Controle 68 pontos de energia com Arduino Mega e ESP8266

Usando um esquema elétrico que disponibilizo para download em PDF, no projeto de hoje um Arduino Mega é ligado ao ESP8266 para fazer a função de WiFi – o circuito também funciona com Bluetooth -, conectado ainda a dois relés e duas lâmpadas, apenas para esse nosso exemplo de automação residencial. Todo esse projeto é para te mostrar como é possível controlar até 68 pontos de energia, isso através de um APP, o Labkit, acessado por meio de um celular ou tablet Android. Nesta nossa montagem você não vai precisar programar nem o Arduino e nem o ESP8266, e já vai começar a usar os comandos AT. Confira o vídeo:

Esquema elétrico

Circuito Mega WiFi com relés

Aqui no esquema elétrico é possível ver que usei um Arduino Mega ligado a um ESP8266 para fazer a função de WiFi. Lembrando que este circuito também poderia funcionar com Bluetooth. Conectei também neste meu exemplo dois relés e duas lâmpadas. Destaco que na placa com os dois relés você pode conectar outras 34 placas de dois ou oito relés, conforme sua preferência. Mais para frente te explico como você faz isso.

Automação residencial com até 68 pontos de energia

Neste nosso projeto utilizamos o Labkit. Esse App foi desenvolvido para controlarmos os dispositivos conectados a um Arduino Uno ou Mega. Através de um módulo Bluetooth ou um ESP8266 conectado ao Arduino, podemos nos comunicar com os dispositivos através de um celular ou tablet Android.

Ferramentas utilizadas

Especificamente neste projeto, utilizamos o ESP8266, o Arduino Mega, além de três programas e dois arquivos. Como observado no lado esquerdo da imagem, o programa Flash Download Tools vai executar o arquivo Firmware AT, que vai ser jogado para dentro do ESP8266. Na sequência você terá o Termite, ou seja, um terminal para você comunicar com o modo AT, o qual receberá seus comandos e enviará tal configuração para dentro do ESP8266.

Na parte do Arduino Mega, que aparece ao lado direito da imagem, veja que também carregamos um firmware que é o arquivo HEX do Labkit, isso através do programa XLoader.

Montagem ESP01 e FTDI

Para colocar o ESP01 em modo de gravação para instalar o firmware AT basta seguir essa montagem:

ATENÇÃO: Para utilizar os comandos AT através do Termite remova a ligação entre o GPIO0 e o GND.

Carregar hex no arduino

Para utilizar este App é necessário carregar o arduino com um arquivo hex, que é um código já compilado que disponibilizamos. Para instalar o hex no arduino precisaremos então do XLoader que pode ser baixado através deste link.

Esta é a interface do programa XLoader:

Instalar hex no arduino

- Em Hex file deve ser colocado o caminho para o hex, que pode ser baixado através deste link para o Arduino Mega e deste link para o Arduino Uno.

- Device é o modelo do arduino. Selecione de acordo com qual Arduino irá utilizar.

- COM port é a porta que o Arduino está plugado no computador, uma lista será exibida com as portas em uso. Selecione a que corresponde ao seu Arduino.

- Baud rate é configurado automaticamente para cada tipo de dispositivo.

- Após todos os campos estarem configurados, basta clicar em Upload e aguardar o processo ser finalizado.

ESP8266 em modo AT

O .hex que colocamos no Arduino irá se comunicar com o ESP através do protocolo AT. Para isso é necessário que o ESP esteja com o firmware AT instalado. A versão do SDK que usamos foi a esp_iot_sdk_v1.5.0_15_11_27.

Para verificar a versão do firmware que seu ESP está utilize o programa Termite.

Com o Termite aberto digite AT+GMR no campo de entrada de texto mais abaixo.

 Instalando o firmware AT no ESP

Caso não esteja na versão que usamos, você pode fazer o download do firmware AT do ESP que utilizamos aqui.

Para instalar o firmware será necessário que se faça o download do Flash Download Tools nesse link.

Para instalar o firmware em um ESP01 você pode utilizar um FTDI com a seguinte montagem:

Instalando o firmware AT no ESP

- Descompacte o arquivo esp_iot_sdk_v1.5.0_15_11_27 e abra o programa Flash Download Tools.

- Marque a opção SpiAutoSet.

- Em cada campo selecione os arquivos da pasta descompactada nesta ordem:

                bin\esp_init_data_default.bin

                bin\blank.bin

                bin\boot_v1.4(b1).bin

                bin\at\512+512\user1.1024.new.2.bin

- Para cada arquivo mude o campo ADDR nesta ordem:

                0xfx000

                0xfe000

                0x00000

                0x01000

Veja o esquema:

Deve ficar como na imagem:

Escolha a COM PORT que está o seu ESP, o baudrate de 115200 e clique no botão START.

Configurando o ESP

Agora vamos configurar o ESP01 para se conectar à nossa rede. Abra o Termite e digite:

          AT+CWMODE_DEF=1 (coloca o ESP em modo de estação)

          AT+CWJAP_DEF="TesteESP", "87654321" (substitua pelo ssid e senha da sua rede)

          AT+CIPSTA_DEF=”192.168.2.11” (substitua pelo ip que queira utilizar)

          AT+CIPSTA? (para verificar se está com o IP correto)

Exemplo

Aqui temos o resultado do Termite. Exibe a versão, se estão ok todos os comandos que você executa, entre outros detalhes.

Outros exemplos de circuito

Abaixo coloquei os esquemas com os arduinos Uno e Mega, com conversor de nível, o HC-05, ambos com possibilidade de uso com WiFi ou Bluetooth. No nosso exemplo de hoje utilizamos o Mega com WiFi, além de dois resistores ao invés do conversor de nível. Mas, aqui mostramos estess outros casos, pois o software permite essas outras combinações.

Circuito Uno Bluetooth

Circuito Uno Wifi

Circuito Mega Bluetooth

Circuito Mega WiFi

Baixar o app

O app se encontra na loja Google Play no endereço:

https://play.google.com/store/apps/details?id=br.com.appsis.controleautomacao

Parear bluetooth

Se for usar o módulo bluetooth tenha certeza que está com o mesmo ligado e pareado com o smartphone nas configurações do sistema.

Controle Automação Labkit

- Quando abrir o aplicativo pela primeira vez você irá ver esta tela:

- Clique no botão no canto superior esquerdo e o app irá perguntar qual o tipo de arduino que você está utilizando.

- Após escolher o tipo de arduino, o app irá perguntar qual o módulo que você está usando para se conectar;

- Caso tenha escolhido WiFi, digite o IP no campo que aparcer.

- Se escolher bluetooth, você terá que digitar o nome do módulo:

- Ao se conectar, o app irá mostrar um botão para adicionar novas ações no canto inferior direito.

- Ao clicar neste botão, uma tela irá aparecer para você escolher o pino do arduino e o nome da ação.

- Ao adicionar uma nova ação, ela deverá aparecer na lista.

- Ao clicar no botão, este acenderá, ficando verde, e o pino do arduino que você escolheu deve ligar: 

- Para remover uma ação, basta tocar e segurar sobre o botão.

Arquivos para download:

APP

PDF