Neste tutorial, veremos como configurar uma rede de vários ESP32s usando o protocolo ESP-NOW. O ESP32 é uma placa de desenvolvimento com WiFi incorporado. Pode, portanto, ligar-se e trocar dados com dispositivos ligados à mesma rede.
Hardware
- Computador
- NodeMCU ESP32 ou NodeMCU ESP8266 ou Wemos x3
- Cabo USB A macho para Mini B macho x3
Descrição ESP-NOW
O ESP-NOW é um protocolo de comunicação desenvolvido pela Espressif, que permite a comunicação sem fios entre vários dispositivos sem a necessidade de uma rede específica. Permite a troca de pequenos pacotes de dados a alta velocidade nas bandas de frequência de 2,4 GHz, até 200 m de distância. Requer um emparelhamento inicial, mas uma vez efectuado, a comunicação é persistente e estabelece-se logo no arranque. Uma das grandes vantagens, para além do facto de utilizar uma rede dedicada, é que uma ou mais estações ESP32 ou ESP8266 podem ligar-se à rede Wifi em paralelo.
Utilizando este protocolo, é possível criar uma rede de NodeMCUs que comunicam entre si.
Código
Vamos estabelecer uma comunicação bidirecional entre vários ESP32 utilizando a biblioteca espnow.h disponível quando instala o gestor de cartões. Vamos definir e enviar uma estrutura de dados idêntica para todos os cartões, a fim de simplificar o código.
Código Mestre
Para que o cartão emissor possa comunicar com outro cartão, é necessário o seu endereço MAC. É possível obter este endereço quando a placa recetora é iniciada a partir de mensagens enviadas através da função setup() (Serial.println(WiFi.macAddress());). Vamos definir uma função que é executada depois de uma mensagem ter sido enviada para verificar se a transmissão foi bem sucedida.
Não se esqueça de alterar os endereços dos cartões slave correspondentes aos cartões que está a utilizar.
#include <esp_now.h> #include <WiFi.h> const char nom[10]="Mestre"; uint8_t broadcastAddress[2][6] = { {0x2C, 0xF4, 0x32, 0x15, 0x52, 0x22}, //station0 {0xA0, 0x20, 0xA6, 0x08, 0x20, 0xD9} //station1 };// REPLACE WITH RECEIVER MAC ADDRESS // Structure example to send data // Must match the receiver structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message myData; struct_message dataRcv; unsigned long previousTime=0; // callbacks for sending and receiving data void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print(F("\r\nMestre packet sent:\t")); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&dataRcv, incomingData, sizeof(dataRcv)); Serial.print("\r\nBytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("From slave: "); Serial.println(dataRcv.a); Serial.println(); } void setup() { // Init Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println(F("Error initializing ESP-NOW")); return; } Serial.print(F("Reciever initilized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define callback functions esp_now_register_send_cb(OnDataSent); esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); // Register peer esp_now_peer_info_t peerInfo; peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress[0], 6); if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress[1], 6); if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } } void loop() { if((millis() -previousTime)>5000){ // Set values to send strcpy(myData.a, nom); myData.b = random(1, 20); myData.c = 1.2; myData.e = false; // Send message via ESP-NOW myData.d = "Escravo0"; esp_err_t result0 = esp_now_send(broadcastAddress[0], (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); myData.d = "Escravo1"; esp_err_t result1 = esp_now_send(broadcastAddress[1], (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); previousTime=millis(); } }
Código Slave
No código SLAVE, vamos criar uma função que é executada quando uma mensagem é recebida. Esta função é utilizada para processar a informação recebida. Neste exemplo, exibimos os dados contidos na estrutura.
O código Slave deve ser modificado para cada cartão Slave, de modo a que os dados e o identificador sejam diferentes.
#include <esp_now.h> #include <WiFi.h> const char nom[10]="Escravo0"; uint8_t broadcastAddress[] = {0x3C, 0x61, 0x05, 0x30, 0x0A, 0x28};// REPLACE WITH MASTER MAC ADDRESS //{0xDC, 0x4F, 0x22, 0x58, 0xD2, 0xF5} //station0 // Structure example to send data // Must match the receiver structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message dataSent; struct_message dataRcv; unsigned long previousTime=0; // callbacks for sending and receiving data void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\n"+String(nom)+" packet sent:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&dataRcv, incomingData, sizeof(dataRcv)); Serial.print("\r\nBytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("From: "); Serial.println(dataRcv.a); Serial.print("To: "); Serial.println(dataRcv.d); Serial.print("Sensor: "); Serial.println(dataRcv.b); Serial.print("Status: "); Serial.println(dataRcv.c); Serial.println(); } void setup() { // Init Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println(F("Error initializing ESP-NOW")); return; } Serial.print(F("Reciever initialized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define callback functions esp_now_register_send_cb(OnDataSent); esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); // Register peer esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; // Add peer if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK) { Serial.println(F("Failed to add peer")); return; } } void loop() { if((millis() -previousTime)>1500){ // Set values to send strcpy(dataSent.a, nom); dataSent.b = random(100, 200); dataSent.c = false; // Send message via ESP-NOW esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &dataSent, sizeof(dataSent)); previousTime=millis(); } }
(Código pour ESP8266 ci-dessous)
Quando carregar o código pela primeira vez, observe atentamente a mensagem de configuração que contém o endereço MAC do recetor. Deve introduzi-lo no código do transmissor para assegurar o emparelhamento e a comunicação com êxito.
Resultados
Uma vez definido o endereço MAC do cartão recetor e carregados os códigos em cada cartão, a comunicação é estabelecida e a estrutura é enviada e desencriptada corretamente.
- Mestre
- Escravo0
- Escravo1
ATENÇÃO: durante este tutorial, um dos cartões parecia estar com defeito e não enviava uma mensagem ao mestre, embora a recebesse. A ser testado e validado com outro cartão
Bónus: Comunicação entre o ESP32 e o ESP8266
Para integrar os cartões ESP8266 na sua rede ESP-NOW, basta modificar algumas linhas de código.
Convido-o a rever o tutorial sobre o ESP-NOW e o ESP8266
Para mudar de um código ESP32 para um código ESP8266, é necessário mudar:
- Inclui no início do código
- Adicionar uma função esp_now_set_self_role com a função correcta definida em cada caso
- Modificar os argumentos da função esp_now_add_peer
- Modificar os tipos de argumentos das funções OnDataRecv e OnDataSent
#include <espnow.h>//https://github.com/esp8266/Arduino/blob/master/tools/sdk/include/espnow.h #include <ESP8266WiFi.h> const char nom[10]="Escravo0"; uint8_t broadcastAddress[] = {0x3C, 0x61, 0x05, 0x30, 0x0A, 0x28};// REPLACE WITH MASTER MAC ADDRESS //{0xDC, 0x4F, 0x22, 0x58, 0xD2, 0xF5} //station0 // Structure example to send data // Must match the receiver structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message dataSent; struct_message dataRcv; unsigned long previousTime=0; // callbacks for sending and receiving data void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\n"+String(nom)+" packet sent:\t"); Serial.println(status == 0 ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&dataRcv, incomingData, sizeof(dataRcv)); Serial.print("\r\nBytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("From: "); Serial.println(dataRcv.a); Serial.print("To: "); Serial.println(dataRcv.d); Serial.print("Sensor: "); Serial.println(dataRcv.b); Serial.print("Status: "); Serial.println(dataRcv.c); Serial.println(); } void setup() { // Init Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != 0) { Serial.println(F("Error initializing ESP-NOW")); return; } Serial.print(F("Reciever initialized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define callback functions esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_SLAVE); esp_now_register_send_cb(OnDataSent); esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); // Register peer esp_now_add_peer(broadcastAddress, ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER, 1, NULL, 0); } void loop() { if((millis() -previousTime)>1500){ // Set values to send strcpy(dataSent.a, nom); dataSent.b = random(100, 200); dataSent.c = false; // Send message via ESP-NOW uint8_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &dataSent, sizeof(dataSent)); previousTime=millis(); } }
Bónus: Mostrar o endereço MAC para o copiar
É possível visualizar o endereço MAC do Maestro ou dos Slaves num formato que permita a sua cópia direta para broadcastAddress.
void getMacAdress(const uint8_t * mac){ /*for (int i=0; i<6; i++){ if (mac[i]<10) Serial.print(0,HEX),Serial.print(mac[i],HEX); // FF:FF:FF:FF:FF:FF else Serial.print(mac[i],HEX); if(i<5) Serial.print(","); } */ Serial.print("{"); for (int i=0; i<6; i++){ Serial.print("0x"); if (mac[i]<10) Serial.print(0,HEX),Serial.print(mac[i],HEX); // {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF} else Serial.print(mac[i],HEX); if(i<5) Serial.print(","); } Serial.print("}"); }