ساخت یک وب سرور ساده با NodeMCU جهت نمایش دمای محیط

در این پروژه ما قصد داریم ابتدا دمای محیط را توسط سنسور دیجیتال دما DS18B20 اندازه گیری کنیم و سپس با ایجاد یک وب سرور ساده با برد NodeMCU مقدار دمای اندازه گیری شده را نمایش دهیم.

DS18B20 یک سنسور دمای دیجیتال با ولتاژ کاری 3 الی 5.5 ولت DC است، که قابلیت خواندن دما در محدوده منفی 55 درجه سانتی گراد الی مثبت 125 درجه سانتی گراد با دقت 0.05 درجه سانتی گراد را دارد. همچنین DS18B20 از پروتکل ارتباطی one wire support یا همان ارتباط تک سیمه (1WIRE) جهت ارتباط با دیگر دستگاه های خارجی استفاده می کند.

قطعات مورد نیاز جهت ساخت پروژه

:: برد NodeMCU

:: سنسور دما DS18B20

:: یک عدد مقاومت با مقدار 4.7 کیلو اهم]

:: برد بورد

:: سیم جامپر برد بوردی

مرحله اول : اتصال سنسور دما DS18B20 به برد NodeMCU

1- ابتدا سنسور دما DS18B20 را همانند تصویر زیر مقابل خود بگیرید.

2- پایه VDD یا VCC سنسور دمای DS18B20 را به پایه 3V برد NodeMCU متصل کنید.

3- پایه DQ سنسور دمای DS18B20 را به پایه دیجیتال شماره 2 برد NodeMCU متصل کنید.

4- پایه GND سنسور دمای DS18B20 را به پایه G برد NodeMCU متصل کنید.

5- یک سر مقاومت 4/7 کیلو اهمی را به پایه 3V برد NodeMCU متصل کنید.

6- سر دیگر مقاومت 4/7 کیلو اهمی را به پایه دیجیتال شماره 2 برد NodeMCU متصل کنید.

مرحله دوم : نصب کتابخانه DallasTemperature.h در نرم افزار آردوینو

1- نرم افزار آردوینو را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر بار اول است که با برد Arduino و NodeMCU می کنید و این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید، می توانید نرم افزار آردوینو و نحوه نصب آن را از اینجا دریافت نمائید.

2- کتابخانه DallasTemperature.h را از اینجا دانلود کنید.

3- مسیر زیر را از طریق منوی نوار ابزار در نرم افزار آردوینو طی کنید و سپس در پنجره نهایی فایل کتابخانه DallasTemperature را که دانلود کرده اید، جهت افزودن انتخاب کنید.

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

مرحله سوم : نصب کتابخانه OneWire.h در نرم افزار آردوینو

1- کتابخانه OneWire.h را از اینجا دانلود کنید.

2- مسیر زیر را از طریق منوی نوار ابزار در نرم افزار آردوینو طی کنید و سپس در پنجره نهایی فایل کتابخانه OneWire را که دانلود کرده اید، جهت افزودن انتخاب کنید.

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

مرحله چهارم : نصب کتابخانه ESPAsyncWebServer.h در نرم افزار آردوینو

1- کتابخانه ESPAsyncWebServer.h را از اینجا دانلود کنید.

2- مسیر زیر را از طریق منوی نوار ابزار در نرم افزار آردوینو طی کنید و سپس در پنجره نهایی فایل کتابخانه ESPAsyncWebServer را که دانلود کرده اید، جهت افزودن انتخاب کنید.

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

مرحله پنجم : نصب کتابخانه ESPAsyncTCP.h در نرم افزار آردوینو

1- کتابخانه ESPAsyncTCP.h را از اینجا دانلود کنید.

2- مسیر زیر را از طریق منوی نوار ابزار در نرم افزار آردوینو طی کنید و سپس در پنجره نهایی فایل کتابخانه ESPAsyncTCP را که دانلود کرده اید، جهت افزودن انتخاب کنید.

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

مرحله ششم : پروگرام کردن برنامه بر روی برد آردوینو

1- برد آردوینو را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید.

2- نرم افزار آردوینو را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر بار اول است که با برد Arduino کار می کنید و این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید، می توانید نرم افزار آردوینو و نحوه نصب آن را از اینجا دریافت نمائید.

3- برای برنامه نویسی برد NodeMCU در نرم افزار آردوینو لازم است ابتدا این برد را در نرم افزار آردوینو اضافه کنیم، اگر هنوز اینکار را انجام نداده اید، پیشنهاد میکنیم آموزش “برنامه نویسی بردهای Nodemcu و ESP8266 در نرم افزار آردوینو” را مشاهده کنید.

4- پس از اجرای نرم افزار آردوینو، از طریق منوی File بر روی گزینه New کلیک کنید.

5- تمامی کدهای زیر را کپی کنید و در پنجره جدید باز شده بچسبانید (Paste).

#ifdef ESP32
  #include <WiFi.h>
  #include <ESPAsyncWebServer.h>
#else
  #include <Arduino.h>
  #include <ESP8266WiFi.h>
  #include <Hash.h>
  #include <ESPAsyncTCP.h>
  #include <ESPAsyncWebServer.h>
#endif
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
// Data wire is connected to GPIO 4
#define ONE_WIRE_BUS 4

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature sensor 
DallasTemperature sensors(&oneWire);

// Replace with your network credentials
const char* ssid = "";
const char* password = "";
// Create AsyncWebServer object on port 80
AsyncWebServer server(80);

String readDSTemperatureC() {
  // Call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature and Requests to all devices on the bus
  sensors.requestTemperatures(); 
  float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);
  if(tempC == -127.00) {
    Serial.println("Failed to read from DS18B20 sensor");
    return "--";
  } else {
    Serial.print("Temperature Celsius: ");
    Serial.println(tempC); 
  }
  return String(tempC);
}

String readDSTemperatureF() {
  // Call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature and Requests to all devices on the bus
  sensors.requestTemperatures(); 
  float tempF = sensors.getTempFByIndex(0);

  if(int(tempF) == -196){
    Serial.println("Failed to read from DS18B20 sensor");
    return "--";
  } else {
    Serial.print("Temperature Fahrenheit: ");
    Serial.println(tempF);
  }
  return String(tempF);
}

const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(
<!DOCTYPE HTML><html>
<head>
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  <link rel="stylesheet" href="https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css" integrity="sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr" crossorigin="anonymous">
  <style>
    html {
     font-family: Arial;
     display: inline-block;
     margin: 0px auto;
     text-align: center;
    }
    h2 { font-size: 3.0rem; }
    p { font-size: 3.0rem; }
    .units { font-size: 1.2rem; }
    .ds-labels{
      font-size: 1.5rem;
      vertical-align:middle;
      padding-bottom: 15px;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <h2>Electronics98</h2>
  <p>
    <i class="fas fa-thermometer-half" style="color:#059e8a;"></i> 
    <span class="ds-labels">Temperature Celsius</span> 
    <span id="temperaturec">%TEMPERATUREC%</span>
    <sup class="units">&deg;C</sup>
  </p>
  <p>
    <i class="fas fa-thermometer-half" style="color:#059e8a;"></i> 
    <span class="ds-labels">Temperature Fahrenheit</span>
    <span id="temperaturef">%TEMPERATUREF%</span>
    <sup class="units">&deg;F</sup>
  </p>
</body>
<script>
setInterval(function ( ) {
  var xhttp = new XMLHttpRequest();
  xhttp.onreadystatechange = function() {
    if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {
      document.getElementById("temperaturec").innerHTML = this.responseText;
    }
  };
  xhttp.open("GET", "/temperaturec", true);
  xhttp.send();
}, 10000) ;
setInterval(function ( ) {
  var xhttp = new XMLHttpRequest();
  xhttp.onreadystatechange = function() {
    if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {
      document.getElementById("temperaturef").innerHTML = this.responseText;
    }
  };
  xhttp.open("GET", "/temperaturef", true);
  xhttp.send();
}, 10000) ;
</script>
</html>)rawliteral";

