두 아두이노 나노 ESP32 간의 MQTT를 통한 통신
이 튜토리얼에서는 다음을 다룰 예정입니다:
- MQTT를 사용한 두 개의 Arduino Nano ESP32 간의 양방향 통신.
- 예시 애플리케이션: MQTT를 통해 Arduino Nano ESP32 #1에 연결된 버튼 또는 스위치를 사용하여 Arduino Nano ESP32 #2에 연결된 LED를 제어합니다.
준비물
| 2 | × | 아두이노 나노 ESP32 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 2 | × | USB 케이블 타입-C | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 버튼 키트 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 패널 장착 푸시 버튼 | 아마존 | |
| 1 | × | 푸시 버튼 모듈 | 아마존 | |
| 1 | × | LED | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | LED Module | 아마존 | |
| 1 | × | 220Ω Resistor | 아마존 | |
| 1 | × | 브레드보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 브레이크아웃 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노 ESP32용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
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아두이노 나노 ESP32와 MQTT에 대하여
우리는 여기에서 MQTT와 함께 아두이노 나노 ESP32를 사용하는 방법에 대한 자세한 튜토리얼을 가지고 있습니다:
아두이노 나노 ESP32 - MQTT(BASE_URL/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-mqtt)
두 개의 아두이노 나노 ESP32 간의 MQTT를 통한 통신
두 개의 Arduino Nano ESP32 보드는 MQTT 서버를 사용하여 서로 통신할 수 있습니다. MQTT 서버를 사용하지 않고 직접 통신하길 원한다면, [Arduino Nano ESP32에서 Arduino Nano ESP32까지 TCP 클라이언트/서버 통신]에 관한 튜토리얼을 참조하십시오(BASE_URL/tutorials/arduino-nano-esp32/communication-between-two-arduino-nano-esp32).
Arduino Nano ESP32 #1과 Arduino Nano ESP32 #2가 MQTT 브로커를 통해 데이터를 교환할 때:
- 두 개의 아두이노 나노 ESP32가 MQTT 브로커에 연결합니다.
- 아두이노 나노 ESP32 #2가 아두이노 나노 ESP32 #1에 데이터를 보내기 위해서는:
- 아두이노 나노 ESP32 #1이 토픽을 구독합니다. 예를 들어: arduino-nano-esp32-1/data.
- 아두이노 나노 ESP32 #2는 아두이노 나노 ESP32 #1이 구독한 토픽에 데이터를 발행함으로써 아두이노 나노 ESP32 #1에게 데이터를 보낼 수 있습니다.
- 마찬가지로, 아두이노 나노 ESP32 #1이 아두이노 나노 ESP32 #2에게 데이터를 보내기 위해서는:
- 아두이노 나노 ESP32 #2가 토픽을 구독합니다. 예를 들어: arduino-nano-esp32-2/data.
- 아두이노 나노 ESP32 #1은 아두이노 나노 ESP32 #2가 구독한 토픽에 데이터를 발행함으로써 아두이노 나노 ESP32 #2에게 데이터를 보낼 수 있습니다.
이 방법에 따르면, 두 아두이노 나노 ESP32가 데이터를 양방향으로 교환할 수 있습니다.
예시 사용 사례
다음 애플리케이션을 실현해 봅시다: 아두이노 나노 ESP32 #1에 연결된 버튼/스위치가 MQTT를 통해 아두이노 나노 ESP32 #2에 연결된 LED를 제어합니다.
위에서 언급한 바와 같이, 우리가 사용할 수 있는 몇 가지 응용 프로그램 프로토콜이 있습니다. 이 예에서는 간단하게 하기 위해, 우리 스스로 프로토콜을 정의할 것입니다(자체 정의 프로토콜).
작동 원리
간단한 프로토콜을 설정합시다:
Arduino Nano ESP32 #1과 Arduino Nano ESP32 #2는 MQTT 브로커( MQTT 서버)에 연결합니다.
- Arduino Nano ESP32 #1에 대해:
- Arduino Nano ESP32 #1은 스위치의 상태가 변경될 때마다 특정 주제(topic)에 MQTT 메시지를 보냅니다.
- 버튼이나 스위치가 켜질 때, MQTT 메시지 페이로드는 1로 설정됩니다.
- 버튼이나 스위치가 꺼질 때, MQTT 메시지 페이로드는 0으로 설정됩니다.
- Arduino Nano ESP32 #2에 대해:
- Arduino Nano ESP32 #2은 주제(topic)를 구독합니다.
- Arduino Nano ESP32 #2가 페이로드가 1인 MQTT 메시지를 받으면 LED를 켭니다.
- Arduino Nano ESP32 #2가 페이로드가 0인 MQTT 메시지를 받으면 LED를 끕니다.
- Arduino Nano ESP32 #2 - 아두이노 나노 ESP32와 LED 사이의 연결도
배선도
아두이노 나노 ESP32 #1 - 아두이노 나노 ESP32와 버튼 간의 배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
두 개의 Arduino Nano ESP32 간의 MQTT를 통한 통신
아두이노 나노 ESP32 코드 #1
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/communication-between-two-arduino-nano-esp32-via-mqtt
*/
// ESP32 #1: 버튼/스위치에 연결, MQTT 발행자로 동작
#include <WiFi.h>
#include <MQTTClient.h>
#include <ezButton.h>
#define BUTTON_PIN D2 // 아두이노 나노 ESP32 핀이 버튼에 연결됨
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // WIFI SSID로 변경하세요
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // WIFI 비밀번호로 변경하세요
const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "test.mosquitto.org"; // MQTT 브로커의 주소로 변경하세요
//const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "192.168.0.5"; // MQTT 브로커의 IP 주소로 변경하세요
const int MQTT_PORT = 1883;
const char MQTT_CLIENT_ID[] = "esp32-001"; // 원하는 대로 변경하세요
const char MQTT_USERNAME[] = ""; // 필요하다면 변경하세요, 필요 없으면 비워두세요
const char MQTT_PASSWORD[] = ""; // 필요하다면 변경하세요, 필요 없으면 비워두세요
// ESP32가 발행/구독해야 하는 MQTT 토픽
const char MQTT_TOPIC[] = "esp32/command"; // 원하는 대로 변경하세요
WiFiClient network;
MQTTClient mqtt = MQTTClient(256);
ezButton button(BUTTON_PIN); // 핀 7에 연결된 ezButton 생성
void setup() {
Serial.begin(9600);
button.setDebounceTime(100); // 디바운스 시간을 100밀리초로 설정
Serial.println("Arduino Nano ESP32 #1: 버튼/스위치에 연결, MQTT 발행자로 동작");
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - Wi-Fi에 연결 중");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
connectToMQTT();
}
void loop() {
mqtt.loop();
button.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (button.isPressed()) {
Serial.println("- 버튼이 눌렸습니다, 명령 보내기: 1");
sendToMQTT('1');
}
if (button.isReleased()) {
Serial.println("- 버튼이 놓였습니다, 명령 보내기: 0");
sendToMQTT('0');
}
}
void connectToMQTT() {
// MQTT 브로커에 연결
mqtt.begin(MQTT_BROKER_ADRRESS, MQTT_PORT, network);
Serial.print("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커에 연결 중");
while (!mqtt.connect(MQTT_CLIENT_ID, MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)) {
Serial.print(".");
delay(100);
}
Serial.println();
if (!mqtt.connected()) {
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커 연결 시간 초과!");
return;
}
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커에 연결됨!");
}
void sendToMQTT(char command) {
char messageBuffer[1];
messageBuffer[0] = command;
mqtt.publish(MQTT_TOPIC, messageBuffer);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT에 보냈습니다:");
Serial.print("- 토픽: ");
Serial.println(MQTT_TOPIC);
Serial.print("- 페이로드:");
Serial.println(messageBuffer);
}
아두이노 나노 ESP32 코드 #2
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/communication-between-two-arduino-nano-esp32-via-mqtt
*/
// ESP32 #2: LED에 연결되어 MQTT 구독자로 동작합니다.
#include <WiFi.h>
#include <MQTTClient.h>
#define LED_PIN D5 // The Arduino Nano ESP32 pin connected to LED
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // CHANGE TO YOUR WIFI SSID
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // CHANGE TO YOUR WIFI PASSWORD
const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "test.mosquitto.org"; // CHANGE TO MQTT BROKER'S ADDRESS
//const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "192.168.0.5"; // CHANGE TO MQTT BROKER'S IP ADDRESS
const int MQTT_PORT = 1883;
const char MQTT_CLIENT_ID[] = "esp32-002"; // CHANGE IT AS YOU DESIRE
const char MQTT_USERNAME[] = ""; // CHANGE IT IF REQUIRED, empty if not required
const char MQTT_PASSWORD[] = ""; // CHANGE IT IF REQUIRED, empty if not required
// The MQTT topics that ESP32 should publish/subscribe
const char MQTT_TOPIC[] = "esp32/command"; // CHANGE IT AS YOU DESIRE
WiFiClient network;
MQTTClient mqtt = MQTTClient(256);
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 #2: LED에 연결되어 MQTT 구독자로 동작합니다.");
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - Wi-Fi에 연결 중");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
connectToMQTT();
}
void loop() {
mqtt.loop();
}
void connectToMQTT() {
// MQTT 브로커에 연결합니다.
mqtt.begin(MQTT_BROKER_ADRRESS, MQTT_PORT, network);
// 들어오는 메시지를 처리할 핸들러를 생성합니다.
mqtt.onMessage(messageReceived);
Serial.print("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커에 연결 중");
while (!mqtt.connect(MQTT_CLIENT_ID, MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)) {
Serial.print(".");
delay(100);
}
Serial.println();
if (!mqtt.connected()) {
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커 연결 시간 초과!");
return;
}
// 주제를 구독하고, 들어오는 메시지는 messageReceived() 함수에서 처리됩니다.
if (mqtt.subscribe(MQTT_TOPIC))
Serial.print("Arduino Nano ESP32 - 주제를 구독했습니다: ");
else
Serial.print("Arduino Nano ESP32 - 주제 구독에 실패했습니다: ");
Serial.println(MQTT_TOPIC);
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT 브로커에 연결되었습니다!");
}
void messageReceived(String &topic, String &payload) {
Serial.println("Arduino Nano ESP32 - MQTT에서 메시지를 받았습니다:");
Serial.println("- topic: " + topic);
Serial.print("- payload: ");
Serial.println(payload);
char command = payload[0];
if (command == '1') {
Serial.print("- Received command: ");
Serial.print(command);
Serial.println(" => LED를 켭니다.");
digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // Turn LED on
} else if (command == '0') {
Serial.print("- Received command: ");
Serial.print(command);
Serial.println(" => LED를 끕니다.");
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // Turn LED off
} else {
Serial.print("- 받은 명령어를 지원하지 않습니다: ");
Serial.println(command);
}
}
사용 방법
Arduino Nano ESP32를 시작하려면 다음 단계를 따르세요:
- Arduino Nano ESP32에 익숙하지 않다면, Arduino IDE에서 Arduino Nano ESP32 환경을 설정하는 방법에 대한 튜토리얼을 참조하세요. 아두이노 나노 ESP32 - 소프트웨어 설치
- 제공된 다이어그램에 따라 구성 요소를 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 Arduino Nano ESP32 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 실행하세요.
- Arduino Nano ESP32 보드와 해당하는 COM 포트를 선택하세요.
- 버튼/스위치를 Arduino Nano ESP32 #1에 연결하세요.
- LED를 Arduino Nano ESP32 #2에 연결하세요.
