Ardui­no Nano ESP32

Das Board Nano ESP32 stellt neben dem Mikro­con­trol­ler auch ein ESP32-Modul bereit. Damit kön­nen Ver­bin­dun­gen zu WLAN-Net­z­­wer­ken und ande­ren Blue­­tooth-Gerä­­ten auf­ge­baut werden.

Pin­be­le­gung

Alle mit D bezeich­ne­ten Pins kön­nen als Ein- und Aus­ga­be­pins (⇒digitalRead/digitalwrite) ver­wen­det wer­den, alle mit A beschrif­te­ten Pins kön­nen mit ⇒analogRead/analogWrite ein­ge­setzt werden.

Die Pins A4 (SCL) und A5 (SDA) bedie­nen den I²C-Bus.

Alle ana­lo­gen und alle digi­ta­len Pins kön­nen mit der ⇒Puls­wei­ten­mo­du­la­ti­on ange­spro­chen werden.

Board instal­lie­ren:

  • Icon für den Board­ver­wal­ter ankli­cken oder Werk­zeu­ge-> Board -> Boardverwalter
  • nach dem Board Ardui­no ESP32 suchen
  • Board instal­lie­ren

Board aus­wäh­len

Blue­tooth BLE

Das Pro­gramm

Zunächst musst du die Biblio­thek Ardui­no­BLE installieren:

Das Pro­gramm schal­tet die Far­be blau der inter­nen RGB-LED.
Beson­der­heit: LOW -> ein­schal­ten, HIGH -> aus­schal­ten
1 -> ein­schal­ten, 0 -> ausschalten:

#include "ArduinoBLE.h"

/* 
  eindeutige  UUID bestimmen: 
  https://www.guidgenerator.com/online-guid-generator.aspx
  https://www.uuidgenerator.net/
  BLERead | BLEWrite | BLENotify
  -> schreiben, lesen, Info
*/

// Name BLE-Service
BLEService LEDSchalten("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

BLEUnsignedCharCharacteristic Auswahl("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214", BLERead | BLEWrite | BLENotify);

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

  // pinMode festlegen
  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);

  // BLE starten
  if (!BLE.begin()) Serial.println("Bluetooth-Modul konnte nicht gestartet werden!");
  else Serial.println("Bluetooth-Modul erfolgreich gestartet!");

  // Name festlegen (wird in der App angezeigt) und den Service (LEDSchalten) zuweisen
  BLE.setLocalName("LED schalten");
  BLE.setAdvertisedService(LEDSchalten);

  // Auswahl als Platzhalter für den in der App gewählten Wert
  LEDSchalten.addCharacteristic(Auswahl);

  // Service LEDSchalten hinzufügen
  BLE.addService(LEDSchalten);

  // Startwert für die Kommunikation schreiben
  Auswahl.writeValue(0);

  // Zuweisung starten
  BLE.advertise();
}

void loop()
{
  // auf die Verbindung zu Geräten warten
  BLEDevice Verbindung = BLE.central();

  // wenn der ESP32 mit einem Gerät verbunden ist ...
  if (Verbindung)
  {
    Serial.println("Verbunden ... ");

    // solange der Controller mit einem Gerät verbunden ist ...
    while (Verbindung.connected())
    {
      if (Auswahl.written())
      {
        // LED einschalten
        if (Auswahl.value() == '1')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(" -> LED ein");
          digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
        }

        // LED ausschalten
        if (Auswahl.value() == '0')
        {
          Serial.print(char(Auswahl.value()));
          Serial.println(F(" -> LED aus"));
          digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);
        }    
      }
    }
  }
}

Smart­phone-Apps

Blue­tooth­LE (iOS)

BLE Ter­mi­nal (Android: Inno­va­tors Den)

Light­Blue (iOS Android)

Android zeigt als Name LED schalten

BLE Ter­mi­nal (iOS)

Zeit mit der Biblio­thek time.h anzeigen

ESP32-Mikro­con­trol­ler kön­nen mit der Stan­dard­bi­blio­thek Datum und Zeit anzeigen.

