みなさん、こんにちは。 トドお父さんです。
家庭菜園の自動水やりシステム、EasyIoTとの連携の説明が3回でも終りませんでしたので、
今回 ４回目です。 ながながとお付きあい、有難うございます。
ようやく、ESP8266のプログラムコードの説明に進めますね。 （仕事みたいでつorz)
前のブログから、説明が続いてますので併せて見てくださいねー。
前回のブログ
[電子工作］Part4 家庭菜園の自動水やりシステムの作成再開！(EasyIoTとの連携 Ⅲ)
前々回のブログ、
[電子工作］Part3 家庭菜園の自動水やりシステムの作成再開！(EasyIoTとの連携 Ⅱ)
前々々回のブログ、
[電子工作］Part2 家庭菜園の自動水やりシステムの作成再開！(EasyIoTとの連携）
また、もとネタのインストラクタブルの下記の記事も併せて参照してくださいね。
ESP8266 Smart Plant Irrigation System
この記事にある、Githubに登録されたコードをベースに私のシステムに合わせて修正しました。
プログラムはこのプロジェクト初回の下記レスで説明した、Arduino IDEを使って作りました。
Arduinoの統合環境、使いやすいです。 ESP8266チップでＬチカまでできれば確認はＯＫですよー。
[電子工作］家庭菜園の自動水やりシステムの作成再開！(Part１ESP8266 Wifiチップ）
【プログラムの説明】
今回作ったプログラムは本家と同様に、ＧｉｔＨｕｂに登録しました。
ＧｉｔＨｕｂまで使うことになるとは、半年前までは思いもつきませんでしたね。
この年でも、だんだん進化しております、トドお父さん （自画自賛 乙）
My ESP8266 Vegitable gardem iIrigation System
このプロジェクトのプログラムは、一番上の ESP8266_mqtt_irrigator_Aug09a というフォルダです。
その下は、前回説明した回路図と部品リスト（BOMリスト）を登録しています。
Readmeは、従来プログラムの先頭にコメントととして入れていた内容を書き込んでいます。
プログラムは、ＨＴＭＬでコピーして貼り付けるのでしたね、やってみましょう。
おぅっ、結構、きれいに貼りつけましたね。
<Head> </Head>タグの間に入れるＣＳＳで<Pre> </pre>タグのスタイルを制御できれば、
縦・横の大きさを固定でオーバーする部分はスクロールバーでスクロールできるのですが、ここは
初心者向けのアメブロ、そんな機能はありませんので、プログラムを分割して部分ごとに説明しますね。
１、プログラム 定義部
#include <ESP8266WiFi.h> #include <MQTT.h> #include <EEPROM.h> #define DEBUG #define AP_SSID "xxxxxx" #define AP_PASSWORD "xxxxxx" #define EIOTCLOUD_USERNAME "xxxxx" #define EIOTCLOUD_PASSWORD "xxxxx" // create MQTT object #define EIOT_CLOUD_ADDRESS "cloud.iot-playground.com" #define PIN_PUMP 13 //BUILTIN_LED //D0 // nodemcu built in LED #define PIN_BUTTON 12 // D3 // nodemcu flash button #define PIN_HUM_ANALOG A0 // humidity pin #define MAX_ANALOG_VAL 925 // 2017.8.10 changed from 956 #define MIN_ANALOG_VAL 225 // 2017.8.10 changed from 250 #define IRRIGATION_TIME 10 // irrigation time in sec #define IRRIGATION_PAUSE_TIME 300 // irrigation pause time in sec - only for auto irrigator // irrigator state typedef enum { s_idle = 0, // irrigation idle s_irrigation_start = 1, // start irrigation s_irrigation = 2, // irrigate s_irrigation_stop = 3, // irrigation stop } e_state;
まずは、先頭部。
ESP8266内蔵のWifiととＥＥＰＲＯＭを制御するライブラリのインクルードです。
ＭＱＴＴはＥａｓｙＩｏＴ Ｃｌｏｕｄとの情報のＰｕｂｌｉｓｈ（データ出力）とＳｕｂscribe（データ入力）を制御
するライブラリですね。Adafruutなんかにも、似たようなライブラリがありますが、間違わない
ようにしてくださいね。
つづく #ｄefine はプログラム内で使用する定数の値の設定になります。
wifi のＳＳＩＤ、パスワード、ＥａｓｙＩｏｔ Ｃｌｏｕｄに登録した皆さんのＩＤとパスワードを入力します。
#define DEBUG はＤＥＢＵＧ用のＳＷコントロールで、使用しないときは//でコメントアウトにします。
つぎはハード的な設定です。ここは皆さんの環境や好みで変更できます。
#define PIN_PUMP 13 ⇒ ポンプ（水バルブ）の出力ピン ＩＯ１3
#define PIN_BUTTON 12 ⇒ 手動でポンプＯＮ／ＯＦＦをするスイッチの入力ピン ＩＯ１2
#define PIN_HUM_ANALOG A0 // ESP8266 はアナログ入力が1個しかありません。ＴＯＵＴピン
// ０Ｖ～１Ｖが 0～1024変換されます。（３．3Ｖの場合は分圧）
#define MAX_ANALOG_VAL 925 // 2017.8.10 changed from 956 乾燥センサのＭＡＸ値
#define MIN_ANALOG_VAL 225 // 2017.8.10 changed from 250 乾燥センサのＭＩＮ値
// この２つは乾燥センサで実際にテストして決めます。
#define IRRIGATION_TIME 10 // irrigation time in sec ＯＮ時にポンプが働く時間 10秒
#define IRRIGATION_PAUSE_TIME 3000 // 自動動作のときにポンプが再開する間隔 50分間
つぎのtypedef enum{ 以降は、この基板の動作状態を判断するステートを4種類定義しています。
enum型宣言ということですが、詳しくはググって勉強して下さいね。
２、プログラム 定義部 続き
