Relé WiFi com ESP8266 IoT – Primeiros Passos Deixe um comentário

O relé WiFi Sonoff já é bem conhecido e mostrou que o ESP8266 pode ser integrado em produtos de sucesso. Com isso, surgiram várias alternativas de módulos de relé e automação baseados no ESP8266. Neste post iremos apresentar uma alternativa ao Sonoff, que é o Módulo Relé WiFi com ESP8266. Mostraremos suas características de hardware, funcionamento de software e também como o software pode ser customizado para atender a diversas necessidades.

Características de hardware

O Módulo Relé WiFi com ESP8266 é baseado no ESP8266-01, que é a versão mais comum de ESP8266. A alimentação geral do módulo é feita através de um borne com uma tensão de 5V. Um regulador comum AMS1117 faz a regulagem para 3,3V, assim o módulo ESP8266 é alimentado sem problemas.

Na parte de controle de carga existe um relé que suporta controlar cargas de até 250VAC e 10A. Um borne expõe os contatos normal aberto e normal fechado do relé.

Um header de pinos expõe a UART do ESP8266 para que o mesmo possa ser configurado. Mais detalhes das configurações na próxima sessão do post.

Características de Hardware

Existe ainda um pequeno microcontrolador que é responsável pelo controle do relé. Ou seja, o ESP8266 não controla o relé diretamente. O microcontrolador é conectado ao ESP8266 por uma interface UART. Assim, o ESP8266 envia comandos para o microcontrolador, que por sua vez liga/desliga o relé.

Funcionamento do hardware

A vantagem de se usar um microcontrolador em conjunto com o ESP8266 é que o número de relés que podem ser controlados pode ser maior do que o número de GPIOs do ESP8266-01 que são 2 no máximo.

Veja abaixo o esquemático dessa placa. Note as conexões entre ESP8266, MCU e relé:

Esquemático módulo relé WiFi com ESP8266

Funcionamento do módulo relé WiFi com ESP8266

O ESP8266 pode funcionar de duas maneiras. Modo AP (Access Point), onde o ESP8266 cria uma rede WiFi e os clientes (smartphone, computador e etc) se conectam a essa rede. E o Modo STA (Station), onde o ESP8266 se conecta a uma rede/roteador.

O ESP8266, que já acompanha o módulo relé, vem com firmware de comandos AT pré instalado. Por isso, é essencial que o usuário saiba como trabalhar com ESP8266 através de comandos AT.

O firmware AT é uma versão customizada da Ai-Thinker e está na versão 1.2.0. Comandos AT das versões mais atuais podem não funcionar. Verifique o manual de comandos da versão em questão.

AT+GMR
 
AT version:1.2.0.0(Jul 1 2016 20:04:45)
SDK version:1.5.4.1(39cb9a32)
Ai-Thinker Technology Co. Ltd.
Dec 2 2016 14:21:16
OK

Caso for feita atualização para um firmware mais recente, verificar o manual da versão em questão para utilizar os respectivos comandos.

Para configurar ambos os modos de funcionamento, precisamos de um adaptador USB-serial como o Adaptador FTDI conectado aos pinos UART do módulo. Veja a conexão abaixo:

Conexão FTDI com Módulo relé WiFi com ESP8266

Modo 1 – AP Access Point

Para configurar o ESP8266 no modo 1 utilize os seguintes comandos AT através de um software serial terminal como Putty(Windows), CuteCom(Linux) ou até mesmo Serial Monitor da IDE Arduino.

COMANDOSDESCRIÇÃO
AT+CWMODE=2Seleciona modo AP
AT+RSTReseta o módulo
AT+CIPMUX=1Habilita múltiplas conexões
AT+CIPSERVER=1,8080Configura o servidor TCP e porta
AT+CIFSRVisualiza endereço IP
AT+CIOBAUD=9600Muda baudrate para 9600

O motivo de configurarmos o baurate para 9600 é que o MCU se comunica com ESP8266 nessa velocidade.

Agora o ESP8266 deverá ter criado uma rede com nome “AI-THINKER_xxxxx”.

Para testar a conexão com o ESP8266 e realmente controlar o relé, é necessário usar conexão TCP e enviar um pacote de 4 bytes contendo os comandos de ligar/desligar. Esses comandos são:

A0 01 01 A2 – Para abrir contato do relé
A0 01 00 A1 – Para fechar contato do relé

O firmware AT tem uma característica que é encaminhar pacotes recebidos via WiFi pela serial UART. Ou seja, os pacotes serão recebidos via WiFi e encaminhados para o microcontrolador via UART que por sua vez liga/desliga o relé.

Utilizamos o software Packet Sender para realizar o teste. Está disponível para Windows, Linux e Mac.

Conecte seu computador à rede do ESP8266 e execute o programa Packet Sender. Preencha os campos com os dados abaixo.

Configuração Packet Sender

Onde:

HEX – é o comando de ligar/desligar o relé
Address – é o endereço IP do ESP8266
Port – é a porta do ESP8266

Modo 2 – STA Station    

Nesse modo a única diferença é que o ESP8266 irá se conectar a uma rede já existente. Para configurar o ESP8266 nesse modo, utilize os seguintes comandos AT:

COMANDOSDESCRIÇÃO
AT+CWMODE=1Seleciona modo AP
AT+RSTReseta o módulo
AT+CWJAP=<ssid>, <password>Conecta em uma rede WiFi
AT+CIPMUX=1Habilita múltiplas conexões
AT+CIPSERVER=1,8080Configura o servidor TCP e porta
AT+CIFSRVisualiza endereço IP
AT+CIOBAUD=9600Muda baudrate para 9600

O procedimento de teste é o mesmo. Apenas agora o endereço IP irá mudar e o seu computador deve estar conectado ao mesmo roteador que o ESP8266.

Conclusão

Neste post você encontrou informações essenciais para utilização do Módulo Relé WiFi com ESP8266. Com essas informações será possível ir além, desenvolvendo aplicativos de smartphone, aplicações Desktop e Web para controlar o módulo através de comunicação TCP.

Agora o que vale é sua imaginação, criatividade e conhecimentos técnicos!

No próximo post iremos mostrar como expandir as possibilidades desse módulo programando-o pela IDE Arduino e fazendo o controle do módulo relé com ESP8266 pelo celular com o aplicativo Blynk. Fique ligado!

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