아두이노 + ESP8266 + MQTT

아두이노 + ESP8266 + MQTT

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• 정말 삽질의 연속이었다.
• 다음을 위해 기록을 해둔다.

목적

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• 다음과 같이 아두이노 우노에 esp8266을 연결하여 라즈베리에 깔린 브로커를 통해 통신하는 것이 목적이다.

• 다음 블로그를 변형해 실행시키는 것이다.

  • https://randomnerdtutorials.com/raspberry-pi-publishing-mqtt-messages-to-esp8266/
  • 이 블로그는 esp8266 보드를 사용했다.
  • 다만 나는 방법을 바꿔야 했다.

문제점

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• 영 번째로 ESP8266 사용 방법의 문제이다.
• 첫 번째로 ESP8266 펌웨어 관련 문제들이다.
• 두 번째로 ESP8266 라이브러리의 문제이다.

0. 사용 방법 문제

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• 보통 인터넷의 자료는 ESP8266 모듈을 연결해 사용하는 방법이 아닌 만들어진 보드를 이용하는 글이 대부분이다.
  • 라이브러리나 예제 또한 이를 가정한다.
  • 그래서 esp8266 라이브러리 설치를 찾아보면 보드 매니저 관련 내용이 나오는데 이는 esp8266 에 직접 올려 사용하겠다는 뜻이다.
• ESP8266은 두 가지 방법으로 사용된다.
  • 모듈을 아두이노에 연결해 시리얼 통신으로 모듈을 제어한다.
  • 보드(모듈)에 직접 프로그램을 올린다.
• 나는 아두이노 와이파이 실드나 EPS8266 보드가 없었고, ESP8266 01 ( ESP-01 모듈이다. ) 만 있었다.
  • 가격이 저렴했다.
• 나는 아두이노를 통해 모듈을 제어하는 방식으로 사용해야 했다.
  • 하지만 이런 방식의 문제는 대부분은 이렇게 안 한다는 것이다.
  • 이는 정보의 문제로 이어진다.
    • 라이브러리 찾기도 힘들다. (이는 밑에서 다룬다.)

혼동을 피하기 위해 esp8266 01 모듈 자체를 esp8266이라 부르겠다.

• 보드( nodeMCU) 같은 거나 esp8266에 직접 올리는 경우는 편하게 할 수 있다.
  • 특히 보드는 펌웨어 관련 문제에서도 편하며 라이브러리도 구하기 쉽다.

1. 펌웨어 및 라이브러리의 문제

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• 우선 ESP8266 관련해 글을 찾아보면 보통 이렇다.
  1. 펌웨어 업데이트
  2. AT 실습
• 나는 위 과정을 진행하는데 문제가 없었다.
• 다만 직접 AT명령어를 치지 않고, 라이브러리를 이용 방법에서 문제가 생겼다.
  • 정확히는 mqtt 라이브러리 PubSubClient.h 를 사용하는데 문제됨
• 우선 ESP8266 의 라이브러리는 많다.
  • 정확히는 직접 올려서 돌아가는 라이브러리가 많다.
  • 위에서 언급한 보드 매니저를 통한 방법은 ESP8266에 직접 올릴 때 사용된다.
  • 다만 이 라이브러리를 아두이노에 올리면 당연히 이상하게 돌아간다. ( 경험상 )
• 하지만 내가 원하는 아두이노에서 시리얼 통신을 통해 esp8266을 조종하는 라이브러리는 찾기 힘들다. 예제도 딱히 없다.
  • 다음과 같은 라이브러리가 있다.
    • https://github.com/Diaoul/arduino-ESP8266
    • WiFiEsp
• 위 두 개의 라이브러리 중 WiFiEsp만 컴파일이 잘 됬다.
  • 위의 라이브러리는 PubSubClient client(esp8266Client); 과정이 문제됬다.
• 하지만 컴파일 후에도 문제가 생겼다.
  • 펌웨어 에러라는 메시지를 확인할 수 있었고, 명령어를 지원하지 않는 것 같았다.
  • 혹은 Serial.println(“WiFi shield not present”); 가 계속 찍힌다.
  • 코드를 살짝 뒤져보니 AT 보내고 응답을 못하는 것 같았다.
• 이에 제대로 된 업데이트가 필요하다.
  • https://crystalcube.co.kr/215?category=913820
  • 이 사람의 블로그를 참고하자. 설명이 잘 되어있다.
  • 시리얼 모니터는 아두이노에 코드가 안 올라가도 잘 작동된다.
    • 명령어 주고 받기 된다.
• 위의 블로그는 보드레이트가 맞춰져 있지 않다.
  • 시리얼 모니터를 열고 밑의 블로그를 따라 명령어로 바꿔주자.
  • AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0
  • https://www.robotstory.co.kr/raspberry/?board_name=raspberry_bbs&search_field=fn_title&search_text=ESP&lang=ko_KR&vid=35