// define ESP8266 parameter #define CONFIG_START 0 #define CONFIG_VERSION "v01" struct StoreStruct { // This is for mere detection if they are your settings char version[4]; // The variables of your settings uint moduleId; // module id } storage = { CONFIG_VERSION, // The default module 0 0, }; #define PARAM_HUMIDITY_TRESHOLD "/Sensor.Parameter1" #define PARAM_MANUAL_AUTO_MODE "/Sensor.Parameter2" #define PARAM_PUMP_ON "/Sensor.Parameter3" #define PARAM_HUMIDITY "/Sensor.Parameter4" #define MS_IN_SEC 1000 // 1S MQTT myMqtt("", EIOT_CLOUD_ADDRESS, 1883);
つぎはＥＥＰＲＯＭに収納するパラメータの一群です。
初回に、ＥａｓｙＩｏＴ Ｃｌｏｕｄと通信して、作成した新規モジュールのパラメータが構造体のなかの
配列に入ります。 2回目以降は読みだすでけですので、デバッグ時はＥＥＰROMを初期化する
必要があります。（自分はeap8266_flasher.exeを使用して、ファームを上書きします）
最後のMQTT myMqtt("", EIOT_CLOUD_ADDRESS, 1883); はＭＱＴＴライブラリのコンストラクタで
ＭＱＴＴライブラリ（クラス）のmyMqtt というインスタンスを作成します。（意味不明？すまそです）
３、プログラム 定義部 続き
// intvariables int state; bool stepOk = false; int soilHumidityThreshold; bool autoMode; String valueStr(""); String topic(""); boolean result; int lastAnalogReading; bool autoModeOld; int soilHumidityThresholdOld; unsigned long startTime; int soilHum; int irrigatorCounter;
プログラムで使う変数の定義です。 変数なのでＥＳＰ８２６６のＲＡＭに入ります。
4、プログラム 初期化処理 １（変数の初期設定とＷｉｆ接続）
void setup() {
state = s_idle;
pinMode(PIN_PUMP, OUTPUT);
pinMode(PIN_BUTTON, INPUT);
autoMode = false;
stepOk = false;
soilHumidityThresholdOld = -1;
startTime = millis();
soilHum = -1;
Serial.begin(115200);
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(AP_SSID, AP_PASSWORD);
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(AP_SSID);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
};
Serial.println("WiFi connected");
Serial.println("Connecting to MQTT server");
EEPROM.begin(512);
loadConfig();
初期化で最初の状態を定義します。
enumで定義した４つのステートは 初期ではs_idle アイドル状態
ピンモードでpin13をＰＩＮ_PUMP出力に、pin12をPIN_BUTTON入力に設定
自動モード ＯＦＦ，１００ｍＳタイマー、乾燥度 -1、現在時刻＝millis();
wifi設定とＷｉｆｉ初期接続、ＥＥＰROM初期化までを終了します。
５、プログラム 初期化処理２ （ＭＱＴＴサーバー接続）
//set client id // Generate client name based on MAC address and last 8 bits of microsecond counter String clientName; //clientName += "esp8266-"; uint8_t mac[6]; WiFi.macAddress(mac); clientName += macToStr(mac); clientName += "-"; clientName += String(micros() & 0xff, 16); myMqtt.setClientId((char*) clientName.c_str()); Serial.print("MQTT client id:"); Serial.println(clientName); // setup callbacks myMqtt.onConnected(myConnectedCb); myMqtt.onDisconnected(myDisconnectedCb); myMqtt.onPublished(myPublishedCb); myMqtt.onData(myDataCb); //////Serial.println("connect mqtt..."); myMqtt.setUserPwd(EIOTCLOUD_USERNAME, EIOTCLOUD_PASSWORD); myMqtt.connect(); delay(500); Serial.print("ModuleId: "); Serial.println(storage.moduleId);
上はＭＱＴＴサーバと接続するための一意のＣｌｉｅｎｔ名を生成しています。
wifiのmacアドレスを文字列に変換して、その末尾にランダムなマイクロ秒値の下位8ビットを
取り出して、16進数に変換した値を文字に変換して最後にnullを入れて終端しています。
生成したClientName文字列がＭＱＴＴ Ｃｌｉｅｎｔ ＩＤとなり、ＭＱＴＴサーバのＣｌｉｅｎｔＩＤとして
設定します。
その他のＭＱＴＴのメンバ関数の設定もここで行っています。
ＭＱＴＴサーバーへの接続の実施
myMqtt.setUserPwd(EIOTCLOUD_USERNAME, EIOTCLOUD_PASSWORD); myMqtt.connect();
myMqtt.connect();
なんか、ここまでの説明で力尽きました。
いやー、会社の仕事より疲れましたよ、プログラムの説明。
自分が初心者だから、今のうちに理解しないと、って頑張りすぎたみたいですね。
今日、一日で説明が終わりませんでした。
いや～疲れました。
このへんで、カンベンしてやろう！（勘弁してね！）って捨て台詞で今日は終わりにします。
次回 Ｐａｒｔ６ ＥａｓｙＩｏＴとの連携Ⅴ でプログラムは完結する予定です。
続きを乞うご期待！
それでは、おやすみなさい 
リレーと土壌センサを接続！
中華製５Vリレー駆動回路の例