Kommunikation zwischen zwei Arduino Nano ESP32-Boards

Erforderliche Hardware

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

Kaufhinweis: Um den Verdrahtungsprozess zu vereinfachen, empfehlen wir die Verwendung des LED Module, das mit einem eingebauten Widerstand geliefert wird.

Kommunikation zwischen zwei Arduino Nano ESP32 – Übersicht

Es gibt verschiedene Methoden, um die Kommunikation zwischen "Arduino Nano ESP32 #1" und "Arduino Nano ESP32 #2" zu ermöglichen. Die Wahl der Methode hängt von der Entfernung zwischen ihnen ab. Zu den Optionen gehören:

In diesem Tutorial wird WiFi verwendet, um die Kommunikation zwischen zwei ESP32-Boards zu ermöglichen.

Kommunikation zwischen zwei Arduino Nano ESP32 über WLAN

Zwei Arduino Nano ESP32-Geräte können über WiFi unter den folgenden Bedingungen kommunizieren:

• Wenn sich beide Arduino Nano ESP32-Geräte im selben LAN (Local Area Network) befinden, können sie kommunizieren, ohne eine Internetverbindung herstellen zu müssen.
• Wenn sich die beiden Arduino Nano ESP32-Geräte in verschiedenen LAN-Netzwerken befinden, müssen sie eine Internetverbindung herstellen, um die Kommunikation zu ermöglichen.

Es gibt zwei Hauptmethoden für die Kommunikation zwischen zwei Arduino Nano ESP32-Geräten:

• Direkte Kommunikation:
• In dieser Methode fungiert ein Arduino Nano ESP32 als TCP-Client, während der andere als TCP-Server dient. Sie kommunizieren direkt miteinander über WLAN.

^ Indirekte Kommunikation über einen zentralen Server (z. B. MQTT-Server):

• Beide Arduino Nano ESP32-Geräte fungieren als TCP-Clients und kommunizieren indirekt über einen zentralen Server, wie z. B. ein MQTT-Server. Sie können sich auf das Tutorial ESP32-to-Arduino Nano ESP32 Communication via MQTT beziehen, um Implementierungsdetails zu erhalten.

Es wird ein Anwendungsprotokoll benötigt, das von zwei Arduino Nano ESP32s verwendet wird, um miteinander zu kommunizieren. Zum Beispiel:

• Selbstdefiniertes Protokoll über rohes TCP (für direkte Kommunikation verwendet)
• Modbus TCP (für direkte Kommunikation verwendet)
• HTTP (für direkte Kommunikation verwendet)
• Telnet (für direkte Kommunikation verwendet)
• SSH (für direkte Kommunikation verwendet)
• MQTT (für indirekte Kommunikation über einen Server verwendet)

Beispielanwendung

Lass uns die folgende Anwendung implementieren: Ein Knopf oder Schalter, der mit Arduino Nano ESP32 #1 verbunden ist, wird eine LED, die mit Arduino Nano ESP32 #2 verbunden ist, über WLAN steuern.

Um es zu vereinfachen, verwenden wir ein selbstdefiniertes Protokoll (von uns erstellt, kein Standard).

Selbstdefiniertes Protokoll

Wir definieren ein einfaches Protokoll wie folgt:

• Stelle eine TCP-Verbindung zwischen Arduino Nano ESP32 #1 und Arduino Nano ESP32 #2
• Arduino Nano ESP32 #1:
• TCP-Client: stellt aktiv eine TCP-Verbindungsanfrage an Arduino Nano ESP32 #2
• Wenn der Zustand des Schalters auf AN geändert wird, sendet Arduino Nano ESP32 #1 ein Byte (Kommando) mit dem Wert 1 an Arduino Nano ESP32 #2.
• Wenn der Zustand des Schalters auf AUS geändert wird, sendet Arduino Nano ESP32 #1 ein Byte (Kommando) mit dem Wert 0 an Arduino Nano ESP32 #2.
• Arduino Nano ESP32 #2:
• TCP-Server: wartet auf eine TCP-Verbindungsanfrage von Arduino Nano ESP32 #1. Wenn es eine TCP-Anfrage gibt, akzeptiert er sie und die Verbindung wird hergestellt.
• Wenn es ein Byte empfängt:
• Wenn der Wert 1 ist, LED einschalten
• Wenn der Wert 0 ist, LED ausschalten