#include <SoftwareSerial.h>
#include <WiFiEsp.h> 
#include <WiFiEspClient.h>
#include <WiFiEspUdp.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <stdlib.h>
#include <Wire.h>


IPAddress server();  //your mqtt server adress
char ssid[] = "";           // your network SSID (name)
char pass[] = "";           // your network password
int status = WL_IDLE_STATUS;   // the Wifi radio's status

//HDC1000 mySensor(0x41, 2) <-- DRDYn enabled and connected to Arduino pin 2 (allows for faster measurements).

WiFiEspClient esp8266Client;
PubSubClient client(esp8266Client);
SoftwareSerial esp8266(10, 11); // RX, TX to ESP-01


void setup(){
  Serial.begin(9600);
  esp8266.begin(9600);  //software serial to ESP8266
  WiFi.init(&esp8266); //ESP8266 wifi    //HDC1000 sensor
  // check for the presence of the shield
    if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) {
        Serial.println("WiFi shield not present");
    // don't continue
    while (true);
    }
  // attempt to connect to WiFi network
    while ( status != WL_CONNECTED) {
       Serial.print("Attempting to connect to WPA SSID: ");
       Serial.println(ssid);
    // Connect to WPA/WPA2 network
    status = WiFi.begin(ssid, pass);
    }
  // you're connected now, so print out the data
    Serial.println("You're connected to the network");
  //connect to MQTT server
    client.setServer("",1883);
    //client.setCallback(callback);
}

void loop(){

  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print("온도프린트");
  Serial.print("C, Humidity: ");    
  Serial.print("습도프린트");
  Serial.println("%");
 
  // mqtt out
  if (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    client.connect("arduinoClient1");
    Serial.println("connected");
    delay (1000);
    client.publish("temperature","온도1");
    delay (1000);
    client.publish("humidity","습도1");
    delay (1000);
  }
  Serial.println("퍼블리싱중"); 
  client.publish("temperature","1004");
  delay (1000);
  client.publish("humidity","습도2");
  delay (1000);
  client.loop();
  delay(3000);
}

• 이제 위의 예제가 잘 돌아가는 모습을 볼 수 있다.
  • 위의 예제는 아래 블로그를 참고했다.
  • https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=hcheong&logNo=221050736456

2. 트러블 슈팅

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• 우선 선을 확인하자.
  • 귀찮다고 선 대충 연결하면 피본다.
    • 아두이노에 업로드하는 상태나 펌웨어 업데이트 통로로 쓰는 방법이나 다 선 연결이 다르다.
  • 업데이트나 연결 잘 안되면 선 뽑고 다시 꼽자. 진리이다.

MQTT 통신

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• https://randomnerdtutorials.com/raspberry-pi-publishing-mqtt-messages-to-esp8266/
  • 다음 예제를 따라했다.
  • 잘된다.
• 이 사진은 라즈베리파이의 flask 서버 로그다.

• 이 사진은 아두이노 시리얼 모니터다.
  • 설정 잘해야 안 깨진다.