// Replaces placeholder with DHT values
String processor(const String& var){
  //Serial.println(var);
  if(var == "TEMPERATUREC"){
    return readDSTemperatureC();
  }
  else if(var == "TEMPERATUREF"){
    return readDSTemperatureF();
  }
  return String();
}

void setup(){
  // Serial port for debugging purposes
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  // Start up the DS18B20 library
  sensors.begin(); 
  // Connect to Wi-Fi
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("Connecting to WiFi");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  // Print ESP Local IP Address
  Serial.println(WiFi.localIP());
  // Route for root / web page
  server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send_P(200, "text/html", index_html, processor);
  });
  server.on("/temperaturec", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send_P(200, "text/plain", readDSTemperatureC().c_str());
  });
  server.on("/temperaturef", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send_P(200, "text/plain", readDSTemperatureF().c_str());
  });
  // Start server
  server.begin();
  
}
 
void loop(){
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

#ifdef ESP32

#include <WiFi.h>

#include <ESPAsyncWebServer.h>

#else

#include <Arduino.h>

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <Hash.h>

#include <ESPAsyncTCP.h>

#include <ESPAsyncWebServer.h>

#endif

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

// Data wire is connected to GPIO 4

#define ONE_WIRE_BUS 4

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature sensor

DallasTemperature sensors(&oneWire);

// Replace with your network credentials

const char* ssid = "";

const char* password = "";

// Create AsyncWebServer object on port 80

AsyncWebServer server(80);

String readDSTemperatureC() {

// Call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature and Requests to all devices on the bus

sensors.requestTemperatures();

float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);

if(tempC == -127.00) {

Serial.println("Failed to read from DS18B20 sensor");

return "--";

} else {

Serial.print("Temperature Celsius: ");

Serial.println(tempC);

}

return String(tempC);

}

String readDSTemperatureF() {

// Call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature and Requests to all devices on the bus

sensors.requestTemperatures();

float tempF = sensors.getTempFByIndex(0);

if(int(tempF) == -196){

Serial.println("Failed to read from DS18B20 sensor");

return "--";

} else {

Serial.print("Temperature Fahrenheit: ");

Serial.println(tempF);

}

return String(tempF);

}

const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(

<!DOCTYPE HTML><html>

<head>

<style>

html {

font-family: Arial;

display: inline-block;

margin: 0px auto;

text-align: center;

}

h2 { font-size: 3.0rem; }

p { font-size: 3.0rem; }

.units { font-size: 1.2rem; }

.ds-labels{

font-size: 1.5rem;

vertical-align:middle;

padding-bottom: 15px;

}

</style>

</head>

<body>

<h2>Electronics98</h2>

<p>

<span class="ds-labels">Temperature Celsius</span>

<span id="temperaturec">%TEMPERATUREC%</span>

</p>

<p>

<span class="ds-labels">Temperature Fahrenheit</span>

<span id="temperaturef">%TEMPERATUREF%</span>

</p>

</body>

setInterval(function ( ) {

var xhttp = new XMLHttpRequest();

xhttp.onreadystatechange = function() {

if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {

document.getElementById("temperaturec").innerHTML = this.responseText;

}

};

xhttp.open("GET", "/temperaturec", true);

xhttp.send();

}, 10000) ;

setInterval(function ( ) {

var xhttp = new XMLHttpRequest();

xhttp.onreadystatechange = function() {

if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {

document.getElementById("temperaturef").innerHTML = this.responseText;

}

};

xhttp.open("GET", "/temperaturef", true);

xhttp.send();

}, 10000) ;

</script>

</html>)rawliteral";

// Replaces placeholder with DHT values

String processor(const String& var){

//Serial.println(var);

if(var == "TEMPERATUREC"){

return readDSTemperatureC();

}

else if(var == "TEMPERATUREF"){

return readDSTemperatureF();

}

return String();

}

void setup(){

// Serial port for debugging purposes

Serial.begin(115200);

Serial.println();

// Start up the DS18B20 library

sensors.begin();

// Connect to Wi-Fi

WiFi.begin(ssid, password);

Serial.println("Connecting to WiFi");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println();

// Print ESP Local IP Address

Serial.println(WiFi.localIP());

// Route for root / web page

server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){

request->send_P(200, "text/html", index_html, processor);

});

server.on("/temperaturec", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){

request->send_P(200, "text/plain", readDSTemperatureC().c_str());

});

server.on("/temperaturef", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){

request->send_P(200, "text/plain", readDSTemperatureF().c_str());

});

// Start server

server.begin();

}

void loop(){

}

6- در خط 23 برنامه نام کاربری WIFI مودم خود را وارد نمائید. به عنوان مثال :

const char* ssid = "electronics98";

1 2	const char* ssid = "electronics98";

7- در خط 24 برنامه پسورد WIFI مودم خود را وارد نمائید. به عنوان مثال :

const char* password = "123456789";

1 2	const char* password = "123456789";

نکته: مطمئن شوید با نام کاربری و پسوردی که وارد کرده اید می توانید به WIFI مودم خود متصل شوید.

8- حال از طریق منوی File گزینه Save را انتخاب کنید و برنامه را در محل دلخواه خود ذخیره کنید.

9- پس از ذخیره برنامه از طریق منوی Tools به زیر منوی Board رفته و از لیست کشویی باز شده آیتم NodeMCU را انتخاب کنید.

10- دوباره از طریق همان منوی Tools به زیر منوی Port رفته و از لیست کشویی باز شده شماره پورت USB که از طریق آن برد NodeMCU به کامپیوتر متصل شده است را انتخاب کنید.

11- در پایان برای انتقال برنامه به برد NodeMCU کافیست تا بر روی آیکون در نرم افزار آردوینو کلیک کنید.

مرحله هفتم : راه اندازی پروژه

1- نرم افزار آردوینو را اجرا کنید.

2- مودم WIFI خود را که اطلاعات آنرا در برنامه وارد کرده اید را روشن کنید.

3- برد NodeMCU را به کامپیوتر متصل کنید.

4- در نرم افزار آردوینو از طریق منو Tools بر روی گزینه Serial Monitor کلیک کنید.

5- در پنجره Serial Monitor میزان بادریت را بر روی مقدار 115200 تنظیم کنید.

6- برد NodeMcu را با استفاده از کلید تعبیه شده بر روی برد یکبار ریست کنید.

7- پس از چند لحظه آدرس IP وب سرور ایجاد شده در پنجره Serial Monitor نمایش داده می شود.

8- با استفاده از یک کامپیوتر و یا موبایل به مودم WIFI خود که اطلاعات آنرا در برنامه وارد کردید متصل شوید و توسط یک برنامه مرورگر آدرس IP داده شده را باز کنید.

الکترونیک 98 آموزش الکترونیک-رباتیک-برق-برنامه نویسی میکروکنترلرها، رسپبری پای و آردوینو

ساخت یک وب سرور ساده با NodeMCU جهت نمایش دمای محیط

قطعات مورد نیاز جهت ساخت پروژه

مرحله اول : اتصال سنسور دما DS18B20 به برد NodeMCU

مرحله دوم : نصب کتابخانه DallasTemperature.h در نرم افزار آردوینو

مرحله سوم : نصب کتابخانه OneWire.h در نرم افزار آردوینو

مرحله چهارم : نصب کتابخانه ESPAsyncWebServer.h در نرم افزار آردوینو

مرحله پنجم : نصب کتابخانه ESPAsyncTCP.h در نرم افزار آردوینو

مرحله ششم : پروگرام کردن برنامه بر روی برد آردوینو

مرحله هفتم : راه اندازی پروژه

ویدیو ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه