ESP8266 - A Pequena Maravilha para Comunicação WIFI

aphawk · 18 de setembro de 2016

Pessoal,

Estou fazendo um tipo de mini-estação pessoal de tempo .... nada mais do que um ESP8266 e um display Oled pequeno e um botão.

A ideia é de, quando ele estiver pronto, apertando o botão vai permitir passar de uma cidade para outra, e também mostrar o tempo atual na cidade, e uma previsão para o dia seguinte.

Como ainda não encontrei onde coloquei meu display Oled ( tenho 2 mas não sei onde coloquei eles ..... ) , fiz apenas um código de teste na tela.

Uso o serviço gratuito do OpenWeatherMap.org , o qual disponibiliza uma chave individual para poder acessar a sua API. Você precisa se registrar lá e pegar a sua Key ID, e colocar ela no programa onde eu escrevi sua_key.

Atualizo a cada 2 minutos, portanto quando rodar esse programa, espere 2 minutos para a parecer as informações na tela.

As poderosas instruções simplificam muito buscar a informação dentro da API e já guardar numa variável.

Segue o código, e uma tela de saída , para a cidade de São Paulo.

memclear
cls
time.setup(-3,1)
delay 6000
print time()
button "FIM" , [SAIDA]
timer 120 * 1000, [RUNPROGRAM]
wait

[RUNPROGRAM]
print time()
query = "api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=Sao_Paulo,br&lang=pt&units=metric&appid=sua_key"
ret = wget(query)
desc = json(ret,"weather.description")
temp1 = json(ret,"main.temp")
temp_min = json(ret,"main.temp_min")
temp_max = json(ret,"main.temp_max")
press = json(ret,"main.pressure")
humid = json(ret,"main.humidity")
wind1 = json(ret,"wind.speed")
wind2 = json(ret,"wind.deg")
wind1 = wind1 * 3.6
wind2 = wind2 * 3.6
ton = json(ret,"sunrise")
toff = json(ret,"sunset")
ton = ton - 10800
toff = toff - 10800
ton = unixtime(ton)
toff = unixtime(toff)
tim = json(ret,"dt")
tim = tim - 10800
tim = unixtime(tim)
name = json(ret,"sys.name")

print "Tempo :" & desc & ", Temperatura :" & temp1 & "C, Pressao :" & press &"mPa, umidade :" & humid & "%,  :" & ", Medicao :" & tim 
print "Temp. Min : " & temp_min & "C, Temp. Max :" & temp_max & "C, Vento :" & wind1 & "Km/h, Direcao :" & wind2
print "Sol nascente :" & ton & ", Sol poente :" & toff
memo = ramfree()
print "Memoria livre :" & memo
print " "
wait

[SAIDA]
timer 0
END

Segue a tela de saída :

Muito simples de se entender. Agora é só eu achar o meu Oled, e terminar o projeto !

update 18/09 18:22 : achei os meus displays .... espero logo postar o projetinho com o Oled e o botão.

Paulo

ViniciusKruz · 18 de setembro de 2016

@aphawk

Muito legal seu projeto, imagina só a utilidade de uma coisa dessas na agricultura!

aphawk · 19 de setembro de 2016

@ViniciusKruz ,

O problema é que precisa de algum tipo de conexão Internet ..... os pequenos agricultores aqui no Brasil sonham com essa "tal de internet" .....

Bom, está quase pronto, só falta agora o sistema do botão, e a rotação entre várias cidades colocadas no programa.

Segue o programinha atual, que está imprimindo as informações atuais do tempo no display Oled :

memclear
cls
gmt = -3
aux_unix = gmt * 3600
time.setup(gmt,1)
delay 6000
oledcls
oledprint "Tempo Sao Paulo",0,0
gosub [PEGADADOS]
button "FIM",[SAIDA]
TIMER 61000,[RUNPROGRAM]
WAIT

[RUNPROGRAM]
gosub [PEGADADOS]
WAIT


[PEGADADOS]
query = "api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=Sao_Paulo,br&lang=pt&units=metric&appid=sua_key"
ret = wget(query)
desc = json(ret,"weather.description")

if len(desc) > 16 then
  desc = left(desc,16)
end if

temp1 = json(ret,"main.temp")
temp2 = instr(temp1,".")
if temp2 > 0 then
  temp3 = temp2 + 1
  temp1 = left(temp1,temp3)
end if

temp_min = json(ret,"main.temp_min")
temp2 = instr(temp_min,".")
if temp2 > 0 then
  temp3 = temp2 + 1
  temp_min = left(temp_min,temp3)
end if

temp_max = json(ret,"main.temp_max")
temp2 = instr(temp_max,".")
if temp2 > 0 then
  temp3 = temp2 + 1
  temp_max = left(temp_max,temp3)
end if

press = json(ret,"main.pressure")
humid = json(ret,"main.humidity")
wind1 = json(ret,"wind.speed")
wind2 = json(ret,"wind.deg")

wind1 = wind1 * 3.6
wind1 = int(wind1)

ton = json(ret,"sunrise")
toff = json(ret,"sunset")

t1 = val(ton) + aux_unix
t2 = val(toff) + aux_unix
t1a = str(t1)
t2a = str(t2)
t1b = unixtime(t1a,"hour:min")
t2b = unixtime(t2a,"hour:min")
tim = json(ret,"dt")
tim = tim + aux_unix
tim = unixtime(tim)

oledprint desc,0,1
oledprint "Temp Tmin Tmax",0,2
oledprint temp1,0,3
oledprint temp_min,5,3
oledprint temp_max,10,3
oledprint "Humi Pres  Vent",0,4
oledprint humid,0,5
oledprint press,5,5
oledprint wind1,11,5
oledprint "Nascer Por",0,6
oledprint t1b,0,7
oledprint t2b,7,7
return

[SAIDA]
timer 0
end

Ainda não está completo, mas já dá para ver o potencial do brinquedo....

Segue a tela no display :

O problema é escolher o que colocar no display, pois ele é bem pequeno, tem baixíssimo consumo, e a tela é do tipo 8 linhas por 16 caracteres.

Segue o esquema no Fritzing :

Paulo

ViniciusKruz · 19 de setembro de 2016

@aphawk

Parabéns pelo projeto, muito legal.

aphawk · 19 de setembro de 2016

@ViniciusKruz

Obrigado, o legal é que estamos todos nós progredindo com as experiências, não é ?

Agora faltam duas coisas que eu ainda não experimentei nesse Esp8266Basic :

- Existe uma instrução que usa uma interrupção por mudança de nível.... basta dizer qual é o pino e para qual subrotina tem de ir quando ocorre uma mudança de nível, e o mais legal é que ela funciona só quando está em comando wait !

Ou seja, é mais do que perfeito para uso com algum botão ou tecla !

- A parte que eu acho que vai complicar : usar modo Sleep.... é a única maneira de se poder alimentar o projetinho com uma bateria tipo 18650 e durar bastante tempo !

Vou tentar usar isso, em vez do Timer que dispara as rotinas. A documentação sobre isso é bem fraquinha, vou ter de fuçar bastante....

Após isso, só falta implementar o modo de Previsão do tempo para um, dois ou três dias adiante, e a possibilidade de mudar pelo menos umas 3 cidades.

Paulo

gabriel de freitass · 19 de setembro de 2016

@aphawk

Isso mesmo! essa seria minha ideia Paulo, Só preciso saber se ele está em disparo ou não, desculpe minha ausência;

*Para conectar o contato seco do alarme no esp8266, andei pesquisando, a conexão seria direto no esp, conectaria no 3,3v ou no ch_pd?

Já criei o modelo para a instalação do firmware, e já conectei o mesmo no PC, hoje mesmo pretendo assistir alguns vídeos de instalação de firmware com o esp8266 basic.

Ah e conectar no site e envio email seria ótimo! Isso já é suficiente para mim

Acho que o e-mail seria melhor para o que pretendo utilizar,

é esse programa bem simples que preciso, poderia cria-lo pra mim?

Seria de grande ajuda pra mim mestre! Não sabes o quanto vai me ajudar

alexandre.mbm · 19 de setembro de 2016

@ViniciusKruz , o CEFET do RN implementa estações meteorológicas com Arduino. Há vídeo no Youtube. O principal professor envolvido é Moisés Souto. Há reportagens no Youtube.

Como soluções de conectividade, existem 3G, 4G, e registro em SD coletados por Bluetooth ou wifi via Android.

aphawk · 19 de setembro de 2016

@alexandre.mbm ,

Já pensou uma rede de milhares desse ESP8266, equipados com sensores de pressão, temperatura e umidade do ar, além de sensores de umidade do solo ? Pena que a conectividade ainda é só por WI-FI .