Verdrahtungsdiagramm

• Schaltplan für Arduino Nano ESP32 #1: TCP-Client + eine Taste oder einen Schalter


Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

• Schaltplan für Arduino Nano ESP32 #2: TCP-Server + eine LED


Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

※ Notiz:

Für die LED wird ein Widerstand benötigt, falls sie keinen eingebauten Widerstand hat. Wir haben spezielle Tutorials für Taster und LED. Sie können mehr darüber in folgenden Tutorials erfahren:

• Arduino Nano ESP32 - LED Tutorial
• Arduino Nano ESP32 - Taster Tutorial

Arduino Nano ESP32 Code für Arduino Nano ESP32 Nr. 1


/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/communication-between-two-arduino-nano-esp32 */ // ESP32: TCP CLIENT + A BUTTON/SWITCH #include <ezButton.h> #include <WiFi.h> #define BUTTON_PIN D2 // The Arduino Nano ESP32 pin connected to the button const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // CHANGE TO YOUR WIFI SSID const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // CHANGE TO YOUR WIFI PASSWORD const char* serverAddress = "192.168.0.180"; // CHANGE TO ESP32#2'S IP ADDRESS const int serverPort = 4080; ezButton button(BUTTON_PIN); // create ezButton WiFiClient TCPclient; void setup() { Serial.begin(9600); button.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds Serial.println("Arduino Nano ESP32 #1: TCP CLIENT + A BUTTON/SWITCH"); // Connect to Wi-Fi WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("Connecting to WiFi..."); } Serial.println("Connected to WiFi"); // connect to TCP server (Arduino #2) if (TCPclient.connect(serverAddress, serverPort)) { Serial.println("Connected to TCP server"); } else { Serial.println("Failed to connect to TCP server"); } } void loop() { button.loop(); // MUST call the loop() function first if (!TCPclient.connected()) { Serial.println("Connection is disconnected"); TCPclient.stop(); // reconnect to TCP server (Arduino #2) if (TCPclient.connect(serverAddress, serverPort)) { Serial.println("Reconnected to TCP server"); } else { Serial.println("Failed to reconnect to TCP server"); } } if (button.isPressed()) { TCPclient.write('1'); TCPclient.flush(); Serial.println("- The button is pressed, sent command: 1"); } if (button.isReleased()) { TCPclient.write('0'); TCPclient.flush(); Serial.println("- The button is released, sent command: 0"); } }

Arduino Nano ESP32 Code für Arduino Nano ESP32 #2


/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/communication-between-two-arduino-nano-esp32 */ // ESP32 #2: TCP SERVER + AN LED #include <WiFi.h> #define LED_PIN D5 // The Arduino Nano ESP32 pin connected to LED #define SERVER_PORT 4080 const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // CHANGE TO YOUR WIFI SSID const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // CHANGE TO YOUR WIFI PASSWORD WiFiServer TCPserver(SERVER_PORT); void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(LED_PIN, OUTPUT); Serial.println("Arduino Nano ESP32 #2: TCP SERVER + AN LED"); // Connect to Wi-Fi WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("Connecting to WiFi..."); } Serial.println("Connected to WiFi"); // Print your local IP address: Serial.print("ESP32 #2: TCP Server IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); Serial.println("ESP32 #2: -> Please update the serverAddress in ESP32 #1 code"); // Start listening for a TCP client (from ESP32 #1) TCPserver.begin(); } void loop() { // Wait for a TCP client from ESP32 #1: WiFiClient client = TCPserver.available(); if (client) { // Read the command from the TCP client: char command = client.read(); Serial.print("ESP32 #2: - Received command: "); Serial.println(command); if (command == '1') digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // Turn LED on else if (command == '0') digitalWrite(LED_PIN, LOW); // Turn LED off client.stop(); } }

