Početak rada s Arduinom i Ethernetom: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Vaš Arduino može lako komunicirati s vanjskim svijetom putem žičane Ethernet veze. Međutim, prije nego što počnemo, pretpostavit će se da imate osnovno razumijevanje računalnog umrežavanja, poput znanja o tome kako spojiti računala na čvorište/usmjerivač pomoću RJ45 kabela, što su IP i MAC adresa itd. Nadalje, evo kratkog kratkog pregleda o Ethernetu.

Trebat će vam Arduino Uno ili kompatibilna ploča s Ethernet štitom koji koristi IC W5100 Ethernet kontroler (gotovo svi) prema slici.

Nadalje, ploču ćete morati napajati putem vanjske DC utičnice - IC W5100 koristi više struje nego što USB može napajati. Paket utikača 9V 1.5A/zidna bradavica bit će dovoljan.

Korak 1:

Konačno - štitovi se zagrijavaju - stoga pazite da ne dodirujete W5100 nakon duže uporabe. U slučaju da niste sigurni - ovo je W5100 IC.

Korak 2:

Nakon što povežete svoj Arduino s Ethernetom i spojite vanjsko napajanje-dobro je provjeriti radi li sve. Otvorite Arduino IDE i odaberite Datoteka> Primjeri> Ethernet> Web poslužitelj. Ovo učitava jednostavnu skicu koja će prikazati podatke prikupljene s analognih ulaza u web pregledniku. Međutim, nemojte ga još učitavati, potrebno ga je malo izmijeniti.

Morate navesti IP adresu Ethernet štita - što se radi unutar skice. Ovo je jednostavno, prijeđite na redak:

IP adresa ip (10, 1, 1, 77);

I promijenite ga tako da odgovara vašim postavkama. Na primjer, u našem domu IP adresa usmjerivača je 10.1.1.1, pisač je 10.1.1.50, a sva računala su ispod … 50. Stoga ću postaviti svoj IP štit na 10.1.1.77 promjenom linije na:

bajt mac = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED};

Međutim, ako imate samo jedan štit, ostavite ga. Možda postoji vrlo, vrlo, statistički rijetka šansa da MAC adresa bude ista kao i vaš postojeći hardver, pa bi to bilo drugo vrijeme za promjenu.

3. korak:

Međutim, ako imate samo jedan štit, ostavite ga. Možda postoji vrlo, vrlo, statistički rijetka šansa da MAC adresa bude ista kao i vaš postojeći hardver, pa bi to bilo drugo vrijeme za promjenu.

Nakon što ste izvršili izmjene, spremite i prenesite skicu. Sada otvorite web preglednik i idite do IP adrese koju ste unijeli u skicu i trebalo bi vam predstaviti nešto slično slici.

Što se događa?

Arduino je programiran tako da nudi jednostavnu web stranicu s vrijednostima izmjerenim na analognim ulazima. Možete osvježiti preglednik da biste dobili ažurirane vrijednosti. U ovom trenutku - imajte na umu da Ethernet štitovi koriste digitalne pinove 10 ~ 13, pa ih ne možete koristiti ni za što drugo. Neki Arduino Ethernet štitovi mogu imati i utičnicu za microSD karticu koja također koristi drugi digitalni pin - pa provjerite u dokumentaciji koji od njih.

Korak 4:

Ipak, sada kada vidimo da Ethernet štit radi, možemo prijeći na nešto korisnije. Razdvojimo prethodni primjer na jednostavan način i vidimo kako možemo distribuirati i prikazati zanimljive podatke preko mreže. Za referencu, svim funkcijama povezanim s Ethernetom upravlja biblioteka Ethernet Arduino. Ako pogledate prethodnu skicu koju smo upravo koristili, odjeljak koji će biti zanimljiv je:

for (int analogChannel = 0; analogChannel <6; analogChannel ++) {int sensorReading = analogRead (analogChannel); client.print ("analogni ulaz"); client.print (analogChannel); client.print ("je"); client.print (sensorReading); client.println (""); } client.println ("");

Nadajmo se da bi ovaj odjeljak skice trebao biti poznat - sjetite se kako smo koristili serial.print (); u prošlosti prilikom slanja podataka u okvir serijskog monitora? Pa sada možemo učiniti istu stvar, ali slanje podataka s našeg Ethernet štita natrag u web preglednik - drugim riječima, vrlo osnovnu vrstu web stranice. Međutim, postoji nešto što možete, a možda i ne želite naučiti kako biste formatirali izlaz u čitljivom formatu - HTML kod. Nisam programer web stranica (!) Pa se neću previše upuštati u HTML.

