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Arduino y WIFI ESP8266

Conectado Arduino a las redfes WIFI

 

Objetivos

 

 
    • Presentar el módulo WIFI ESP8266.
    • Describir sus posibilidades.
    • Presentar un circuito de prueba para conectarlo a nuestros Arduinos.
    • Empezar con los comandos AT que acepta.
    • Montarun pequeño servidor Web a través de WIFI..
 

Material requerido.

 

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Un ESP01 WIFI Un ESP01 WIFI
vista general

Cables Dupont Macho-Hembra

 Cables Dupont Macho-Hembra

 

Arduino y las conexiones WIFI

 

A medida que te acostumbras a la idea de que puedes conectar tu Duino al mundo exterior vía una conexión inalámbrica, seguir usando cables se hace un poco cuesta arriba, da como pereza.

Ya hemos visto cómo usar una primera opción de conexión sin hilos mediante Bluetooth en las sesiones previas, pero antes o después llegaremos a querer usar WIFI para esto.

Las razones son fáciles de entender. Las WIFIs mezclan la comodidad de uso de las conexiones inalámbricas Bluetooth, con un  mayor alcance y por si fuera poco, muy probablemente tengas un acceso WIFI en casa o en el trabajo y listo para conectarte a el.

Así, pues, parece que ha llegado el momento de comprar un Shield WIFI  similar al shield Ethernet. Acostumbrados, como estamos, a que las cosas en Arduino sean baratitas,  nos acercamos a nuestra página de compra preferida y nos llevamos un buen susto.

No hay modo de comprar un shield WIFI por menos de 50€ y los hay hasta de 80€. ¿Qué está pasando aquí?

Bueno, la verdad es que no está muy claro, pero mientras que puedes comprar un adaptador USB WIFI para tu PC por menos de lo que vale una entrada de cine, cuando hablamos de Arduino, los precios se disparan.

Puede ser que desarrollar la tarjeta sea cara, especialmente el software o simplemente que han visto la ocasión de hacer un negóciate con nosotros, pero sea como sea es lo que hay.

Por eso yo decidí que por ahora de Shields WIFI ni hablar a ese precio y me puse a ver que había por ahí que me pudiera servir y mira por donde hay cosas de precio mucho más atractivo si estás dispuesto a aceptar ciertas limitaciones.

Y en cuanto empieces a buscar algo de WIFI barato te encontrarás con el módulo WIFI ESP8266, que es algo muy parecido a los módulos Bluetooth de las sesiones previas de comunicaciones, y que al igual que ellos incluye toda la electrónica necesaria para la comunicación Radio Frecuencia en la banda WFI, así como la pila TCPIP y que se comunica con nosotros a través de un puerto serie.

De hecho, exactamente igual que los modos HC-06 y HC-05 se gobierna mediante comandos AT, algo que ya no tiene secretos para los seguidores de estas sesiones, y todo por un precio similar al de los Bluetooth.

Así, que vamos a ver como usamos estos interesantes módulos.

 

Conectando el módulo ESP8266

 

Lo primero es decir que este es modulo muy sencillo y diseñado desde el principio con la Internet of Things en mente ( IOT), y por eso incluye todo lo necesario para conectarse a un punto de acceso WIFI mediante comandos de texto AT, vía una puerta serie, que puede ser configurada a diferentes velocidades.

Una vez que le instruimos para que se conecte a nuestra WIFI, el modulo es capaz de enviar información que le remitimos vía la puerta serie a una dirección  IP y puerto que deseemos.

Cuando se trata de recibir, limpia todo el empaquetado TCPIP y nos reenvía por la puerta serie la información de datos limpia de polvo y paja, con lo que tiene la enorme virtud de permitirnos olvidarnos de la gestión del TCPIP y de las demandas de procesador y memoria que suponen.

A cambio no es exactamente una conexión WIFI, porque no tenemos acceso al stack o al socket IP pero para el Arduino esto es casi una ventaja.

 
  • De hecho el módulo ESP8266 incluye un pequeño procesador interno que podríamos programar para funcionar de modo autónomo y que incluso dispone de un par de puerto GPIO (General Purpose Input Output) para su uso como activador de algo, pero esto e una historia para otro día.
 
Veamos como conectarlo a nuestro Arduino, el patillaje del módulo visto desde la parte superior donde se puede observar la antena integrada, es así:

Patillaje del modulo WIFI

La fuente interna de 3.3V del Arduino da un máximo de 50 mA, cuando el consumo del módulo suele ser en el arranque bastante superior a esto, lo que le llevara a unos arranques poco fiables, y aunque se acaba consiguiendo,  deben repetirse una y otra vez ( aunque naturalmente el modulo sufrirá).