Anzei­ge im Seri­el­len Monitor

Bei­spiel: ⇒Anzei­ge von Datum und Zeit auf einem OLED-Display

#include "WiFi.h"
#include "time.h"

char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;
WiFiServer Server(80);
WiFiClient Client;

void setup() 
{
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  Serial.println("------------------------");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(Router);
  Serial.print("IP über DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() 
{
  // aktuelle Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  Serial.println("------------------------");

  // es kann bis zu 30 Sekunden dauern
  // bis die Zeit ermittelt wird
  // Name des Wochentages 0-6
  switch (Zeit.tm_wday)
  {
    case 0:
      Serial.print("Sonntag");
      break;
    case 1:
      Serial.print("Montag");
      break;   
   case 2:
      Serial.print("Dienstag");
      break;
   case 3:
      Serial.print("Mittwoch");
      break;
   case 4:
      Serial.print("Donnerstag");
      break;
   case 5:
      Serial.print("Freitag");
      break;
   case 6:
      Serial.print("Samstag");
      break;
  }

  Serial.print(",");
  if (Zeit.tm_mday < 10)  Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_mday);
  Serial.print(".");

  // Monat: führende 0 ergänzen
  // Zählung beginnt mit 0 -> +1
  if ((Zeit.tm_mon + 1) < 10) Serial.print("0");

  Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
  Serial.print(".");

  // Anzahl Jahre seit 1900
  Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);
  Serial.print(" ");

  // Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen
  if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_hour);
  Serial.print(":");

  // Minuten
  if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_min);
  Serial.print(":");

  // Sekunden
  if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_sec);

  Serial.println();
  Serial.println("Tage seit dem 1.1. " + String(Zeit.tm_yday));

  // Normalzeit/Sommerzeit
  if(Zeit.tm_isdst > 0) Serial.println("MESZ = Mitteleuropäische Sommerzeit");
  else Serial.println("MEZ = Mitteleuropäische Zeit");
  delay(5000);
}

Web­ser­ver

Bei­spiel: Das Pro­gramm zeigt im Brow­ser 6 Zufalls­zah­len an.
Im Seri­el­len Moni­tor wird die IP des Nano ESP32 angezeigt.

Die­se Adres­se musst du in einem Brow­ser dei­ner Wahl eingeben

Cli­ent-Metho­de

#include "WiFi.h"

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WiFiServer Server(80);
WiFiClient Client;

// Minimum und Maximum der Zufallszahlen
int Minimum = 1;
int Maximum = 49;

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

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

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // Verbindung herstellen
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }

  Server.begin();

  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP anzeigen
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten
  randomSeed(analogRead(A0));
}

void loop() 
{
  Client = Server.available();
  if (Client) 
  {
    // Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist
    boolean SeiteAufbauen = true;

    // solange der Client verbunden ist ...
    while (Client.connected()) 
    {
      if (Client.available()) 
      {
        // Anforderung vom Clienten lesen ...
        char Zeichen = Client.read();

        // return (\n) gesendet
        if (Zeichen == '\n') 
        {
          // wenn SeiteAufbauen den Wert true hat
          if (SeiteAufbauen) 
          {
            /*
              HTML-Seite aufbauen
              die folgenden Anweisungen müssen
              mit print oder println gesendet werden
              println "verschönert" den Quelltext
              (erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)
            */

            // HTML-Seite aufbauen
            Client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            Client.println("Content-type:text/html");

            // Leerzeile zwingend erforderlich
            Client.println();

            Client.println("<!doctype html>");
            Client.println("<html>");
            Client.println("<body>");

            // alle 60 Sekunden aktualisieren mit meta-Tag
            Client.println("<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"60\">");
            
            // <h2> Überschrift H2
            Client.println("<h2>Zufallszahlen</h2>");

            // <hr> horizontale Linie
            Client.println("<hr>");
            
            // Zufallszahlen anzeigen
            for (int i = 0; i < 7; i++ )
            {
              int Zahl = random(Minimum, Maximum);
              Client.println(Zahl);
              Client.println(" ");
            }

            Client.print("<hr>");

            // IPs anzeigen
            Client.print("Eigene IP (Server): ");
            Client.print(Client.remoteIP());

            // <br> break = neue Zeile
            Client.print("<br>IP Adresse Klient DHCP ");
            Client.print(WiFi.localIP());

            // Seite schließen
            Client.println("</body>");
            Client.println("</html>");

            // HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile
            Client.println();

            // Seite vollständig geladen -> loop verlassen
            break;
          }

          // wenn new line (\n) gesendet wurde -> Seite aufbauen
          if (Zeichen == '\n') SeiteAufbauen = true;

          else if (Zeichen != '\r') SeiteAufbauen = false;
          delay(1);
          Client.stop();
        }
      }
    }
  }
}

Server.on-Methode

#include "WiFi.h"
#include "WebServer.h"

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WebServer Server(80);

// Minimum und Maximum der Zufallszahlen
int Minimum = 1;
int Maximum = 49;

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben
// statischeIP = true -> statische IP festlegen
bool statischeIP = false;

// ip und gateway müssen an das lokale Netz angepasst werden
IPAddress ip(192, 168, 1, 100);
IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

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

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // statische IP vergeben
  if (statischeIP) 
  {
    WiFi.config(ip, gateway, subnet); 
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);

    // IP anzeigen
    Serial.print("Statische IP: ");
  }

  // IP über DHCP ermitteln
  else
  {
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
    {
      delay(200);
      Serial.print(".");
    }
    Serial.println();
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);
    Serial.print("IP über DHCP: ");
  }

  // IP anzeigen
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten
  randomSeed(analogRead(A0));

  Server.begin();
  Server.on("/", SeiteBauen);
}

void loop() 
{
  Server.handleClient();
}

void SeiteBauen() 
{
  // Seite zusammenbauen
  // Kopf der HTML-Seite: aktualisierung alle 60 Sekunden
  // kann angepasst werden
  String Nachricht = "<head><meta http-equiv=\"refresh\" content=\"60\"></head>";
  Nachricht += "<h1>Zufallszahlen</h1>";
  Nachricht += "<hr>";

  // Zufallszahlen anzeigen
  for (int i = 0; i < 7; i++) 
  {
    int Zahl = random(Minimum, Maximum);
    Nachricht += String(Zahl) + " ";
  }

  Nachricht += "<hr>";

  // Nachricht senden -> Seite anzeigen
  Server.send(200, "text/html", Nachricht);
}

RGB-LED

Auf dem Board befin­det sich eine RGB-LED. Sie wird mit den fes­ten Namen LED_BLUE, LED_GREEN und LED_RED ange­spro­chen.
Eine Beson­der­heit ist, dass LOW die jewei­li­ge Far­be ein­schal­tet, HIGH schal­tet sie wie­der aus.

void setup() 
{
  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
}

void loop() 
{
  digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);

  delay(1000);
  digitalWrite(LED_RED, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_RED, HIGH);

  delay(1000);
  digitalWrite(LED_GREEN, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);
  delay(1000);
}

Boot­loa­der zurücksetzen

GND und B1 mit Kabel überbrücken

Kon­trol­lie­ren, ob das rich­ti­ge Board aus­ge­wählt wur­de und als Pro­gramm­er Esp­tool gesetzt ist:

Sketch -> mit Pro­gramm­er hochladen

Reset-Knopf drü­cken

Feh­ler­mel­dun­gen (Linux)

No DFU capa­ble USB device available

Die Berech­ti­gun­gen für das udev-Sub­sys­tem müs­sen ange­passt wer­den. Ich habe dazu die­ses 🔗Script (abge­ru­fen am 04.12.24) ver­wen­det. Außer­dem muss das Pro­gramm dfu-util instal­liert werden.

Fai­led to con­nect to ESP32: No seri­al data recei­ved
No modu­le named 'seri­al'

Die Python-Erwei­te­rung python-pyse­ri­al muss instal­liert werden.


Letzte Aktualisierung: Dez. 27, 2024 @ 10:43