Arduino Nano ESP32 - Matriz de LED via Web
Neste tutorial, vamos aprender a controlar um letreiro de matriz de LED por meio de uma interface web usando o Arduino Nano ESP32. Em detalhes, vamos programar o Arduino Nano ESP32 para se tornar um servidor web que faz o seguinte:
- Retorna uma interface web para os usuários ao receber uma requisição de um navegador web.
- Fornece a interface web na qual os usuários podem enviar a mensagem para o Arduino Nano ESP32
- Exibe as mensagens na matriz de LED assim que receber a mensagem.
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
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Sobre a Matriz de LED e o Servidor Web
Podemos usar HTTP puro para enviar um texto da interface web para o Arduino Nano ESP32. No entanto, usar WebSocket deixa tudo mais responsivo e não adiciona muita dificuldade, então neste tutorial vamos usar o WebSocket.
Não conhece a Matriz de LED, o Servidor Web e o WebSocket, incluindo suas pinagens, funcionalidades e programação? Explore tutoriais completos sobre esses tópicos abaixo:
- Tutorial Arduino Nano ESP32 - Matriz de LED
- Tutorial Arduino Nano ESP32 - Servidor Web
- Tutorial Arduino Nano ESP32 - WebSocket
Diagrama de Ligação
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Código Arduino Nano ESP32
O conteúdo da página web (HTML, CSS, JavaScript) fica armazenado separadamente em um arquivo index.h. Assim, teremos dois arquivos de código no Arduino IDE:
- Um arquivo .ino que é o código do Arduino Nano ESP32, que cria um servidor web e um servidor WebSocket
- Um arquivo .h, que contém o conteúdo da página web.
Passos Rápidos
- Se esta é a primeira vez que você usa o Arduino Nano ESP32, veja como configurar o ambiente do Arduino Nano ESP32 no Arduino IDE.
- Conecte a placa Arduino Nano ESP32 ao seu PC por meio de um cabo micro USB caweb server
- Abra o Arduino IDE no seu PC.
- Selecione a placa Arduino Nano ESP32 correta (por exemplo, Arduino Nano ESP32 e a porta COM.
- Abra o Library Manager clicando no ícone Library Manager na barra de navegação à esquerda do Arduino IDE.
- Pesquise “DIYables ESP32 WebServer” e encontre a biblioteca Web Server criada pela DIYables.
- Clique no botão Install para instalar a biblioteca Web Server.
- Pesquise “MD_Parola” e encontre a biblioteca MD_Parola
- Clique no botão Install.
- Será solicitado que você instale a biblioteca “MD_MAX72XX”
- Clique no botão Install All para instalar a dependência.
- No Arduino IDE, crie um novo sketch e dê um nome a ele, por exemplo, newbiely.com.ino
- Copie o código abaixo e abra no Arduino IDE
/*
* Este código de Arduino Nano ESP32 foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino Nano ESP32 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-matrix-via-web
*/
#include <DIYables_ESP32_WebServer.h>
#include "index.h"
#include <MD_Parola.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
#define MAX_DEVICES 4 // 4 blocks
#define CS_PIN D10 // The Arduino Nano ESP32 pin
// WiFi credentials
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID";
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD";
// Create web server instance
DIYables_ESP32_WebServer server;
DIYables_ESP32_WebSocket* webSocket;
// create an instance of the MD_Parola class
MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
// Web Page handlers
void handleHome(WiFiClient& client, const String& method, const String& request, const QueryParams& params, const String& jsonData) {
server.sendResponse(client, HTML_CONTENT);
}
// WebSocket event handlers
void onWebSocketOpen(net::WebSocket& ws) {
Serial.println("New WebSocket connection");
// Send welcome message
const char welcome[] = "Connected to ESP32 WebSocket Server!";
}
void onWebSocketMessage(net::WebSocket& ws, const net::WebSocket::DataType dataType, const char* message, uint16_t length) {
Serial.print("WebSocket Received (");
Serial.print(length);
Serial.print(" bytes): ");
Serial.println(message);
ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display
ledMatrix.displayScroll(message, PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100);
// Broadcast response to all connected clients using the library
if (webSocket != nullptr) {
String response = "Displayed: " + String(message) + "on LED Matrix";
webSocket->broadcastTXT(response);
Serial.print("WebSocket sent (");
Serial.print(response.length());
Serial.print(" bytes): ");
Serial.println(response);
}
}
void onWebSocketClose(net::WebSocket& ws, const net::WebSocket::CloseCode code, const char* reason, uint16_t length) {
Serial.println("WebSocket client disconnected");
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(1000);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 Web Server and WebSocket Server");
ledMatrix.begin(); // initialize the object
ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15)
ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display
ledMatrix.displayScroll("newbiely.com", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100);
// Configure web server routes
server.addRoute("/", handleHome);
// Start web server with WiFi connection
server.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
// Enable WebSocket functionality
webSocket = server.enableWebSocket(81);
if (webSocket != nullptr) {
// Set up WebSocket event handlers
webSocket->onOpen(onWebSocketOpen);
webSocket->onMessage(onWebSocketMessage);
webSocket->onClose(onWebSocketClose);
} else {
Serial.println("Failed to start WebSocket server");
}
}
void loop() {
// Then handle HTTP requests
server.handleClient();
// Handle WebSocket
server.handleWebSocket();
if (ledMatrix.displayAnimate()) {
ledMatrix.displayReset();
}
}
- Crie o arquivo index.h no Arduino IDE:
- Clique no botão logo abaixo do ícone do Serial Monitor e escolha New Tab, ou use as teclas Ctrl+Shift+N.
- Dê ao arquivo o nome index.h e clique no botão OK
- Copie o código abaixo e cole no index.h.
- Agora você tem o código em dois arquivos: newbiely.com.ino e index.h
- Clique no botão Upload do Arduino IDE para fazer o upload do código para o Arduino Nano ESP32.
- Abra o Serial Monitor
- Confira o resultado no Serial Monitor.
- Anote o endereço IP exibido e digite esse endereço na barra de endereços de um navegador web no seu smartphone ou PC.
- Você verá a página web como abaixo:
- Clique no botão CONNECT para conectar a página web ao Arduino Nano ESP32 via WebSocket.
- Digite algumas palavras e envie para o Arduino Nano ESP32.
- Você verá a resposta do Arduino Nano ESP32.
- Se você modificar o conteúdo HTML no index.h e não mexer em nada no arquivo newbiely.com.ino, ao compilar e fazer o upload do código para o ESP32, o Arduino IDE não vai atualizar o conteúdo HTML.
- Para fazer o Arduino IDE atualizar o conteúdo HTML nesse caso, faça uma alteração no arquivo newbiely.com.ino (por exemplo, adicionar uma linha vazia, adicionar um comentário....)
/*
* Este código de Arduino Nano ESP32 foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino Nano ESP32 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-matrix-via-web
*/
const char *HTML_CONTENT = R"=====(
<!DOCTYPE html>
<!-- saved from url=(0019)http://192.168.0.2/ -->
<html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1252">
<title>Arduino Nano ESP32 WebSocket</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=0.7">
<link rel="icon" href="https://diyables.io/images/page/diyables.svg">
<style>
/* Add some basic styling for the chat window */
body {
font-size: 16px;
}
.chat-container {
width: 400px;
margin: 0 auto;
padding: 10px;
}
.chat-messages {
height: 250px;
overflow-y: auto;
border: 1px solid #444;
padding: 5px;
margin-bottom: 5px;
}
.user-input {
display: flex;
margin-bottom: 20px;
}
.user-input input {
flex: 1;
border: 1px solid #444;
padding: 5px;
}
.user-input button {
margin-left: 5px;
background-color: #007bff;
color: #fff;
border: none;
padding: 5px 10px;
cursor: pointer;
}
.websocket {
display: flex;
align-items: center;
margin-bottom: 5px;
}
.websocket button {
background-color: #007bff;
color: #fff;
border: none;
padding: 5px 10px;
cursor: pointer;
}
.websocket .label {
margin-left: auto;
}
</style>
<script>
var ws;
var wsm_max_len = 4096; /* bigger length causes uart0 buffer overflow with low speed smart device */
function update_text(text) {
var chat_messages = document.getElementById("chat-messages");
chat_messages.innerHTML += text + '<br>';
chat_messages.scrollTop = chat_messages.scrollHeight;
}
function send_onclick() {
if(ws != null) {
var message = document.getElementById("message").value;
if (message) {
document.getElementById("message").value = "";
ws.send(message + "\n");
update_text('<span style="color:navy">' + message + '</span>');
// You can send the message to the server or process it as needed
}
}
}
function connect_onclick() {
if(ws == null) {
ws = new WebSocket("ws://" + window.location.host + ":81");
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "CONNECTING";
ws.onopen = ws_onopen;
ws.onclose = ws_onclose;
ws.onmessage = ws_onmessage;
} else
ws.close();
}
function ws_onopen() {
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "<span style='color:blue'>CONNECTED</span>";
document.getElementById("bt_connect").innerHTML = "Disconnect";
document.getElementById("chat-messages").innerHTML = "";
}
function ws_onclose() {
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "<span style='color:gray'>CLOSED</span>";
document.getElementById("bt_connect").innerHTML = "Connect";
ws.onopen = null;
ws.onclose = null;
ws.onmessage = null;
ws = null;
}
function ws_onmessage(e_msg) {
e_msg = e_msg || window.event; // MessageEvent
console.log(e_msg.data);
update_text('<span style="color:blue">' + e_msg.data + '</span>');
}
</script>
</head>
<body>
<div class="chat-container">
<h2>Arduino Nano ESP32 WebSocket</h2>
<div class="websocket">
<button class="connect-button" id="bt_connect" onclick="connect_onclick()">Connect</button>
<span class="label">WebSocket: <span id="ws_state"><span style="color:blue">CLOSED</span></span></span>
</div>
<div class="chat-messages" id="chat-messages"></div>
<div class="user-input">
<input type="text" id="message" placeholder="Type your message...">
<button onclick="send_onclick()">Send</button>
</div>
<div class="sponsor">Sponsored by <a href="https://amazon.com/diyables">DIYables</a></div>
</div>
</body></html>
)=====";
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Nano ESP32' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Connecting to WiFi...
Connected to WiFi
Arduino Nano ESP32 Web Server's IP address IP address: 192.168.0.2
※ Nota:
Explicação do Código Linha por Linha
O código acima do Arduino Nano ESP32 contém uma explicação linha por linha. Por favor, leia os comentários no código!