- Arduino IDE(이를 Arduino IDE #1이라고 합니다)를 열어주세요.
- PC에서 Arduino IDE 아이콘을 클릭하여 또 다른 Arduino IDE 창을 엽니다(이를 Arduino IDE #2라고 합니다)(중요!())
- Arduino IDE의 왼쪽 탐색 바에 있는 Library Manager 아이콘을 클릭하여 라이브러리 관리자를 엽니다.
- 검색 상자에 MQTT를 입력한 다음, Joel Gaehwiler가 개발한 MQTT 라이브러리를 찾아보세요.
- MQTT 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 클릭하세요.
검색 상자에 ezButton을 입력한 다음, Arduino Nano ESP32GetStarted의 버튼 라이브러리를 찾으세요.
ezButton 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 클릭하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #1을 USB 케이블을 통해 PC에 연결하고 아두이노 IDE #1에서 아두이노 나노 ESP32 #1의 COM 포트를 선택하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #2을 USB 케이블을 통해 PC에 연결하고 아두이노 IDE #2에서 아두이노 나노 ESP32 #2의 COM 포트를 선택하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #1 코드를 복사하여 아두이노 IDE #1에 붙여넣고 저장하세요(이름은 아두이노 나노 ESP32-1으로 지정).
- 아두이노 나노 ESP32 #2 코드를 복사하여 아두이노 IDE #2에 붙여넣고 저장하세요(이름은 아두이노 나노 ESP32-2으로 지정).
- 두 코드의 WiFi 정보(SSID와 비밀번호)를 자신의 것으로 교체하세요.
- 두 코드의 MQTT 브로커 주소(도메인 이름 또는 IP 주소)를 교체하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #1 코드를 아두이노 나노 ESP32 #1에 업로드하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #2 코드를 아두이노 나노 ESP32 #2에 업로드하세요.
- 아두이노 IDE #1에서 시리얼 모니터를 열세요.
- 아두이노 IDE #2에서 시리얼 모니터를 열세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #1의 버튼을 누르고 있으면 → 아두이노 나노 ESP32 #2의 LED 상태를 확인하세요(켜짐).
- 아두이노 나노 ESP32 #1의 버튼을 놓으면 → 아두이노 나노 ESP32 #2의 LED 상태를 확인하세요(꺼짐).
- 버튼을 여러 번 누르고, 누른 상태로 잡고, 놓으세요.
- 두 시리얼 모니터의 출력을 확인하세요.
- 아두이노 나노 ESP32 #1의 시리얼 모니터
- 아두이노 나노 ESP32 #2의 시리얼 모니터
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Nano ESP32' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Arduino Nano ESP32 #1: CONNECTED TO A BUTTON/SWITCH, ACTED AS A MQTT PUBLISHER
Arduino Nano ESP32 - Attempting to connect to SSID: YOUR_WIFI_SSID
Arduino Nano ESP32 - Connecting to MQTT broker
Arduino Nano ESP32 - MQTT broker Connected!
- The button is pressed, send command: 1
Arduino Nano ESP32 - sent to MQTT:
- topic: arduino/command
- payload:1
- The button is released, send command: 0
Arduino Nano ESP32 - sent to MQTT:
- topic: arduino/command
- payload:0
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Nano ESP32' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Arduino Nano ESP32 #2: CONNECTED TO A LED, ACTED AS A MQTT SUBSCRIBER
Arduino Nano ESP32 - Attempting to connect to SSID: YOUR_WIFI_SSID
Arduino Nano ESP32 - Connecting to MQTT broker
Arduino Nano ESP32 - Subscribed to the topic: arduino/command
Arduino Nano ESP32 - MQTT broker Connected!
Arduino Nano ESP32 - received from MQTT:
- topic: arduino/command
- payload: 1
- Received command: 1 => Turned LED on
Arduino Nano ESP32 - received from MQTT:
- topic: arduino/command
- payload: 0
- Received command: 0 => Turned LED off