아두이노 - 웹을 통한 온도 확인 | Arduino - Temperature via Web
이 튜토리얼에서는 웹을 통해 온도를 제공하는 웹 서버가 되도록 아두이노를 프로그래밍하는 방법을 배워보겠습니다. DS18B20 온도 센서에서 온도를 확인하기 위해 아두이노가 제공하는 웹 페이지에 접속할 수 있습니다. 아래는 그 작동 방식입니다:
- 아두이노는 웹 서버로 프로그래밍됩니다.
- 스마트폰이나 PC에서 웹 브라우저에 아두이노의 IP 주소를 입력합니다.
- 아두이노는 웹 브라우저의 요청에 DS18B20 센서에서 읽은 온도를 포함하는 웹 페이지로 응답합니다.
두 개의 예제 코드를 살펴보겠습니다:
- DS18B20 센서에서 온도를 보여주는 매우 간단한 웹 페이지를 제공하는 아두이노 코드입니다. 이를 통해 작동 방식을 쉽게 이해할 수 있습니다.
- DS18B20 센서에서 온도를 보여주는 그래픽 웹 페이지를 제공하는 아두이노 코드입니다.
준비물
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아두이노 우노 R4와 DS18B20 온도 센서에 대하여
아두이노 우노 R4와 DS18B20 온도 센서(핀배열, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 대해 잘 모른다면, 다음 튜토리얼에서 그들에 대해 배워보세요:
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
아두이노 코드 - 간단한 웹 페이지
/*
* 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-temperature-via-web
*/
#include <WiFiS3.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
const char ssid[] = "YOUR_WIFI"; // 네트워크 SSID(이름)을 변경하세요
const char pass[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // 네트워크 비밀번호를 변경하세요 (WPA용이거나, WEP 키로 사용하세요)
const int SENSOR_PIN = 6; // DS18B20 센서의 DQ 핀에 연결된 Arduino 핀
OneWire oneWire(SENSOR_PIN); // OneWire 인스턴스 설정
DallasTemperature tempSensor(&oneWire); // OneWire를 DallasTemperature 라이브러리에 전달
int status = WL_IDLE_STATUS;
WiFiServer server(80);
float getTemperature() {
tempSensor.requestTemperatures(); // 온도를 얻기 위한 명령 전송
float tempCelsius = tempSensor.getTempCByIndex(0); // 섭씨 온도 읽기
return tempCelsius;
}
void setup() {
//시리얼 초기화 및 포트 열릴 때까지 대기:
Serial.begin(9600);
tempSensor.begin(); // 온도 센서 초기화
String fv = WiFi.firmwareVersion();
if (fv < WIFI_FIRMWARE_LATEST_VERSION)
Serial.println("펌웨어를 업그레이드하세요");
// WiFi 네트워크에 연결을 시도함:
while (status != WL_CONNECTED) {
Serial.print("SSID에 연결을 시도중: ");
Serial.println(ssid);
// WPA/WPA2 네트워크에 연결. 오픈 네트워크나 WEP 네트워크를 사용하는 경우 이 라인을 변경하세요:
status = WiFi.begin(ssid, pass);
// 연결을 위해 10초간 대기:
delay(10000);
}
server.begin();
// 이제 연결되었으므로 상태를 출력하세요:
printWifiStatus();
}
void loop() {
// 들어오는 클라이언트를 대기함
WiFiClient client = server.available();
if (client) {
// 요청 헤더를 한 줄씩 읽기
while (client.connected()) {
if (client.available()) {
String HTTP_header = client.readStringUntil('\n'); // HTTP 요청의 헤더 라인 읽기
if (HTTP_header.equals("\r")) // HTTP 요청의 끝
break;
Serial.print("<< ");
Serial.println(HTTP_header); // 시리얼 모니터에 HTTP 요청 출력
}
}
// HTTP 응답 전송
// HTTP 응답 헤더 전송
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-Type: text/html");
client.println("Connection: close"); // 응답 완료 후 연결이 닫힘
client.println(); // HTTP 헤더와 본문 사이의 구분자
// HTTP 응답 본문 전송
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("<head>");
client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
client.println("</head>");
client.println("<p>");
client.print("온도: <span style=\"color: red;\">");
float temperature = getTemperature();
client.print(temperature, 2);
client.println("°C</span>");
client.println("</p>");
client.println("</html>");
client.flush();
// 웹 브라우저가 데이터를 수신할 시간을 줌
delay(10);
// 연결 닫기:
client.stop();
}
}
void printWifiStatus() {
// 보드의 IP 주소 출력:
Serial.print("IP 주소: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
// 수신 신호 강도 출력:
Serial.print("신호 강도 (RSSI):");
Serial.print(WiFi.RSSI());
Serial.println(" dBm");
}
사용 방법
- 아두이노 우노 R4를 처음 사용하는 경우, 아두이노 IDE에서 아두이노 우노 R4 환경 설정하는 방법을 확인하세요.
