Arduino Nano ESP32 - Matriz de LEDs vía Web
En este tutorial, aprenderemos a controlar un cartel de matriz de LEDs a través de una interfaz web utilizando Arduino Nano ESP32. En detalle, programaremos Arduino Nano ESP32 para que se convierta en un servidor web que haga lo siguiente:
- Devuelve una interfaz web a los usuarios cuando recibe una solicitud desde un navegador web.
- Proporciona la interfaz web a través de la cual los usuarios pueden enviar el mensaje al Arduino Nano ESP32.
- Muestra los mensajes en la matriz de LEDs una vez que recibe el mensaje.
Hardware Requerido
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Acerca de la matriz LED y el servidor web
Podemos usar HTTP puro para enviar un texto desde la interfaz web al Arduino Nano ESP32. Sin embargo, usar WebSocket hace que sea más receptivo y no añade mucha dificultad; por lo tanto, en este tutorial utilizaremos WebSocket.
¿No estás familiarizado con la matriz de LEDs, el servidor web y WebSocket, incluyendo sus pines, funcionalidad y programación? Explora tutoriales completos sobre estos temas a continuación:
- Arduino Nano ESP32 - LED Matrix tutorial
- Arduino Nano ESP32 - Web Server tutorial
- Arduino Nano ESP32 - WebSocket tutorial
Diagrama de Cableado
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Código Arduino Nano ESP32
El contenido de la página web (HTML, CSS, JavaScript) se almacena por separado en un archivo index.h. Por lo tanto, tendremos dos archivos de código en el IDE de Arduino:
- Un archivo .ino con código para Arduino Nano ESP32 que crea un servidor web y un servidor WebSocket
- Un archivo .h que contiene el contenido de la página web
Pasos R\u00e1pidos
- Si es la primera vez que usas Arduino Nano ESP32, consulta cómo configurar el entorno para Arduino Nano ESP32 en Arduino IDE.
- Conecta la placa Arduino Nano ESP32 a tu PC a través de un cable micro USB.
- Abre Arduino IDE en tu PC.
- Selecciona la placa adecuada Arduino Nano ESP32 (p. ej. Arduino Nano ESP32 y el puerto COM).
- Abre el Gestor de Bibliotecas haciendo clic en el icono Library Manager en la barra de navegación izquierda de Arduino IDE.
- Busca “DIYables ESP32 WebServer”, luego encuentra la biblioteca Web Server creada por DIYables.
- Haz clic en el botón Instalar para instalar la biblioteca Web Server.
- Busca “MD_Parola”, luego localiza la biblioteca MD_Parola
- Haz clic en el botón Instalar.
- Se le pedirá que instale la biblioteca “MD_MAX72XX”.
- Haga clic en el botón Instalar todo para instalar la dependencia.
- En el IDE de Arduino, crea un nuevo sketch, ponle un nombre, por ejemplo, newbiely.com.ino
- Copia el código de abajo y ábrelo con el IDE de Arduino
/*
* Este código de Arduino Nano ESP32 fue desarrollado por es.newbiely.com
* Este código de Arduino Nano ESP32 se proporciona al público sin ninguna restricción.
* Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite:
* https://es.newbiely.com/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-matrix-via-web
*/
#include <DIYables_ESP32_WebServer.h>
#include "index.h"
#include <MD_Parola.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
#define MAX_DEVICES 4 // 4 blocks
#define CS_PIN D10 // The Arduino Nano ESP32 pin
// WiFi credentials
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID";
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD";
// Create web server instance
DIYables_ESP32_WebServer server;
DIYables_ESP32_WebSocket* webSocket;
// create an instance of the MD_Parola class
MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
// Web Page handlers
void handleHome(WiFiClient& client, const String& method, const String& request, const QueryParams& params, const String& jsonData) {
server.sendResponse(client, HTML_CONTENT);
}
// WebSocket event handlers
void onWebSocketOpen(net::WebSocket& ws) {
Serial.println("New WebSocket connection");
// Send welcome message
const char welcome[] = "Connected to ESP32 WebSocket Server!";
}
void onWebSocketMessage(net::WebSocket& ws, const net::WebSocket::DataType dataType, const char* message, uint16_t length) {
Serial.print("WebSocket Received (");
Serial.print(length);
Serial.print(" bytes): ");
Serial.println(message);
ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display
ledMatrix.displayScroll(message, PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100);
// Broadcast response to all connected clients using the library
if (webSocket != nullptr) {
String response = "Displayed: " + String(message) + "on LED Matrix";
webSocket->broadcastTXT(response);
Serial.print("WebSocket sent (");
Serial.print(response.length());
Serial.print(" bytes): ");
Serial.println(response);
}
}
void onWebSocketClose(net::WebSocket& ws, const net::WebSocket::CloseCode code, const char* reason, uint16_t length) {
Serial.println("WebSocket client disconnected");
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(1000);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 Web Server and WebSocket Server");
ledMatrix.begin(); // initialize the object
ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15)
ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display
ledMatrix.displayScroll("newbiely.com", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100);
// Configure web server routes
server.addRoute("/", handleHome);
// Start web server with WiFi connection
server.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
// Enable WebSocket functionality
webSocket = server.enableWebSocket(81);
if (webSocket != nullptr) {
// Set up WebSocket event handlers
webSocket->onOpen(onWebSocketOpen);
webSocket->onMessage(onWebSocketMessage);
webSocket->onClose(onWebSocketClose);
} else {
Serial.println("Failed to start WebSocket server");
}
}
void loop() {
// Then handle HTTP requests
server.handleClient();
// Handle WebSocket
server.handleWebSocket();
if (ledMatrix.displayAnimate()) {
ledMatrix.displayReset();
}
}
- Crea el archivo index.h en el IDE de Arduino haciendo:
- Haz clic en el botón justo debajo del icono del monitor serie y elige New Tab, o usa las teclas Ctrl+Shift+N.
