Tutorial Módulo Wireless ESP8266 com Arduino

Com o Módulo Wireless ESP8266 você pode conectar o seu Arduino nas redes wireless 802.11 b/g/n, enviando e recebendo dados nos modos AP (Access Point/Ponto de acesso) e STA (Station), e neste tutorial vamos mostrar como configurar esse módulo como web server, enviando dados para um browser.

Esse módulo se comunica com o microcontrolador utilizando interface serial e seu firmware pode ser atualizado, se necessário. Possui ainda 2 pinos GPIO (General Purpose Input Output, ou Entrada e Saída de uso geral), permitindo que o módulo seja programado diretamente e a GPIO acionada sem a necessidade de uso de um microcontrolador.

Outras características do Módulo Wireless ESP8266:

• Conexão à redes padrão 802.11 B/G/N
• Alcance aproximado: 91 metros
• Tensão de operação : 3.3 VDC
• Comunicação serial: pinos TX e RX
• Modos de operação : Cliente, Access Point, Cliente+Access Point
• Modos de segurança wireless : OPEN/WEP/WPA_PSK/WPA2_PSK/WPA_WPA2_PSK.
• Suporta comunicação TCP e UDP, com até 5 conexões simultâneas

O módulo possui antena embutida e um conector de 8 pinos, além dos leds indicadores de funcionamento (vermelho) e comunicação (azul):

Atenção para o nível de sinal utilizado pelo módulo, que é de 3.3V, assim o pino RX (Recepção serial) não pode ser ligado diretamente ao Arduino. Você pode montar um divisor de tensão com dois resistores, utilizando o calculador deste link.

Ligação do módulo ESP8266 ao Arduino

Na ligação do ESP8266 com o Arduino usamos um resistor de 1K entre o Vcc (3.3V) e o pino CH_PD (Chip Enable). Para o divisor de tensão, utilizamos 2 resistores de 10K, o que diminuiu a tensão do nível de sinal para um valor suficiente para os testes. Os dois push-buttons do circuito serão utilizados para enviar informações à uma página web, utilizando um web server. Os resistores utilizados nos botões também são de 10K.

Recomendamos a utilização de uma fonte externa para alimentação do módulo, pois dependendo da situação ele pode exigir até 300mA de corrente, e o limite do Arduino é de 50mA.

Programa web server ESP8266

Antes de carregarmos o programa do web server, vamos alterar a velocidade de comunicação (baud rate) do módulo, que por padrão está setada em 115200 (firmware versão 0.9.5). Nessa velocidade, a biblioteca Software Serial não foi capaz de realizar a comunicação adequadamente, por isso alteramos a velocidade para 19200, utilizando o programa abaixo.

Na linha 17 colocamos a velocidade padrão (115200), e na linha 25 setamos a nova velocidade (19200):

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// Programa: Versao firmware modulo ESP8266 e //           mudanca de baud rate // Autor : FILIPEFLOP   #include <SoftwareSerial.h>   //RX pino 2, TX pino 3 SoftwareSerial esp8266(2, 3);   #define DEBUG true   void setup() {   Serial.begin(9600);   // Configure na linha abaixo a velocidade inicial do   // modulo ESP8266   esp8266.begin(115200);   sendData("AT+RSTrn", 2000, DEBUG);   delay(1000);   Serial.println("Versao de firmware");   delay(3000);   sendData("AT+GMRrn", 2000, DEBUG); // rst   // Configure na linha abaixo a velocidade desejada para a   // comunicacao do modulo ESP8266 (9600, 19200, 38400, etc)   sendData("AT+CIOBAUD=19200rn", 2000, DEBUG);   Serial.println("** Final **"); }   void loop() {}   String sendData(String command, const int timeout, boolean debug) {   // Envio dos comandos AT para o modulo   String response = "";   esp8266.print(command);   long int time = millis();   while ( (time + timeout) > millis())   {     while (esp8266.available())     {       // The esp has data so display its output to the serial window       char c = esp8266.read(); // read the next character.       response += c;     }   }   if (debug)   {     Serial.print(response);   }   return response; }

Nesse programa, é mostrado no serial monitor a versão de firmware do módulo e também se os comandos foram processados com sucesso:

No programa vamos utilizar a biblioteca SoftwareSerial para efetuar a comunicação com o módulo usando os pinos 2 (RX) e 3 (TX). Assim, podemos utilizar o serial monitor para acompanhar o envio dos comandos ao módulo. Na linha 18 do programa, substitua as informações de SSID (nome da rede wireless) e SENHA pelas informações da rede à qual o módulo irá se conectar.

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// Programa: Web Server com modulo ESP8266 // Alteracoes e adaptacoes: FILIPEFLOP   #include <SoftwareSerial.h>   //RX pino 2, TX pino 3 SoftwareSerial esp8266(2, 3);   #define DEBUG true   void setup() {   Serial.begin(9600);   esp8266.begin(19200);     sendData("AT+RSTrn", 2000, DEBUG); // rst   // Conecta a rede wireless   sendData("AT+CWJAP="SSID","SENHA"rn", 2000, DEBUG);   delay(3000);   sendData("AT+CWMODE=1rn", 1000, DEBUG);   // Mostra o endereco IP   sendData("AT+CIFSRrn", 1000, DEBUG);   // Configura para multiplas conexoes   sendData("AT+CIPMUX=1rn", 1000, DEBUG);   // Inicia o web server na porta 80   sendData("AT+CIPSERVER=1,80rn", 1000, DEBUG); }   void loop() {   // Verifica se o ESP8266 esta enviando dados   if (esp8266.available())   {     if (esp8266.find("+IPD,"))     {       delay(300);       int connectionId = esp8266.read() - 48;         String webpage = "<head><meta http-equiv=""refresh"" content=""3"">";       webpage += "</head><h1><u>ESP8266 - Web Server</u></h1><h2>Porta";       webpage += "Digital 8: ";       int a = digitalRead(8);       webpage += a;       webpage += "<h2>Porta Digital 9: ";       int b = digitalRead(9);       webpage += b;       webpage += "</h2>";         String cipSend = "AT+CIPSEND=";       cipSend += connectionId;       cipSend += ",";       cipSend += webpage.length();       cipSend += "rn";         sendData(cipSend, 1000, DEBUG);       sendData(webpage, 1000, DEBUG);         String closeCommand = "AT+CIPCLOSE=";       closeCommand += connectionId; // append connection id       closeCommand += "rn";         sendData(closeCommand, 3000, DEBUG);     }   } }   String sendData(String command, const int timeout, boolean debug) {   // Envio dos comandos AT para o modulo   String response = "";   esp8266.print(command);   long int time = millis();   while ( (time + timeout) > millis())   {     while (esp8266.available())     {       // The esp has data so display its output to the serial window       char c = esp8266.read(); // read the next character.       response += c;     }   }   if (debug)   {     Serial.print(response);   }   return response; }

Acompanhe no serial monitor as informações de conexão ao access point (AP) e também o endereço IP obtido pela placa.

Para testar o funcionamento do circuito, abra um browser (Chrome, Firexox, etc) e digite na barra de endereços o endereço IP que foi mostrado no passo anterior, no nosso caso, 192.168.0.27:

Acione os botões do circuito para que as informações correspondentes sejam enviadas ao browser. Devido à taxa de atualização, as informações podem demorar alguns segundos para aparecer na tela. Abaixo, temos uma imagem do circuito que utilizamos para montar este post: