2026年8月26日水曜日

Arduino手習い(WiFi WEBサーバ)

 ESP32でLEDチカチカは出来た。次は何しようか? 折角 ESP32-DevKitC-32E にはWiFiが内蔵されているからサーバとして動かしたいな。という事でネットを漁ってWiFiで動かすサーバの事例を調べた。すると250+ ESP32 Projects, Tutorials and Guides with Arduino IDE というホームページに Rui Santos 氏作成の手頃な例があったので、これを動かしてみた。

このプログラムはWiFiルータ経由でサーバとして機能し、LEDチカチカで使ったLEDをON/OFFするものだ。

プログラムの中には自分のWiFiルータのSSIDとパスワードを設定する必要があり、またLEDの接続されているピン番号を合わせる必要がある。このプログラムをコンパイル後ESP32に書き込んで起動するとIDEのシリアルモニタに、

WiFi connected.
IP address: 
192.168.xx.xxx 

と表示され、WiFiルータへ接続され、IPアドレスが割り振られたことが分かる。なおシリアルモニターを表示するメニューはIDEのツールメニューの中にある。またシリアルモニターではプログラムに合わせて通信速度を設定する必要がある。通信速度はプログラム中の次の記述で分かる。

Serial.begin(115200); 

このサーバへアクセスするにはWiFiルータへ接続されているPCや携帯のブラウザからESP32へ割り振られたIPアドレスにアクセスすればよい(このときユーザ名やパスワードは必要ない)。すると次のような画面が表示される(オリジナルのプログラムには2つのボタンがあったがLEDが1つしかないため2個目のボタンは表示されないようプログラムを修正した)。

 ここでONのボタンを押すとLEDが点灯するとともにボタンがOFFの表示に変わる。そしてこのOFFを押すとLEDが消灯しボタンはONに変わる。実際に携帯からアクセスすると少しもたついた感じの動きだったがPCからアクセスするとサクサク動いたので動作に問題はないようだ。

ソースコードは次の通り。

 /*********
  Original by Rui Santos
  Complete project details at http://randomnerdtutorials.com  
  Modified by MYcrosLip
*********/

// Load Wi-Fi library
#include <WiFi.h>

// Replace with your network credentials
const char* ssid = "xxxxxxxxxxx";   //"REPLACE_WITH_YOUR_SSID";
const char* password = "yyyyyyyyy"; //"REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";

// Set web server port number to 80
WiFiServer server(80);

// Variable to store the HTTP request
String header;

// Auxiliar variables to store the current output state
String output5State = "off";

// Assign output variables to GPIO pins
const int output5 = 5;     // 26;

// Current time
unsigned long currentTime = millis();
// Previous time
unsigned long previousTime = 0; 
// Define timeout time in milliseconds (example: 2000ms = 2s)
const long timeoutTime = 2000;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
  // Initialize the output variables as outputs
  pinMode(output5, OUTPUT);
  // Set outputs to LOW
  digitalWrite(output5, LOW);

  // Connect to Wi-Fi network with SSID and password
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  // Print local IP address and start web server
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected.");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  server.begin();
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  WiFiClient client = server.available();   // Listen for incoming clients
  if (client) {                             // If a new client connects,
    currentTime = millis();
    previousTime = currentTime;
    Serial.println("New Client.");          // print a message out in the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected() && currentTime - previousTime <= timeoutTime) {  // loop while the client's connected
      currentTime = millis();
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
        Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        header += c;
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character
          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
          // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");
            client.println("Connection: close");
            client.println();
            
            // turns the GPIOs on and off
            if (header.indexOf("GET /5/on") >= 0) {
              Serial.println("GPIO 5 on");
              output5State = "on";
              digitalWrite(output5, HIGH);
            } else if (header.indexOf("GET /5/off") >= 0) {
              Serial.println("GPIO 5 off");
              output5State = "off";
              digitalWrite(output5, LOW);
            }
            // Display the HTML web page
            client.println("<!DOCTYPE html><html>");
            client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");
            client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
            // CSS to style the on/off buttons 
            // Feel free to change the background-color and font-size attributes to fit your preferences
            client.println("<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}");
            client.println(".button { background-color: #4CAF50; border: none; color: white; padding: 16px 40px;");
            client.println("text-decoration: none; font-size: 30px; margin: 2px; cursor: pointer;}");
            client.println(".button2 {background-color: #555555;}</style></head>");
            
            // Web Page Heading
            client.println("<body><h1>ESP32 Web Server</h1>");
            
            // Display current state, and ON/OFF buttons for GPIO 26  
            client.println("<p>GPIO 5 - State " + output5State + "</p>");
            // If the output26State is off, it displays the ON button       
            if (output5State=="off") {
              client.println("<p><a href=\"/5/on\"><button class=\"button\">ON</button></a></p>");
            } else {
              client.println("<p><a href=\"/5/off\"><button class=\"button button2\">OFF</button></a></p>");
            } 
            client.println("</body></html>");
            
            // The HTTP response ends with another blank line
            client.println();
            // Break out of the while loop
            break;
          } else { // if you got a newline, then clear currentLine
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }
      }
    }
    // Clear the header variable
    header = "";
    // Close the connection
    client.stop();
    Serial.println("Client disconnected.");
    Serial.println("");
  }
}

(その後)

コンソールで確認しないとIPアドレスが分からないのはサーバーとして機能させるには不便だ。そこで固定のIPアドレスを割り振れないか調べたが、簡単だった。先ずIPアドレス型の定数(オブジェクト?)を次の様に宣言する。

const IPAddress ip(192, 168, xxx, xxx);
 

実際にこのIPアドレスを設定するには、

WiFi.config(ip);

を WiFi.begin(ssid, password); の前に置けばよい。

 以上、

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