ESP32 avec antenne longue distance externe : 10 étapes
ESP32 avec antenne longue distance externe : 10 étapes

Table des matières:

Anonim
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Montage du point d'accès avec Wrover
Montage du point d'accès avec Wrover

Le sujet d'aujourd'hui concerne un test de distance avec un ESP32 avec antenne externe. Utilisons aujourd'hui deux modules: d'Espressif et TTGO. Vérifions ensuite le RSSI entre ces deux antennes ESP32, générons un graphique à partir de l'historique et écrivons un journal des valeurs dans un fichier.csv.

On a alors l'ESP32 Wrover en AP, et l'ESP32 de TTGO en Station. J'ai utilisé une antenne que j'ai prise sur un TP-Link légèrement plus grand et un autre routeur appelé antenne 9dbm. Je n'ai pas remarqué de différence entre les deux.

Enfin, les deux microcontrôleurs se connectent via socket et, à chaque envoi de paquets de données, nous imprimons sur un écran un graphique avec les barres qui indiquent le ratio de dbm.

Étape 1: montage du point d'accès avec Wrover

Étape 2: Assemblage de STATION avec TTGO

Assemblage de STATION avec TTGO
Assemblage de STATION avec TTGO

Étape 3: RÉSULTAT

RÉSULTAT
RÉSULTAT
RÉSULTAT
RÉSULTAT
RÉSULTAT
RÉSULTAT

Distance maximale avec 2x antennes externes: 315 mètres

Distance maximale avec antenne externe et interne: 157 mètres

Étape 4: Archiver LOG. CSV

Archive LOG. CSV
Archive LOG. CSV
Archive LOG. CSV
Archive LOG. CSV

J'ai enregistré les données sur une carte SD, avec des données en millis, dbm et la chaîne du package.

Étape 5: Bibliothèque Adafruit GFX

Bibliothèque GFX Adafruit
Bibliothèque GFX Adafruit

Dans l'IDE Arduino, allez dans Sketch-> Inclure la bibliothèque-> Gérer les bibliothèques…

Installer la bibliothèque Adafruit GFX

Étape 6: Bibliothèque Adafruit ST7735

Bibliothèque Adafruit ST7735
Bibliothèque Adafruit ST7735

Dans l'IDE Arduino, allez dans Sketch-> Inclure la bibliothèque-> Gérer les bibliothèques…

Installer Adafruit ST7735

Étape 7: Configuration des cartes

Configuration des cartes
Configuration des cartes
Configuration des cartes
Configuration des cartes

Restez à l'affût des différences:

Étape 8: AP.ino

Nous avons inclus les bibliothèques nécessaires et défini certains paramètres.

#include #include #include #include #include #include //Rede que o ESP criará. No Station deve ser igual #define SSID "RSSI_Test" #define PASSWORD "87654321" //Tempo de timeout para considerar a conexão pedida #define TIMEOUT 2000 //Largura e altura do display #define DISPLAY_WIDTH 160 #define DISPLAY_HEIGHT 128 //Configurações de cor, margem e tamanho do gráfico #define PLOT_COLOR ST77XX_GREEN #define PLOT_MARGIN 20 #define PLOT_SIZE (DISPLAY_HEIGHT - 2*PLOT_MARGIN) //Arquivo de log no SD #define FILE_PATH "/log.csv"

Nous définissons les broches, entre autres variables

//Les pinos affichent#define DISPLAY_DC 12 //A0 #define DISPLAY_CS 13 //CS #define DISPLAY_MOSI 14 //SDA #define DISPLAY_CLK 27 //SCK #define DISPLAY_RST 0 //Pino fait SDCard. Os pinos mosi, miso e sck são os nativos (23, 19 e 18 respectivement) #define SDCARD_CS 15 //Pixel onde o gráfico começa horizontalmente int currentX = PLOT_MARGIN; //Objeto responsável pelo display Adafruit_ST7735 display = Adafruit_ST7735(DISPLAY_CS, DISPLAY_DC, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLK, DISPLAY_RST); //Criamos um server (qualquer porta válida serve contanto que o cliente use a mesma porta) WiFiServer server (80); //Variável para armazenar o cliente (pas de caso o ESP32 em modo station) conectado WiFiClient client; //Chaîne que recebemos do cliente Chaîne reçue; // RSSI enviado pelo cliente para este ESP32 long rssi = 0; //Faz o controle do temporizador (interrupção por tempo) hw_timer_t *timer = NULL; //Utilisé pour protéger les derniers std::vector rssiHistory;

Installer

void setup(){ Serial.begin(115200); setupAffichage(); //Inicializa o SD if (!SD.begin(SDCARD_CS)) { display.println("Erro ao inicializar lib SD!"); } //Cria un rede WiFi, inicializa o server e espera o cliente conectar setupWiFi(); serveur.begin(); waitForClient(); //Espera 3 segundos, limpa a tela e inicializa o Watchdog delay(3000); display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.setCursor(0, 0); setupWatchdog(); }

Configurer le Wi-Fi

//Cria um Access Point e configura o IPvoid setupWiFi() { display.println("Creating softAP " + String(SSID)); WiFi.disconnect(); WiFi.mode(WIFI_AP); WiFi.softAPConfig (adresse IP (192, 168, 0, 1), adresse IP (192, 168, 0, 1), adresse IP (255, 255, 255, 0)); WiFi.softAP (SSID, MOT DE PASSE); display.println("softAP " + String(SSID) + " créé !"); }

Affichage de configuration

//Initializa o display, muda a orientação e limpa a telavoid setupDisplay() { //Inicializa o display display.initR(INITR_BLACKTAB); //Rotaciona o conteúdo mostrado display.setRotation(3); //Pinta a tela de preto display.fillScreen(ST77XX_BLACK); }

attendreClient

void waitForClient(){ display.println("En attente du client"); //Aguarda o cliente conectar while(!(client = server.available())) { display.print("."); retard (500); } display.println("Client connecté"); //Tempo maximum que le client deve demorar pour le répondeur //antes de dizermos qu'un conexão foi perdida client.setTimeout(TIMEOUT); }

IRAM_ATTR resetModule et setupWatchdog

//função que o temporizador irá chamar, para reiniciar o ESP32void IRAM_ATTR resetModule(){ ets_printf("(watchdog) reiniciar\n"); esp_restart_noos(); //reinicia o chip } void setupWatchdog() { timer = timerBegin (0, 80, true); //timerID 0, div 80 //timer, callback, interruption de timerAttachInterrupt(timer, &resetModule, true); //timer, tempo (us), répétition timerAlarmWrite(timer, 10000000, true); timerAlarmEnable(timer); //capacité à interrompre }

Boucle

boucle vide() { timerWrite(timer, 0); //Reseta o temporizador (alimenta o watchdog) checkConnection(); // vérifier si vous pouvez vous connecter avec le client readFromClient(); //lê os dodos do cliente sendToClient(); //envia confirmação para o cliente plot(); //plus de graphique de l'historique de rssi log(); //salva um log no cartão SD }

vérifierConnexion

void checkConnection(){ //Se o cliente não estiver conectado if(!client.connected()) { //Limpa a tela e espera pelo cliente display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.println("Client déconnecté"); waitForClient(); } }

lireDeClient

void readFromClient(){ //Espera até o cliente enviar algo ou desconectar while(client.connected() && !client.available()) { delay(100); } //Se chegou aqui e ainda estiver conectado é porque possui algo para receber do cliente if(client.connected()) { receive = client.readStringUntil('\n'); //Lê o texto que o cliente enviou receive.remove(received.length()-1); //Supprimer o \n faire le rssi final = client.parseInt(); //Lê ou rssi que o cliente enviou clearText(); //Limpe ou texte display.setCursor(0, 0); // Déplacer le curseur vers le texte pour afficher display.println("RSSI: " + String(rssi)); //Mostra o RSSI pas d'affichage display.println("Reçu: " + reçu); //Mostra a mensagem recebida do cliente //Se a quantidade de barras do gráfico passou do limit apagamos o registro mais antigo if(rssiHistory.size() == (DISPLAY_WIDTH - 2*PLOT_MARGIN)/2) { rssiHistory.erase(rssiHistory.commencer()); } //Adiciona no final do histórico (mais recente) rssiHistory.push_back(rssi); } }

envoyerAuClient

void sendToClient(){ //Se o cliente estiver connecté enviamos de volta a mensagem com um OK if(client.connected()) { String envoi = reçu + " OK"; client.println(envoi); } }