Si disponéis de una fuente externa de alimentación de 3.3V no dudéis en usar la para alimentar este módulo ESP8266. Se inicia como una seda, mientras que si no disponéis de ella, el montaje que indico a continuación os permitirá hacer pruebas, lo he comprobado, pero os costará arrancar.

 

 

Diagrama d eprotoboard

 
  • Las hojas de normas del módulo WIFI ESP8266 especifica que debe ser alimentado a 3,3 Voltios y no recomienda conectarle 5V directamente so pena de quemarlo.
  • Menos claro está el hecho de que RXD y TXD deban ser a 3,3 V. He visto varias notas por Internet recomendando montar un divisor de tensión en cada pin para evitar problemas, pero yo los he conectado directamente a Arduino sin problemas (Me compré dos, por si acaso, son muy baratos).
  • Según la versión de firmware que incluya el modulo, el pin RST debe o no ser conectado a tensión (3,3V) para poder activar el uso del módulo. El que yo he recibido, desde luego no se activa sin él, pero he leído que hay versiones más antiguas que no lo necesitan.
 

En lo que he mirado por Internet, estamos de nuevo con la historia de conectar este módulo a los pines digital 0 y 1 del Arduino para aprovechar la conexión serie hardware, porque dicen que la conexión mediante la librería SotwareSerial es problemática a 115.200 baudios.Problema que yo al menos nunca he detectado

Yo soy demasiado vago para andar conectando y desconectando el modulo, cada vez que quiero reprogramar mi Duino, así que he hecho pruebas y a mi este montaje me funciona sin problemas, así que es el que os lo recomiendo.

 
  • Como norma general, y mientras no se demuestre lo contrario, en estas páginas nunca conectaremos las líneas de comunicación serie a los pines 0 y 1 del Arduino, siempre intentaremos usar otros pines y dejar estos libres para la comunicación vía USB.
 

 

Primeros comandos AT con ESP8266

 

Aunque al principio los modulos ESP8266 venian programados a una velocidad de comunicacion de 9.600 ultimamente estan viniendo a 115.200 y por eso convendria que supongais esa velocidad de entrada e ir bajando si es necesario.

Ojo: Los Arduinos UNO no van muy finos a 115200 con la libreria serie, usad un MEGA o DUE si podeis, porque hay muchos errores de transmision en caso contrario

Vamos a volcar a nuestro Arduino el siguiente programita, que heredamos de la conexión Bluetooth, que simplemente vuelca la consola al puerto serie y viceversa:

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial BT1(3, 2); // RX | TX

void setup()
  {  Serial.begin(115200);
     BT1.begin(115200);
  }

void loop()
  {  String B= "." ;
     if (BT1.available())
         { char c = BT1.read() ;
           Serial.print(c);
         }
     if (Serial.available())
         {  char c = Serial.read();
            BT1.print(c);
         }
   }

Abrid ahora la consola y aseguraros de que enviamos seleccionamos ambos en la terminación de línea. Además en mi caso la comunicación venia definida a 115200 baudios de fábrica, por lo que en principio conviene que lo probéis así.

Configurar puerto serie

Si con la conexión que hemos descrito en el apartado anterior hay veces que el ESP8266 parece que no arranca.  Soltad la alimentación del módulo, y volved a conectarla al cabo de uso segundos. Deberíais ver algo así:

Mensaje bienvenida

Si no tenéis el mensaje de ready, repetid el proceso. A mí me ha costado varias veces en algún momento.

 
  • No os preocupéis por toda esa basurilla que sale antes de la versión del Soft. Parece que es normal.
 

Vamos con nuestro primer comando AT, simplemente pedir atención: AT + [Intro]:

Comando AT

El modulo responde con un sencillo OK, para indicar que tenemos line abierta. En caso negativo probad a cambiar la velocidad de transmisión hasta que recibáis un mensaje legible.

Para resetear el modulo probad AT+RST

No he encontrado una descripción muy clara de los modos de funcionamiento pero se puede cambiar la instrucción AT+CWMODE=n, donde n es 1,2 o 3. Para saber en qué modo estáis:

AT+CWMODE?

I_4

Aparentemente la buena es la 3: Probad

Arduino + WIFI ESP8266

En mi caso responde que “No change” porque ya le había dado esta instrucción antes.

Vamos ahora a ver qué puntos de acceso WIFI tenemos en las inmediaciones: I_6

Al principio del mensaje indica 3 redes disponibles, Charly (la mía) mas MOVISTAR_8E24 y MVSA_8, a la que podríamos conectarnos.

Para conectarme a mi Router, necesito como siempre el nombre SSID que publica el punto de acceso (En mi caso Charly) y la contraseña de uso. La instrucción a usar es:

AT+CWJAP=»charly»,»contrase”

Arduino + WIFI ESP8266

Al cabo de un momento si no hay problemas, responde con un OK. Y para ver que IP nos ha asignado hacemos: AT+CIFSR

Arduino + WIFI ESP8266

Que en mi caso es la 192.168.1.34. Vamos a empezar a jugar con algo un poco más interesante. Prueba con:

AT+CIPMUX=1
AT+CIPSERVER=1,80

El primero habilita múltiples conexiones simultaneas, y el segundo arranca un servicio web (con el número de servicio = 1) en el puerto 80. Si ahora vas a tu navegador y escribes la dirección IP de tu módulo ESP8266, recibirás en la consola los mensajes correspondientes a la conexión:

Respuesta del navegador

Acabamos de montar un pequeño servidor web con unas pocas instrucciones AT, no está mal.

¿Podríamos usarlo para enviar órdenes a nuestro Arduino como hacíamos con el BlueTooth, o con la tarjeta Ethernet? Me imagino que ya sabéis la respuesta.

Hay una forma muy fácil de pasar parámetros a nuestro Arduino, directamente desde el navegador, sin más que pasarle los parámetros después de la dirección IP, como por ejemplo:

Detalle navegador

Y lo que recibe la consola es:

Consola Arduino

Fíjate que en la 4ª línea empezando por abajo, pone:

+IPD,2,331:GET /%20p13=1,%20p12=0,p9=189 HTTP/1.1

Que es poco más que una copia de lo que escribimos arriba, sin más que sustituir los espacios por %20 (Una manía que viene de largo).

Podemos ya usar esto con un parser para activar comandos en nuestro Arduino.

 
  • Un parser es un programa que en la jerga informática, analiza textos buscando instrucciones a realizar.
 

Basta con escribir un programa que revisa las entradas de texto en la consola y gobierne los pines de Arduino, en función de lo que se encuentre. Ya hicimos cosas así en las sesiones previas relativas al shield Ethernet y siguen siendo plenamente aplicables aquí.

 

Cambiando la velocidad de comunicación  

Para saber la velocidad de comunicación a la que tu modulo puede funcionar, tenemos el comando:

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En las próxima sesión veremos cómo presentar valores de lecturas por ejemplo, en el servidor Web que acabamos de montar.

 

Resumen de la sesión

 

 
    • Hemos visto un primer contacto con el módulo WIFI ESP8266.
    • Presentamos un pequeño circuito de prueba para conectarlo a nuestros Arduinos, sin necesidad de programas externos de comunicación.
    • Vimos las primeras instrucciones AT que acepta este módulo.
    • Montamos un mínimo servidor Web con nuestro modula, apto ya para recibir instrucciones a través de un navegador Web, incluyendo el de teléfonos y tabletas.

 

 

 

 

 

 

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(698) Comments

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Gracias Carlos.

  • Avatar for Charly
    • Pablo

    Hola, a mi me ha funcionado pero quitando el procesador del arduino, tal y como explican en este vídeo:

    https://www.youtube.com/watch?v=7gXcTBHLCRc

    Pero entonces no entiendo cómo se puede automatizar el envío de datos a través de internet, porque arduino queda «inservible» para otras tareas

  • Avatar for Charly
    • CARLOS

    Hola.
    Por si alguien le sucede lo mismo:
    El fallo que tenía está en el monitor serial del IDE de Arduino. Hay que seleccionar la opción «Ambos NL & CR». Por algún motivo cambié la opción sin querer y no funcionaba.
    Saludos

  • Avatar for Charly

    Hola:
    Tengo un montaje parecido al que propones en el tutorial (sólo cambia que tengo un arduino nano, una alimentación de 3,3V para el módulo wifi, y un divisor de tensión para adaptar las tensiones entre el nano y elmódulo wifi) pero cuando envío un comando al módulo wifi, éste responde siempre con ERROR.
    Entiendo que tengo comunicación con el módulo, pero por algún motivo me responde ERROR.
    He probado cambiando baudrate, poniendo pins GPIO0 y GPIO2 a GND y a 3,3, pero nada,
    Sabéis cuál puede ser el problema?
    Gracias

  • Avatar for Charly

    Hola:
    Tengo un montaje parecido al que propones en el tutorial (sólo cambia que tengo un arduino nano, una alimentación de 3,3V para el módulo wifi, y un divisor de tensión para adaptar las tensiones entre el nano y elmódulo wifi) pero cuando envío un comando al módulo wifi, éste responde siempre con ERROR.
    Entiendo que tengo comunicación con el módulo, pero por algún motivo me responde ERROR.
    He probado cambiando baudrate, poniendo pins GPIO0 y GPIO2 a GND y a 3,3, pero nada,
    Sabéis cuál puede ser el problema?
    Gracias

  • Avatar for Charly
    • Alex

    Hola Daniel

    Me pasó similar a lo que mencionas, al principio no aparecían todas las redes cercanas incluyendo la propia. Lo que hice fue cambiar la velocidad de comunicación a 19200 y modificar también el código como lo menciona Iván, hecho esto al teclear el comando AT+CWLAP ya aparecen todas la redes, además que mejora la escritura de los mensajes. Voy a probar con 9600 también, tal vez la comunicación es más estable aún.