Međutim, ako želite posluživati lijepo oblikovane web stranice sa svojim Arduinom i tako dalje, ovo bi bio dobar početak. Radi jednostavnosti, sljedeće dvije funkcije bit će najkorisnije:

client.print ("je");

Client.print (); omogućuje nam slanje teksta ili podataka natrag na web stranicu. Radi na isti način kao i serial.print (), pa tu nema ništa novo. Također možete navesti tip podataka na isti način kao i sa serial.print (). Naravno, možete ga koristiti i za slanje podataka natrag. Druga korisna linija je:

client.println ("");

koji šalje HTML kod natrag u web preglednik govoreći mu da započne novi redak. Dio koji zapravo uzrokuje povratak/novu liniju nosača je

koji je HTML kôd (ili "oznaka") za novi redak.

Dakle, ako stvarate složenije prikaze web stranica, možete samo umetnuti druge HTML oznake u client.print (); izjava. Ako želite saznati više o HTML naredbama, evo dobrog vodiča.

Na kraju - imajte na umu da će skica slati podatke samo kada su zatraženi, odnosno kada je primio zahtjev od web preglednika.

Korak 5: Pristup svom Arduinu putem Interneta

Zasada je dobro. Ali što ako svom Arduinu želite pristupiti izvan lokalne mreže?

Trebat će vam statička IP adresa - to jest, IP adresa koju vaš davatelj internetskih usluga dodjeljuje vašoj vezi mora ostati ista. Ako nemate statički IP, sve dok ostavljate modem/usmjerivač stalno uključenim na svom IP -u, to se ne bi trebalo promijeniti. Međutim, to nije optimalno rješenje.

Ako vam vaš ISP uopće ne može ponuditi statički IP, i dalje možete nastaviti s projektom pomoću organizacije koja nudi dinamički DNS. Ove organizacije nude vam vlastiti statički naziv IP hosta (npr. Mojo.monkeynuts.com) umjesto broja, pratite svoju promjenu IP adrese i povezujte je s novim imenom hosta. Koliko ja mogu sakupiti, vaš modem mora podržavati (imati ugrađenog klijenta za …) ove DDNS usluge.

Na primjer, dvije tvrtke su No-IP andDynDNS.com. Imajte na umu da to dvoje nisam koristio, samo su ponuđeni kao primjeri. Sada, da biste pronašli svoju IP adresu … obično se to može pronaći prijavljivanjem na administracijsku stranicu usmjerivača - obično je to 192.168.0.1, ali može biti drugačije. Provjerite s dobavljačem ili ISP -om jesu li isporučili hardver. U ovom primjeru, ako u web preglednik unesem 10.1.1.1, a nakon što unesem administratorsku lozinku za modem, prikazuje se sljedeći zaslon prema slici.

Korak 6:

Ono što tražite je vaša WAN IP adresa, kao što možete vidjeti na gornjoj slici. Da bih šaljivdžice držao podalje, zacrnio sam dio svoje adrese.

Sljedeće što trebate učiniti je uključiti prosljeđivanje portova. To usmjerivaču govori kamo preusmjeriti dolazne zahtjeve iz vanjskog svijeta. Kada modem primi takav zahtjev, želimo ga poslati na broj porta našeg Ethernet štita. Koristiti:

EthernetServer poslužitelj (125);

funkcija na našoj skici postavila je broj porta na 125. Konfiguracijski zaslon svakog modema izgledat će drugačije, ali kao primjer ovdje je jedan na slici.

Korak 7:

Dakle, možete vidjeti iz retka broj jedan na gornjoj slici, brojevi ulaznih portova su postavljeni na 125, a IP adresa Ethernet štita postavljena je na 10.1.1.77 - isto kao na skici.

Nakon spremanja postavki, sve smo spremni. Vanjska adresa mog Ethernet štita bit će WAN: 125, pa ću za pristup Arduinu upisati svoju WAN adresu sa: 125 na kraju u preglednik udaljenog web uređaja, koji će kontaktirati usamljeni Ethernet hardver kod kuće.

Nadalje, možda ćete morati promijeniti postavke vatrozida svog modema, kako bi port 125 bio "otvoren" za dolazne zahtjeve. Za više informacija o tome kako to učiniti, provjerite dokumentaciju modema. Sada s bilo kojeg uređaja povezanog na Internet u slobodnom svijetu mogu unijeti svoj WAN i broj porta u polje URL i primiti rezultate. Na primjer, s telefona kada je spojen na internet putem LTE mobilnih podataka.

Dakle, u ovoj fazi sada možete prikazati podatke na jednostavnoj web stranici koju je izradio vaš Arduino i pristupiti joj s bilo kojeg mjesta s neograničenim pristupom internetu. S vašim prethodnim znanjem o Arduinu sada možete koristiti podatke sa senzora ili drugih dijelova skice i prikazati ih za dohvat.

