Neste tutorial, veremos como configurar dois ESP32s para estabelecer comunicação usando o protocolo ESP-NOW. O ESP32 é uma placa de desenvolvimento que integra Bluetooth e WiFi. Pode, portanto, ligar-se e trocar dados com dispositivos ligados à mesma rede.
Hardware
- Computador
- NodeMCU ESP32 x2
- Cabo USB A macho para Mini B macho x2
Descrição ESP-NOW
O ESP-NOW é um protocolo de comunicação desenvolvido pela Espressif, que permite a comunicação sem fios entre vários dispositivos sem a necessidade de uma rede específica. Permite a troca de pequenos pacotes de dados a alta velocidade nas bandas de frequência de 2,4 GHz, até 200 m de distância. Requer um emparelhamento inicial, mas uma vez efectuado, a comunicação é persistente e estabelece-se quando o ESP32 é ligado. Uma das grandes vantagens, para além do facto de utilizar uma rede dedicada, é que uma ou mais estações ESP32 podem ligar-se à rede Wifi em paralelo.
O EPS-NOW também pode ser utilizado para comunicar entre várias placas ESP32 e ESP8266. Só precisa de adaptar o código ao tipo de placa.
Código
Para testar a comunicação ESP-NOW entre dois ESP32, utilizamos a biblioteca esp_now.h disponível quando instala o gestor de cartões. Vamos definir e enviar uma estrutura de dados entre o cartão mestre e o cartão escravo. Esta estrutura deve ser idêntica entre os dois cartões para que os dados sejam compreendidos corretamente.
Código émetteur
Para que a placa emissora possa comunicar com outra placa ESP32, necessita do seu endereço MAC. Este endereço pode ser obtido quando a placa recetora é iniciada a partir de mensagens enviadas através da função setup(). Vamos definir uma função que é executada depois de uma mensagem ter sido enviada para verificar se a transmissão foi bem sucedida.
#include <esp_now.h>// https://github.com/espressif/esp-idf/blob/master/components/esp_wifi/include/esp_now.h #include <WiFi.h> uint8_t broadcastAddress[] = {0xA4, 0xCF, 0x12, 0x9A, 0x19, 0xAC};// REPLACE WITH RECEIVER MAC ADDRESS // Structure example to send data // Must match the receiver structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message myData; // callback when data is sent void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print(F("\r\n Master packet sent:\t")); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void setup() { // Init Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println(F("Error initializing ESP-NOW")); return; } Serial.print(F("Transmitter initialized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define Send function esp_now_register_send_cb(OnDataSent); // Register peer esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; // Add peer if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK) { Serial.println(F("Failed to add peer")); return; } } void loop() { // Set values to send strcpy(myData.a, "data type char"); myData.b = random(1, 20); myData.c = 1.2; myData.d = "hello"; myData.e = false; // Send message via ESP-NOW esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); if (result == ESP_OK) { Serial.println(F("Sent with success")); } else { Serial.println(F("Error sending the data")); } delay(1000); }
N.B.: Em algumas versões, este código não funciona. Existem duas soluções possíveis se encontrar um problema: ou
- colocar memset(&peerInfo, 0, sizeof(peerInfo)); depois da declaração peerInfo
- declare esp_now_peer_info_t peerInfo antes de loop()
Código récepteur
No código do recetor, vamos criar uma função que é executada quando uma mensagem é recebida. Esta função é utilizada para processar a informação recebida. Neste exemplo, exibimos os dados contidos na estrutura.
#include <esp_now.h>// https://github.com/espressif/esp-idf/blob/master/components/esp_wifi/include/esp_now.h #include <WiFi.h> // Structure example to receive data // Must match the sender structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message myData; // callback when data is received void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData)); Serial.print("Bytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("Char: "); Serial.println(myData.a); Serial.print("Int: "); Serial.println(myData.b); Serial.print("Float: "); Serial.println(myData.c); Serial.print("String: "); Serial.println(myData.d); Serial.print("Bool: "); Serial.println(myData.e); Serial.println(); } void setup() { // Initialize Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } Serial.print(F("Receiver initialized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define receive function esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); } void loop() { }
Quando carregar o código pela primeira vez, observe atentamente a mensagem de configuração que contém o endereço MAC. É necessário introduzi-lo no código do transmissor para que o emparelhamento seja bem sucedido e a comunicação funcione.
Resultados
Uma vez definido o endereço MAC do cartão recetor e carregados os códigos em cada cartão, a comunicação é estabelecida e a estrutura é enviada e desencriptada corretamente.
Bónus: Comunicação bidirecional entre dois ESP32s
Vimos como enviar dados de um cartão para outro utilizando o protocolo ESP-NOW. Vamos agora ver como, modificando ligeiramente os códigos, podemos obter uma comunicação bidirecional.
Código Transceiver
#include <esp_now.h> #include <WiFi.h> uint8_t broadcastAddress[] = {0xA4, 0xCF, 0x12, 0x9A, 0x19, 0xAC};// REPLACE WITH OTHER TRANSCEIVER MAC ADDRESS // Structure example to send data // Must match the receiver structure typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; String d; bool e; } struct_message; struct_message myData; char dataRcv[15]; // callbacks for sending and receiving data void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\nMaster packet sent:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&dataRcv, incomingData, sizeof(dataRcv)); Serial.print("\r\nBytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("From slave: "); Serial.println(dataRcv); Serial.println(); } void setup() { // Init Serial Monitor Serial.begin(115200); // Set device as a Wi-Fi Station WiFi.mode(WIFI_STA); // Init ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println(F("Error initializing ESP-NOW")); return; } Serial.print(F("Transceiver initialized : ")); Serial.println(WiFi.macAddress()); // Define callback functions esp_now_register_send_cb(OnDataSent); esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); // Register peer esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; // Add peer if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK) { Serial.println(F("Failed to add peer")); return; } } void loop() { // Set values to send strcpy(myData.a, "from Master"); myData.b = random(1, 20); myData.c = 1.2; myData.d = "hello"; myData.e = false; // Send message via ESP-NOW esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); delay(1000); }
N.B.: Para obter o mesmo código para o emissor e o recetor, utilizamos a mesma estrutura de dados para as mensagens enviadas e recebidas. É possível definir estruturas diferentes consoante a origem da mensagem. No entanto, é necessário ter em conta que o cartão recetor deve conhecer a estrutura da mensagem recebida para a poder decifrar.
Resultados
Para a estação 0, definimos a mensagem
strcpy(dataSent.a, "Master"); dataSent.b = random(100, 200); dataSent.c = false;
E para a estação 1:
strcpy(dataSent.a, "Slave"); dataSent.b = random(10, 20); dataSent.c = false;