- Introduce el nombre del archivo index.h y haz clic en el botón OK
- Copia el código de abajo y pégalo en el index.h.
- Ahora tienes el código en dos archivos: newbiely.com.ino y index.h
- Haz clic en el botón Subir en el IDE de Arduino para cargar el código al Arduino Nano ESP32.
- Abre el Monitor Serial
- Revisa el resultado en el Monitor Serial.
- Toma nota de la dirección IP que se muestre y introduce esa dirección en la barra de direcciones de un navegador web en tu teléfono inteligente o PC.
- Verás la página web como se muestra a continuación:
- Haz clic en el botón CONECTAR para conectar la página web al Arduino Nano ESP32 mediante WebSocket.
- Escribe algunas palabras y envíalas al Arduino Nano ESP32.
- Verás la respuesta del Arduino Nano ESP32.
- Si modificas el contenido HTML en el index.h y no toques nada en el archivo newbiely.com.ino, cuando compiles y cargues el código al ESP32, Arduino IDE no actualizará el contenido HTML.
- Para hacer que Arduino IDE actualice el contenido HTML en este caso, realiza un cambio en el archivo newbiely.com.ino (por ejemplo, agregar una línea en blanco o añadir un comentario...)
/*
* Este código de Arduino Nano ESP32 fue desarrollado por es.newbiely.com
* Este código de Arduino Nano ESP32 se proporciona al público sin ninguna restricción.
* Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite:
* https://es.newbiely.com/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-led-matrix-via-web
*/
const char *HTML_CONTENT = R"=====(
<!DOCTYPE html>
<!-- saved from url=(0019)http://192.168.0.2/ -->
<html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1252">
<title>Arduino Nano ESP32 WebSocket</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=0.7">
<link rel="icon" href="https://diyables.io/images/page/diyables.svg">
<style>
/* Add some basic styling for the chat window */
body {
font-size: 16px;
}
.chat-container {
width: 400px;
margin: 0 auto;
padding: 10px;
}
.chat-messages {
height: 250px;
overflow-y: auto;
border: 1px solid #444;
padding: 5px;
margin-bottom: 5px;
}
.user-input {
display: flex;
margin-bottom: 20px;
}
.user-input input {
flex: 1;
border: 1px solid #444;
padding: 5px;
}
.user-input button {
margin-left: 5px;
background-color: #007bff;
color: #fff;
border: none;
padding: 5px 10px;
cursor: pointer;
}
.websocket {
display: flex;
align-items: center;
margin-bottom: 5px;
}
.websocket button {
background-color: #007bff;
color: #fff;
border: none;
padding: 5px 10px;
cursor: pointer;
}
.websocket .label {
margin-left: auto;
}
</style>
<script>
var ws;
var wsm_max_len = 4096; /* bigger length causes uart0 buffer overflow with low speed smart device */
function update_text(text) {
var chat_messages = document.getElementById("chat-messages");
chat_messages.innerHTML += text + '<br>';
chat_messages.scrollTop = chat_messages.scrollHeight;
}
function send_onclick() {
if(ws != null) {
var message = document.getElementById("message").value;
if (message) {
document.getElementById("message").value = "";
ws.send(message + "\n");
update_text('<span style="color:navy">' + message + '</span>');
// You can send the message to the server or process it as needed
}
}
}
function connect_onclick() {
if(ws == null) {
ws = new WebSocket("ws://" + window.location.host + ":81");
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "CONNECTING";
ws.onopen = ws_onopen;
ws.onclose = ws_onclose;
ws.onmessage = ws_onmessage;
} else
ws.close();
}
function ws_onopen() {
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "<span style='color:blue'>CONNECTED</span>";
document.getElementById("bt_connect").innerHTML = "Disconnect";
document.getElementById("chat-messages").innerHTML = "";
}
function ws_onclose() {
document.getElementById("ws_state").innerHTML = "<span style='color:gray'>CLOSED</span>";
document.getElementById("bt_connect").innerHTML = "Connect";
ws.onopen = null;
ws.onclose = null;
ws.onmessage = null;
ws = null;
}
function ws_onmessage(e_msg) {
e_msg = e_msg || window.event; // MessageEvent
console.log(e_msg.data);
update_text('<span style="color:blue">' + e_msg.data + '</span>');
}
</script>
</head>
<body>
<div class="chat-container">
<h2>Arduino Nano ESP32 WebSocket</h2>
<div class="websocket">
<button class="connect-button" id="bt_connect" onclick="connect_onclick()">Connect</button>
<span class="label">WebSocket: <span id="ws_state"><span style="color:blue">CLOSED</span></span></span>
</div>
<div class="chat-messages" id="chat-messages"></div>
<div class="user-input">
<input type="text" id="message" placeholder="Type your message...">
<button onclick="send_onclick()">Send</button>
</div>
<div class="sponsor">Sponsored by <a href="https://amazon.com/diyables">DIYables</a></div>
</div>
</body></html>
)=====";
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Nano ESP32' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Connecting to WiFi...
Connected to WiFi
Arduino Nano ESP32 Web Server's IP address IP address: 192.168.0.2
※ Nota:
Explicación línea por línea del código
El código anterior de Arduino Nano ESP32 contiene una explicación línea por línea. Por favor, lea los comentarios del código.