terrain

void plot(){ //Coloca no ponto inicial e limpamos o gráfico currentX = PLOT_MARGIN; display.fillRect(PLOT_MARGIN, 2*PLOT_MARGIN, DISPLAY_WIDTH - 2*PLOT_MARGIN, DISPLAY_HEIGHT - 2*PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); //Para cada valor do histórico fazemos o cálculo do tamanho da barra do gráfico, desenhamos e avançamos para o próximo for (int i = 0; i -120 ? map(rssiHistory, -120, 0, 0, PLOT_SIZE): 0; display.drawFastVLine(currentX, DISPLAY_HEIGHT - valeur, valeur, PLOT_COLOR); currentX += 2; } }

clearText et log

void clearText(){ //Limpa a area com o texto da mensagem vinda do cliente display.fillRect(0, 0, DISPLAY_WIDTH, 2*PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); } void log() { //Abrimos ou arquivo para escrevermos no final dele File file = SD.open(FILE_PATH, FILE_APPEND); //Se não conseguimos ouvrir ou arquivo mostramos uma mensagem de erro if(!file) { Serial.println("Impossible d'ouvrir le fichier"); revenir; } //Gravamos uma linha com o tempo desde o boot, o rssi atual e a mensagem recebida String data = String(millis()) + ";" + Chaîne(rssi) + ";" + reçu; fichier.println(données); fichier.close(); }

Étape 9: Station.ino

Nous avons inclus les bibliothèques nécessaires et défini certains paramètres.

#include #include #include #include #include #include //Nome da rede que nos conectaremos. Criado pelo AP #define SSID "RSSI_Test" #define PASSWORD "87654321" #define HOST "192.168.0.1" //IP que foi configurado no setup do AP #define PORT 80 //Porta do sever. Qualquer porta válida contanto que seja igual nos dois arquivos //Tempo de timeout para considerar a conexão pedida #define TIMEOUT 2000 //Largura e altura do display #define DISPLAY_WIDTH 160 #define DISPLAY_HEIGHT 128 //Configurações de cor, margemáe tamanho do gr #define PLOT_COLOR ST77XX_GREEN #define PLOT_MARGIN 20 #define PLOT_SIZE (DISPLAY_HEIGHT - 2*PLOT_MARGIN) //Arquivo de log no SD #define FILE_PATH "/log.csv"

Nous définissons les paramètres qui impliquent l'affichage et la carte SD.

compte long = 0; //Contador de mensagens enviadaslong rssi = 0; //RSSI calculé Chaîne reçue; //Mensagem de confirmation que o AP nos envia //Pixel onde o gráfico começa horizontalmente int currentX = PLOT_MARGIN; //Utilisé pour connecter le serveur WiFiClient socket; #define DISPLAY_DC 12 //A0 #define DISPLAY_CS 13 //CS #define DISPLAY_MOSI 14 //SDA #define DISPLAY_CLK 27 //SCK #define DISPLAY_RST 0 //Pino do SDCard. Os pinos mosi, miso e sck são os nativos (23, 19 e 18 respectivement) #define SDCARD_CS 15 //Objeto responsável pelo display Adafruit_ST7735 display = Adafruit_ST7735(DISPLAY_CS, DISPLAY_DC, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLRS); hw_timer_t *timer = NULL; //Faz o controle do temporizador (interrupção por tempo) //Utilizado para guardar os ultimos std::vector rssiHistory;

Installer

void setup(){ setupDisplay(); //Inicializa o SD if (!SD.begin(SDCARD_CS)) { display.println("Erro ao inicializar lib SD!"); } //Conecta pas de point d'accès criado pelo outtro ESP32 e conecta ao server setupWiFi(); connecter au serveur(); //Espera 3 segundos, limpa a tela e inicializa o Watchdog delay(3000); display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.setCursor(0, 0); setupWatchdog(); }

configurationAfficher

//Initializa o display, muda a orientação e limpa a telavoid setupDisplay() { //Inicializa o display display.initR(INITR_BLACKTAB); //Rotaciona o conteúdo mostrado display.setRotation(1); //Pinta a tela de branco display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.setTextColor(ST77XX_WHITE); }

configurationWiFi

//Conecta ao AP void setupWiFi() { WiFi.disconnect(); WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin (SSID, MOT DE PASSE); display.println("Connexion à " + Chaîne(SSID)); //Enquanto não estiver connecté à rede WiFi while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); display.print("."); } display.println(""); display.print("Connecté à "); display.println(SSID); }

connecter au serveur

void connectToServer(){ display.println("Essayer la connexion socket"); //Espera une connexion avec le serveur while(!socket.connect(HOST, PORT)) { display.print("."); retard (500); } display.println(); display.println("Connecté!"); //Tempo maximum que le client deve demorar pour le répondeur //antes de dizermos qu'un conexão foi perdida socket.setTimeout(TIMEOUT); }

IRAM_ATTR resetModule et setupWatchdog

//função que o temporizador irá chamar, para reiniciar o ESP32void IRAM_ATTR resetModule(){ ets_printf("(watchdog) reiniciar\n"); esp_restart_noos(); //reinicia o chip } void setupWatchdog() { timer = timerBegin (0, 80, true); //timerID 0, div 80 //timer, callback, interruption de timerAttachInterrupt(timer, &resetModule, true); //timer, tempo (us), répétition timerAlarmWrite(timer, 10000000, true); timerAlarmEnable(timer); //capacité à interrompre }

boucle

boucle vide() { timerWrite(timer, 0); //Reseta o temporizador (alimenta o watchdog) checkConnection(); //vérifier la possibilité de connexion avec le serveur checkRSSI(); //vérification ou rssi plot(); //plus graphique de l'historique de rssi sendToServer(); //envia un mensagem avec un contador pour le serveur readFromServer(); //espera une confirmation du serveur log(); //salva um log no cartão SD delay(1000); //espera um segundo }

vérifierConnexion

void checkConnection(){ //Vérification d'une connexion avec AP if(WiFi.status() != WL_CONNECTED) { display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.setCursor(0, 0); display.println("WiFi déconnecté"); configurationWiFi(); retard(1000); } //vérifier une connexion avec socket if(!socket.connected()) { display.fillScreen(ST77XX_BLACK); display.setCursor(0, 0); display.println("Socket déconnecté"); connecter au serveur(); retard(3000); display.fillScreen(ST77XX_BLACK); } }

vérifierRSSI

void checkRSSI(){ //Vérification o RSSI rssi = WiFi. RSSI(); //Limpa o texto e mostra o RSSI pas d'affichage clearText(); display.setCursor(0, 0); display.print("RSSI: " + String(rssi)); //Se a quantidade de barras do graphique passou do limit apagamos o registro mais antigo if(rssiHistory.size() == (DISPLAY_WIDTH - 2*PLOT_MARGIN)/2) { rssiHistory.erase(rssiHistory.begin()); } //Adiciona no final do histórico (mais recente) rssiHistory.push_back(rssi); }

terrain

void plot(){ //Coloca no ponto inicial e limpamos o gráfico currentX = PLOT_MARGIN; display.fillRect(PLOT_MARGIN, 2*PLOT_MARGIN, DISPLAY_WIDTH - 2*PLOT_MARGIN, DISPLAY_HEIGHT - 2*PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); //Para cada valor do histórico fazemos o cálculo do tamanho da barra do gráfico, desenhamos e avançamos para o próximo for (int i = 0; i -120 ? map(rssiHistory, -120, 0, 0, PLOT_SIZE): 0; display.drawFastVLine(currentX, DISPLAY_HEIGHT - valeur, valeur, PLOT_COLOR); currentX += 2; } }

envoyerVersServeur

void sendToServer(){ //Se connecter au serveur if(socket.connected()) { //Envia um hello com um contador, mostra no display e incrementa o contador Envoi de chaîne = "Bonjour " + String(count); display.setCursor(0, 10); display.println("Envoi: " + envoi); socket.println(envoi); socket.print(String(rssi)); compte++; } }

readFromServer

void readFromServer(){ //Espera até o server enviar algo ou desconectar while(socket.connected() && !socket.available()) { delay(100); } //Set algo para receber if(socket.available()) { //Faz a leitura, remove o \n do final e mostra no display receive = socket.readStringUntil('\n'); receive.remove(received.length()-1); display.println("Reçu: " + reçu); } }

clearText et log

void clearText(){ //Limpa a area com o texto da mensagem vinda do cliente display.fillRect(0, 0, DISPLAY_WIDTH, 2*PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); } void log() { //Abrimos ou arquivo para escrevermos no final dele File file = SD.open(FILE_PATH, FILE_APPEND); //Se não conseguimos ouvrir ou arquivo mostramos uma mensagem de erro if(!file) { Serial.println("Impossible d'ouvrir le fichier"); revenir; } //Gravamos uma linha com o tempo desde o boot, o rssi atual e a mensagem recebida String data = String(millis()) + ";" + Chaîne(rssi) + ";" + reçu; fichier.println(données); fichier.close(); }

Étape 10: Fichiers

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