Mas eu ví alguma coisa sobre isso, se não me engano foi na Holanda..... o cara também desenvolveu um algoritmo para predição de eventos perigosos , a partir das variações locais dos dados e também de avisos enviados pelas centrais de meteorologia.

Paulo

alexandre.mbm · 19 de setembro de 2016

@aphawk , creio que no caso de uma propriedade particular, wifi com antenas direcionais também teriam grande utilidade. Usando energia solar.

ViniciusKruz · 19 de setembro de 2016

Falando em transmissão, antenas direcionais... qual é a potência da transmissão dos ESPs? Procurei no datasheet mas não encontrei esta informação.

alexandre.mbm · 19 de setembro de 2016

@ViniciusKruz , realmente eu não considerei questões de compatibilidade.

ViniciusKruz · 19 de setembro de 2016

@alexandre.mbm

Vou precisar desta informação, futuramente pretendo transmitir/receber o sinal a distâncias consideráveis.

alexandre.mbm · 19 de setembro de 2016

Eu imaginei uma fazenda com ESP8266 em vários locais. Quem sabe usando o tal do ZigBee...

aphawk · 19 de setembro de 2016

@ViniciusKruz ,

Potência de transmissão depende do padrão da conexão Wi-Fi .

Padrão B - + 19.5 dBm

Padrão G - + 16 dBm

Padrão N - + 14 dBm

Corrente máxima consumida no pior caso : 215 mA

Com antenas direcionais de alto ganho, dá para se ganhar um bom alcança.

adicionado 1 minuto depois

@alexandre.mbm ,

Esquece o Zigbee, morreu , perto do ESP8266 ele é um dinossauro.

Paulo

ViniciusKruz · 19 de setembro de 2016

@aphawk

Eu esperava encontrar a potência dele em mw pra ter uma noção de distância. Por Exemplo, para 12km, geralmente 200mw no rádio mais uma antena de 20dbi costuma funcionar. Usando estes parâmetros daria para ter uma noção de quanto o ESP consegue.

alexandre.mbm · 19 de setembro de 2016

1 hora atrás, aphawk disse:

@alexandre.mbm ,

Esquece o Zigbee, morreu , perto do ESP8266 ele é um dinossauro.

Eu estava "entendendo" que o ZigBee, no caso, seria um protocolo funcionando por cima do ESP8266, como parece acontecer em Sonoff que fora anunciado para venda no eBay. Apenas uma maneira fácil (serial) de "conversar" dados via o wifi...

aphawk · 20 de setembro de 2016

@ViniciusKruz,

Oras, nada que uma antiga calculadora HP-41CV não resolva !!!! :

19,5 dBm = 89 mW

16 dBm = 40 mW

14 dBm = 25 mW

Agora, levando em conta que a frequência é em torno de 2.4 Ghz, com uma boa antena direcional voce conseguirá passar de alguns quilometros. Algo assim :

http://www.instructables.com/id/Easy-to-Build-WIFI-24GHz-Yagi-Antenna/

Paulo

ViniciusKruz · 20 de setembro de 2016

@alexandre.mbm

No Arduíno tem um exemplo que cria nos ESPs o protocolo Mesh(usado nos ZigBee). Ele usa a biblioteca:

ESP8266WiFiMesh.h

Creio que seja como se fosse um ZigBee só que conectando à rede wifi comum e possivelmente trafegando sobre o protocolo tcp-ip. Se achar interessante, baixa a biblioteca e dá uma estudada nela.

Intrudera6 · 20 de setembro de 2016

1 hora atrás, aphawk disse:

@ViniciusKruz,

Oras, nada que uma antiga calculadora HP-41CV não resolva !!!! :

19,5 dBm = 89 mW

16 dBm = 40 mW

14 dBm = 25 mW

Agora, levando em conta que a frequência é em torno de 2.4 Ghz, com uma boa antena direcional voce conseguirá passar de alguns quilometros. Algo assim :

http://www.instructables.com/id/Easy-to-Build-WIFI-24GHz-Yagi-Antenna/

Paulo

Fizeram um teste num ESP8266 e chegaram a 366m com a antena normal (PCB) com um roteador com antena comum, mas com boas antenas direcionais conseguiram a 4,28Km de alcance. Tem este link no youtube com o teste que eles fizeram, o alcance é impressionante para algo tão pequeno.

http://hackaday.com/2014/09/26/esp8266-distance-testing/

https://www.youtube.com/watch?v=7BYdZ_24yg0

ViniciusKruz · 20 de setembro de 2016

@aphawk @Intrudera6

Era exatamente isto o que eu precisava saber, muito interessante!!!

aphawk · 20 de setembro de 2016

12 horas atrás, ViniciusKruz disse:

@alexandre.mbm

No Arduíno tem um exemplo que cria nos ESPs o protocolo Mesh(usado nos ZigBee). Ele usa a biblioteca:

ESP8266WiFiMesh.h

Creio que seja como se fosse um ZigBee só que conectando à rede wifi comum e possivelmente trafegando sobre o protocolo tcp-ip. Se achar interessante, baixa a biblioteca e dá uma estudada nela.

Protocolo Mesh em cima de TCP-IP 802.11xxxxxx ???? Uau tem louco pra tudo !!!

Deve ser um terror ver o tratamento de colisão desse Frankesntein ....

adicionado 8 minutos depois

@gabriel de freitass ,

Só vai precisar colocar um resistor de 4k7 ligando um pino do ESP8266 ao +3,3V , e o relé vai ligado a esse mesmo pino e o pino de GND. Assim, quando o relé acionar, vai levar essa entrada ao nível 0, e nesse momento o software envia o email, ok ?

Tente colocar o firmware , eu não consegui usando programa que eles fornecem ( pelo menos no Nodemcu... ) , tive de baixar todo o arquivo no Github e também o programa de gravação de firmware do Github também, só assim consegui gravar nos meus dois Nodemcu.

Olha, o programa é bem simples, não me leve a malese eu pedir para você tentar, ler um pouco no Fórum do ESP8266Basic, tem um exemplo lá prontinho para enviar email, e também de como verificar uma entrada....

A minha intenção não é a de fazer o programa para você, e sim te ajudar para que você mesmo o faça, ok ?

Paulo

ViniciusKruz · 20 de setembro de 2016

3 horas atrás, aphawk disse:

Protocolo Mesh em cima de TCP-IP 802.11xxxxxx ???? Uau tem louco pra tudo !!!

Deve ser um terror ver o tratamento de colisão desse Frankesntein ....

Não estudei o sistema, mas é esta a impressão que deu. Pode ser que eu esteja enganado mas se trata de uma "simulação Mesh", o principal ponto do protocolo Mesh é se comunicar por nós e não por endereço IP como o TCP/IP, logo, por uma rápida observada no exemplo, deu a entender que se comunica por nós mas usa o protocolo TCP/IP. Como eu disse, posso estar enganado.

alexandre.mbm · 20 de setembro de 2016

@Intrudera6 , o ruim de forçar distância sem potência é que isso degradará o desempenho de toda a rede do ponto de acesso. Dificilmente o ESP8266 suportaria ser o próprio ponto de acesso naquelas condições. Quer dizer, talvez com IP fixo, como aliás é o usual...

Intrudera6 · 20 de setembro de 2016

Eu já fiz experiências com rede wifi em longo alcance (com automação), e realmente degrada muito (em certas aplicações isto é tolerável) mas as vezes é desse jeito ou não funciona pois não tem outra alternativa. No entanto sempre se pode ter uma rede especialmente para isso, e ter uma segunda rede independente quando se quer desempenho, convivendo lado a lado.

aphawk · 21 de setembro de 2016

@alexandre.mbm,

Na verdade você tem de olhar a coisa toda assim :

Mesmo 10 mW com uma antena de alto ganho é muito melhor do que 200 mW com antenas comuns.

O fato de a antena ser direcional melhora muito a relação sinal/ruido do sinal desejado, e permite coisas espantosas. Uma antena de alto ganho isola a recepção no sentido de não receber nenhuma interferência de sinais vindos de outra direção. E não precisa usar nenhum tipo de pré-amplificador, que iria aumentar tudo, inclusive o ruído ! E concentra toda a potência em uma só direção, fazendo com que o sinal chegue ao destino com uma intensidade bem maior.

Nessas condições, o ESP8266 pode fazer tudo o que se espera dele, mesmo a uma grande distância.

Só tem um porém :

Quanto mais ganho tem uma antena direcional, mais crítico é o ajuste da direção para onde ela tem de apontar, e também menor é a faixa de frequência onde ela apresenta esse alto ganho.

Paulo