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Muchas gracias por tu aporte y tus ánimos Jorge!!!

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Milton la posición del Google Maps no tengo ni idea, pero para tu otro problema echa un ojo aquí https://www.prometec.net/esp8266-wifimanager/

  • Avatar for Charly
    • Jorge

    Hola a todos! Os comento mi experiencia con el ESP8266 por si os sirve de algo:
    1. Lo he probado con una fuente de alimentación externa (YwRobot) y no me ha funcionado.
    2. Lo he conectado puenteando los dos cables de alimentación 3.3V y funciona.
    3. Mi red wifi no aparecía en el listado de redes disponibles, sin embargo le he dado los parámetros al comando para conectar y lo hace perfectamente (ESTO PUEDE SER IMPORTANTE, intentad conectar de todos modos).
    4. La información que aparece en la pantalla del Serial es muy confusa. Para averiguar la IP que tienes asignada he utilizado un programa externo (FING). Se averigua enseguida.
    Espero haberos sido de ayuda!
    PD: Charly, muchísimas gracias por tus artículos. Me he aficionado a este mundillo gracias a tí, es apasionante!

  • Avatar for Charly
    • Milton

    Tengo un programa que funciona súper bien con esp8266 01 en conexiones i2c que trabaja en modo cliente enviando a un servidor datos, pero al ir a la universidad y luego regresar a mi casa o A otro lugar, para seguir con la recopilación de datos tengo que ir a realizar la configuración del wifi y su contraseña, me gustaría como puedo hacer una página interna que conecte el esp8266, es decir verifique la última conexión si no hay la red se combierta en servidor y desde cualquier dispositivo pueda ingreso a la configuración del esp8266 web e ingreso los datos que son busquar las redes, luego selecciono él ssid y en la siguiente pantalla salga para ingresar la contraseña y también necesito obtener la ubicación respecto a Google maps de la ubicación del wifi

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Puedes abrir un puerto de tu router para entrar por ahí, o usar el protocolo MQTT. Si no lo conoces échale un ojo, yo lo uso y estoy encantado. A ver si podemos sacar algún tuto al respecto.

  • Avatar for Charly
    • Alejandro Casal

    Hola, que tal?
    Quería saber si existe alguna forma de conseguir comunicarme con el Arduino estando en distintas redes para por ejemplo, desde el trabajo activar alguna cosa en casa

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Daniel, no tengo ni idea de lo que puede ser. A lo mejor tienes restringido el acceso desde la configuración del router?

  • Avatar for Charly
    • Daniel Barrio

    Hola Ivan, reinicie el router varias veces y no me detecta mi red , pero si la del vecino se te ocurre que puede ser otra cosa?

    uso el comando AT+CWLAP

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Alex, si estás usando un arduino UNO prueba con un Mega o un Due, que el UNO no va muy fino a esas velocidades.

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Daniel, es raro que te ocurra eso. A mi me paso lo mismo hace poco y lo solucioné reiniciando el router.

  • Avatar for Charly
    • Daniel Barrio

    Hola estoy alimentando el modulo con el arduino pero llego hasta el siguiente paso:

    at
    OK

    AT+GMR

    AT version:1.3/0.0(Jul 14 3016 18:54:01)
    SDK verqion:2.00T 2

    AT+CWMODE=3

    OK
    AT+CWLAP

    +CWL@P:(3,»WiFi-@rnet-w66f»,,84,»54:dc:97:11:38:42″,1,112,0)
    +CWLld2B»,:81

    Me reconoce solo una red y es la de mi vecino, por lo tanto no puedo conectar el modulo a mi red , sera porque necesita mas corriente que la le suministre el arduino para detectar todas las redes ?

  • Avatar for Charly
    • Alex Fernandez

    HOLA
    Me funcionan todos los comandos AT , menos el de bajar la velocidad, AT+CIOBAUD=?
    Estoy trabajando con 115200 y no va muy bien me gustaria bajarlo.https://www.prometec.net/wp-admin/edit-comments.php?p=4667&comment_status=moderated#comments-form

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