと、下記事”(動かして見る)”の操作④で指定するポート番号を
設定します。
ｓｋＥＳＰ８２６６．ｃ
このライブラリはESP-WROOM-02にアクセスする為の関数集です。
この関数集自体は他のPIC12F/16F/18F/PIC24E系統で動作すると思います。
(但し、PIC24Eの場合はここの"skUARTlib","skI2Clib"は使用出来ない、こちらの"16bitMCU版"を使います)
ESP-WROOM-02にアクセスを行う関数の使い方を説明します。
ans = ESP_ClientTOapInit( )
ESP-WROOM02をクライアントモードで初期化する処理
(ステーションモード/ＡＰに接続/サーバーに接続/トランスペアレントモード)
このモードでの初期化は、接続相手のサーバーが起動していないと失敗します。
ans ：0=正常 失敗した場合は何処で失敗したか進捗番号を返します
ans=4で返された場合は、接続相手の"APアドレス"と"ポート番号"が正しいか確認して下さい。
ans=31で返された場合は、接続するＡＰの"SSID"と"パスワード"が正しいか確認して下さい。
その他の進捗番号はソースプログラムを読みましょう。
ans = ESP_CommandSend(*cmd)
ESP-WROOM02にATコマンドを送信する処理
コマンド文字列の最後は0x00(NULL)で有る事、コマンドの[CR][LF]はこの関数で付けて送ります。
この関数はコマンドに対する返答("OK")を待ちます、約20秒でタイムアウト。
*cmd：送信するコマンドを格納した配列へのアドレスを指定
ans ：0=正常 31=APに接続時のエラー 32=ERRORで返答した -1=相手が返答無(タイムアウト)
例）ans = ESP_CommandSend("AT+CIFSR") ;
以下の関数は《実験２》で使用しているので"WiFi2．c"のソースを参照下さい。
ans = ESP_ServerMYapInit( )
ESP-WROOM02をサーバーモードで初期化する処理
(ソフトＡＰモード/マルチ接続/サーバーを起動)
ans ：0=正常 失敗した場合は何処で失敗したか進捗番号を返します
尚、進捗番号はソースプログラムを読みましょう。
ans = ESP_ServerRcv( )
クライアントからのアクセスを待つ処理
キープアライブパケットのみ受信します、他は現状無視です。
何か受信が有れば、約５秒の間受信待ちをします。
ans ：-1=アクセスなし 0=アクセスあった(受信データは、ESP_Buffに保存されています)
ans = ESP_GetMsgInfo(*req)
ネットワークのデータ要求種類とクライアントＩＤを得る処理
(クライアントから送られて来たメッセージデータから収得しています)
*req ：ネットワークのデータ要求種類文字をセットして返す(GET/POST/HTML等)
ans ：-1=探せなかった 探せた場合はクライアントＩＤを返します
ESP_HtmlSnd(id,*txt)
クライアントにHTMLテキストを返す(送信する)処理
HTMLテキスト文字列の最後は0x00(NULL)で有る事。
id ：送信する相手のクライアントのIDを指定する
*txt：送信するHTMLテキストを格納した場所を指定する
ans = ESP_GetPOSTtext(*name,*msg)
ネットワークデータから入力されたメッセージを取出す処理
*name：入力フォーム(HTMLに記述した)のテキストコントロールの名前を指定する
*msg ：入力されたメッセージ内容を格納する(最後に0x00:NULLを付けて返す)
バッファ確保はメッセージが格納できる十分なサイズを確保する事。
メッセージが無い場合は、NULL(0x00)がセットされます。
ans ：-1=メッセージが無い 0=メッセージが有った
例えば、下のHTMLとすると ans= GetPOSTtext("INPUT1",msg) となります。
＜form method="post"＞＜input name="INPUT1" size="32" type="tex"＞＜/form＞
ESP_GetIPaddress(*ip,*mac)
IPアドレスとMACアドレスを得る処理
コマンドの"AT+CIFSR"を発行するだけです。
エラー等によりアドレスが得られなかった場合は、NULL(0x00)をセットして返します。
*ip ：IPアドレスを返す("xxx.xxx.xxx.xxx"で返す、MAX16文字)
*mac：MACアドレスを返す("18:fe:xx:xx:xx:xx"で返す、MAX18文字)
返すデータの最後はNULLが付きますが、バッファサイズには注意しましょう。
ｓｋＵＡＲＴｌｉｂ．ｃ
ｓｋＵＡＲＴｌｉｂ．ｈ
この内容は”FT232RL使用によりUSBをシリアル変換してマイコンと繋ぎます”を参照下さい。
ｓｋＩ２ＣＬＣＤｌｉｂ．ｃ
ｓｋＩ２ＣＬＣＤｌｉｂ．ｈ
ｓｋＩ２Ｃｌｉｂ．ｃ
ｓｋＩ２Ｃｌｉｂ．ｈ
この内容は”秋月電子Ｉ２Ｃ接続小型ＬＣＤモジュールに表示を行う”を参照下さい。
（動かして見る）
必ず、PC側の｢仮想COMポートドライバ(サーバー)｣から起動させます。
PIC側の電源は入れませんよ！！。
①｢HW Virtual Serial Port - HW VSP3｣のソフトを起動させます。
(ソフトのインストールはパート１を見ましょう)
②起動したら[Login]ボタンをクリックし、
ログインします。
パスワード画面が表示されたら"admin"を
入力です。
③[Settings]タブをクリックして左画面を
表示させたら、左の様にチェックを入れます。
これで"TCPサーバーモード"で動作し、
接続のリスニングをする事になります。
④[Virtual Serial Port]タブをクリックします。
"Port Name"の項で使用していないCOMポート番号(ここではCOM3を使いました)を選択します。
"Port"の項で使用していないポート番号(ここでは8089を使いました)を設定します、
ウェルノンポート(0-1023)以外は何でも良いでしょう。
設定したら[CreateCOM]ボタンをクリックして下さい、少し待てば｢仮想COMポートドライバ｣が
作成されます。
"コントロールパネル"の"デバイス マネージャー"の"ポート"の項を見ると作成されているでしょう
作成されたら｢HW Virtual Serial Port - HW VSP3｣画面は閉じても良いです。
ドライバーを終了させるには、[DeleteCOM]ボタンを押せば消えます。
⑤準備完了です、後は好きなターミナルソフトを起動(COM3で開く)させます。
(ボーレートは115200bps、８bit･noParity･1Stop･noFlow)
⑥ここでＰＩＣ側の電源を入れましょう。
上手く動作していれば、LCDに”Connection Done!”と表示されます。
"RUN is suspended"と表示された場合は、初期化に失敗してPICは実行を停止します。
表示された"ans"の値を見ればどの場所で失敗したか解るでしょう。
※ "ESP-WROOM02 Test"と表示された後で、約3秒程Delayを置いています、
これはESP-WROOM-02は電源ONやリセット後に起動メッセージを送信して来るのでそれを
受信せず捨てる為です。
⑦ＰＣ側から16文字以内(LCDのサイズ)で何か送信して下さい、LCDの２行目に表示されます。
⑧ＰＩＣ側のボタンを押せば数値文字がターミナルソフトに表示されます。
LCDの１行目にも送った数値が表示されます、次にボタン押す場合は２秒後に！。
送信する数値はボタンを押す度に＋１されます。
《実験２》
PCやネットに繋がる携帯等のブラウザソフトからマイコン(PIC)に文字を送ります。
ソフトＡＰモード ：ESP-WROOM-02自身がAP(access point)になるモード
サーバーモード ：｢マルチ接続可｣のサーバーモードになります
（配線図）
実験２の回路は、実験１と同じですが、スイッチは使いません。
（プログラムにつて）
実験２のESP-WROOM-02モジュールは、｢ソフトＡＰモード｣で動作させます、
自分が｢ＡＰ｣となり｢マルチ接続可｣のサーバーモードで起動します。
ＰＣやネットに接続できる携帯からESP-WROOM-02モジュール(AP)にアクセスして、
WEBブラウザーから文字情報をPICに送信します。
PICは送られてきた文字情報を解析し、クライアントにHTMLテキストを返します。
（動かして見る）
こんどはPIC側の電源から先に入れます。
①PIC側を起動させます。
上手く動作していれば、LCDに”Start-up Done!”と表示されます。
"RUN is suspended"と表示された場合は、初期化に失敗してPICは実行を停止します。
表示された"ans"の値を見ればどの場所で失敗したか解るでしょう。
LCDの２行目には、ESP-WROOM02自身のIPアドレス(192．168．4．1)を表示します。
以下は、[Windows 7]での操作例で説明です
②PCの画面右下の[アンテナアイコン]をクリックします。
③左画面が表示されます。
"ESP_xxxxxx"でＡＰが作成されていると思います、
ここに接続しましょう。
"xxxxxx"の数値はモジュールにより変わるでしょう。
④Webブラウザを起動させ、
下の様にアドレスを入力します。
"192．168．4．1"はESP-WROOM-02の
デフォルトアドレスとなります。
⑤左の様にPICからHTMLテキストが送信されます。
文字を入力し[Send]ボタンをクリックして下さい。
但し16文字(LCDのサイズ)以内です。
LCD側の２行目に表示されます。
PICがHTMLテキストを送信する度にLCDの１行目にクライアントIDと送信回数を表示します。
[？,CLIENT,ｘ]ってな感じです、？がクライアントID ｘが送信回数です。
《その他》
実験２では、"Windows7"で"Internet Explorer 10"・"Firefox38"での確認です、
環境が変われば上手く動作するのかは不明です。
リンク切れ見直し(*1) 2020/03/14
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