Schnelle Schritte

• Wenn Sie ESP32 zum ersten Mal verwenden, sehen Sie wie man die Umgebung für Arduino Nano ESP32 in der Arduino IDE einrichtet.
• Schließen Sie einen Knopf/Schalter an den Arduino Nano ESP32 #1 an.
• Schließen Sie eine LED an den Arduino Nano ESP32 #2 an.
• Öffnen Sie die Arduino IDE (im Folgenden Arduino IDE #1 genannt)
• Installieren Sie ezButton-Bibliothek in der Arduino IDE
• Verbinden Sie den Arduino Nano ESP32 #1 per USB-Kabel mit dem PC und wählen Sie den COM-Port des Arduino Nano ESP32 #1 in der Arduino IDE #1 aus.
• Öffnen Sie ein weiteres Fenster der Arduino IDE (im Folgenden Arduino IDE #2 genannt) durch Klicken auf das Arduino IDE-Symbol auf Ihrem PC (wichtig!⁽⁾)
• Verbinden Sie den Arduino Nano ESP32 #2 per USB-Kabel mit dem PC und wählen Sie den COM-Port des Arduino Nano ESP32 #2 in der Arduino IDE #2 aus.
• Kopieren Sie den Code des Arduino Nano ESP32 #1, fügen Sie ihn in die Arduino IDE #1 ein und speichern Sie ihn (benannt ESP321).
• Kopieren Sie den Code des Arduino Nano ESP32 #2, fügen Sie ihn in die Arduino IDE #2 ein und speichern Sie ihn (benannt ESP322).
• Laden Sie zuerst den Code des Arduino Nano ESP32 #2 in den Arduino Nano ESP32 #2.
• Öffnen Sie den Seriellen Monitor in der Arduino IDE #2 und ermitteln Sie die TCP-Server-IP-Adresse.
COM6
Send
Arduino Nano ESP32 #2: TCP SERVER + AN LED TCP Server IP address: 192.168.0.2 -> Please update the serverAddress in Arduino Nano ESP32 #1 code
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  
• Aktualisiere die TCP-Server-IP-Adresse im Code des Arduino Nano ESP32 #1
• Lade den Arduino Nano ESP32 #1-Code auf das Arduino Nano ESP32 #1
• Öffne den seriellen Monitor in der Arduino IDE #1
• Drücke und halte den Knopf am Arduino Nano ESP32 #1 → sieh den LED-Zustand am Arduino Nano ESP32 #2 (AN)
• Lass den Knopf am Arduino Nano ESP32 #1 los → sieh den LED-Zustand am Arduino Nano ESP32 #2 (AUS)
• Wiederhole den oben beschriebenen Vorgang mehrmals.
• Sieh die Ausgaben auf beiden seriellen Monitoren.
• Serieller Monitor von Arduino Nano ESP32 #1
COM6
Send
Arduino Nano ESP32 #1: TCP CLIENT + A BUTTON/SWITCH Arduino Nano ESP32 #1: Connected to TCP server Arduino Nano ESP32 #1: - The button is pressed, sent command: 1 Arduino Nano ESP32 #1: - The button is released, sent command: 0 Arduino Nano ESP32 #1: - The button is pressed, sent command: 1 Arduino Nano ESP32 #1: - The button is released, sent command: 0 Arduino Nano ESP32 #1: - The button is pressed, sent command: 1 Arduino Nano ESP32 #1: - The button is released, sent command: 0
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  
• Serieller Monitor von Arduino Nano ESP32 #2
COM6
Send
Arduino Nano ESP32 #2: TCP SERVER + AN LED Arduino Nano ESP32 #2: TCP Server IP address: 192.168.0.2 Arduino Nano ESP32 #2: -> Please update the serverAddress in Arduino Nano ESP32 #1 code Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 1 Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 0 Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 1 Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 0 Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 1 Arduino Nano ESP32 #2: - Received command: 0
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

※ Notiz:

• (): Wenn Sie das Arduino-IDE-Fenster Nr. 2 über „Datei“ → „Neu“ oder „Öffnen“ aus dem Arduino-IDE-Fenster Nr. 2 öffnen, können Sie NICHT zwei serielle Monitore für zwei Arduino Nano ESP32 gleichzeitig auf demselben PC öffnen.
• Es gibt eine Alternative zu diesem selbst definierten Protokoll. Es handelt sich um Modbus TCP. Das Modbus-Protokoll ist standardisiert, es hat viele Vorteile gegenüber dem selbst definierten Protokoll. Weitere Informationen finden Sie im Tutorial Arduino Nano ESP32 - Modbus Tutorial