Korak 8: Prikaz podataka senzora na web stranici

Kao primjer prikaza podataka senzora na web stranici, upotrijebimo jeftin i popularan senzor temperature i vlažnosti - DHT22. Morat ćete instalirati DHT22 Arduino knjižnicu koja se može pronaći na ovoj stranici. Ako vam je ovo prvi put s DHT22, eksperimentirajte s primjerom skice koja je uključena u biblioteku kako biste razumjeli kako to radi.

Spojite DHT22 s podatkovnim pinom na Arduino D2, Vin na 5V pin i GND na … GND. Sada za našu skicu - za prikaz temperature i vlažnosti na web stranici. Ako niste upućeni u HTML, možete koristiti internetske usluge poput ove za generiranje koda, koji zatim možete izmijeniti za upotrebu u skici. U donjem primjeru podaci o temperaturi i vlažnosti s DHT22 poslužuju se na jednostavnoj web stranici:

#include "SPI.h" #include "Ethernet.h"

// za osjetnik DHT22

#include "DHT.h" #define DHTPIN 2 #define DHTTYPE DHT22

// Unesite MAC adresu i IP adresu vašeg kontrolera ispod.

// IP adresa ovisit će o vašoj lokalnoj mreži: byte mac = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED}; IP adresa ip (10, 1, 1, 77);

// Inicijalizacija knjižnice poslužitelja Ethernet

// s IP adresom i portom koji želite koristiti // (port 80 je zadani za HTTP): EthernetServer poslužitelj (125); DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);

void setup ()

{dht.begin (); // Otvorite serijsku komunikaciju i pričekajte da se port otvori: Serial.begin (9600); while (! Serijski) {; // čekati povezivanje serijskog porta. Potrebno samo za Leonarda} // pokrenite Ethernet vezu i poslužitelj: Ethernet.begin (mac, ip); server.begin (); Serial.print ("poslužitelj je na"); Serial.println (Ethernet.localIP ()); }

void loop ()

{// osluškivanje dolaznih klijenata EthernetClient client = server.available (); if (klijent) {Serial.println ("novi klijent"); // http zahtjev završava praznim retkom boolean currentLineIsBlank = true; while (client.connected ()) {if (client.available ()) {char c = client.read (); Serial.write (c); // ako ste došli do kraja retka (primili // znak novog reda), a redak je prazan, http zahtjev je završio, // pa možete poslati odgovor ako (c == 'n' && currentLineIsBlank) {// pošaljite standardno zaglavlje http odgovora client.println ("HTTP/1.1 200 OK"); client.println ("Vrsta sadržaja: tekst/html"); client.println ("Veza: zatvori"); // veza će se zatvoriti nakon dovršetka odgovora client.println ("Osvježi: 30"); // automatski osvježava stranicu svakih 30 sekundi client.println (); client.println ("");

client.println ("");

// dobivamo podatke sa senzora DHT22

float h = dht.readHumidity (); float t = dht.readTemperature (); Serijski.println (t); Serijski.println (h);

// odavde možemo unijeti vlastiti HTML kôd za izradu web stranice

client.print ( Uredsko vrijeme

Uredska temperatura - );

client.print (t);

client.print ( stupnjevi Celzijusa

);

client.print ("

Vlažnost - );

client.print (h);

client.print ( postotak

);

client.print ("

Stranica se osvježava svakih 30 sekundi <

. );

pauza;

} if (c == 'n') {// započinjete novi redak currentLineIsBlank = true; } else if (c! = 'r') {// ste dobili znak u trenutnom retku currentLineIsBlank = false; }}} // dati web pregledniku vrijeme za primanje kašnjenja podataka (1); // prekida vezu: client.stop (); Serial.println ("klijent nije povezan"); }}

To je modifikacija primjera skice web -poslužitelja IDE -a koju smo prethodno koristili - s nekoliko izmjena. Prvo, web stranica će se automatski osvježavati svakih 30 sekundi - ovaj je parametar postavljen u retku:

client.println ("Osvježi: 30"); // automatski osvježava stranicu svakih 30 sekundi

… i prilagođeni HTML za našu web stranicu počinje ispod retka:

// odavde možemo unijeti vlastiti HTML kôd za izradu web stranice

Zatim jednostavno možete umetnuti potrebni HTML u funkcije client.print () kako biste stvorili izgled koji vam je potreban. Konačno - evo primjera snimke zaslona primjera skice na djelu.

Evo ga, još jedan koristan način za interakciju vašeg Arduina s vanjskim svijetom. Ovaj post donosi vam pmdway.com - sve za proizvođače i ljubitelje elektronike, uz besplatnu dostavu širom svijeta.