- 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE에서 열기
- 코드에서 와이파이 정보(SSID 및 비밀번호)를 귀하의 것으로 변경하세요
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 아두이노에 업로드
- 시리얼 모니터 열기
- 시리얼 모니터에서 결과 확인하기
COM6
Attempting to connect to SSID: YOUR_WIFI
IP Address: 192.168.0.2
signal strength (RSSI):-39 dBm
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
- IP 주소를 찾게 됩니다. 이 IP 주소를 스마트폰 또는 PC의 웹 브라우저 주소 창에 입력하세요.
- Serial Monitor에서 다음과 같은 출력을 볼 수 있습니다.
COM6
Attempting to connect to SSID: YOUR_WIFI
IP Address: 192.168.0.2
signal strength (RSSI):-41 dBm
New HTTP Request
<< GET / HTTP/1.1
<< Host: 192.168.0.2
<< Connection: keep-alive
<< Cache-Control: max-age=0
<< Upgrade-Insecure-Requests: 1
<< User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
<< Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml
<< Accept-Encoding: gzip, deflate
<< Accept-Language: en-US,en;q=0.9
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
아래와 같이 웹 브라우저에서 아주 간단한 아두이노 보드 웹 페이지를 보게 될 것입니다:
아두이노 코드 - 그래픽 웹 페이지
그래픽 웹 페이지에는 많은 양의 HTML 콘텐츠가 포함되어 있으므로, 이전처럼 아두이노 코드에 그것을 내장하는 것이 불편해집니다. 이를 해결하기 위해, 우리는 아두이노 코드와 HTML 코드를 다른 파일로 분리할 필요가 있습니다:
- 아두이노 코드는 .ino 파일에 배치될 것입니다.
- HTML 코드(HTML, CSS, Javascript 포함)는 .h 파일에 배치될 것입니다.
사용 방법
- 아두이노 IDE를 열고 새 스케치를 만들고, 이름을 입력하세요. 예를 들어, ArduinoGetStarted.com.ino라고 하면 됩니다.
- 아래 코드를 복사하고 아두이노 IDE로 엽니다.
/*
* 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-temperature-via-web
*/
#include <WiFiS3.h>
#include "index.h"
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
const char ssid[] = "YOUR_WIFI"; // 네트워크 SSID(이름)를 변경하세요
const char pass[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // 네트워크 비밀번호를 변경하세요 (WPA용이거나 WEP의 키로 사용하세요)
const int SENSOR_PIN = 6; // DS18B20 센서의 DQ 핀에 연결된 아두이노 핀
OneWire oneWire(SENSOR_PIN); // oneWire 인스턴스를 설정
DallasTemperature tempSensor(&oneWire); // oneWire를 DallasTemperature 라이브러리에 전달
int status = WL_IDLE_STATUS;
WiFiServer server(80);
float getTemperature() {
tempSensor.requestTemperatures(); // 온도를 얻기 위한 명령어 보내기
float tempCelsius = tempSensor.getTempCByIndex(0); // 섭씨 온도 읽기
return tempCelsius;
}
void setup() {
//직렬 통신을 초기화하고 포트가 열릴 때까지 기다림:
Serial.begin(9600);
tempSensor.begin(); // 온도 센서를 초기화
String fv = WiFi.firmwareVersion();
if (fv < WIFI_FIRMWARE_LATEST_VERSION)
Serial.println("Please upgrade the firmware");
// WiFi 네트워크에 연결을 시도:
while (status != WL_CONNECTED) {
Serial.print("Attempting to connect to SSID: ");
Serial.println(ssid);
// WPA/WPA2 네트워크에 연결. 오픈 또는 WEP 네트워크를 사용하는 경우 이 줄을 변경하세요:
status = WiFi.begin(ssid, pass);
// 연결을 위해 10초간 대기:
delay(10000);
}
server.begin();
// 이제 연결되었으므로 상태를 출력하세요:
printWifiStatus();
}
void loop() {
// 들어오는 클라이언트를 대기
WiFiClient client = server.available();
if (client) {
// HTTP 요청 헤더를 한 줄씩 읽기
while (client.connected()) {
if (client.available()) {
String HTTP_header = client.readStringUntil('\n'); // HTTP 요청의 헤더 라인 읽기
if (HTTP_header.equals("\r")) // HTTP 요청의 끝
break;
Serial.print("<< ");
Serial.println(HTTP_header); // HTTP 요청을 시리얼 모니터에 출력
}
}
// HTTP 응답 보내기
// HTTP 응답 헤더를 보냅니다
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-Type: text/html");
client.println("Connection: close"); // 응답 완료 후 연결이 종료됩니다
client.println(); // HTTP 헤더와 본문 사이의 구분자
// HTTP 응답 본문을 보냅니다
float temp = getTemperature();
String html = String(HTML_CONTENT);
html.replace("TEMPERATURE_MARKER", String(temp, 2)); // 마커를 실제 값으로 교체
client.println(html);
client.flush();
// 웹 브라우저가 데이터를 받는 시간을 제공
delay(10);
// 연결을 종료합니다:
client.stop();
}
}
void printWifiStatus() {
// 보드의 IP 주소를 출력합니다:
Serial.print("IP Address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
// 받은 신호 강도를 출력합니다:
Serial.print("signal strength (RSSI):");
Serial.print(WiFi.RSSI());
Serial.println(" dBm");
}
- 코드 내의 WiFi 정보(SSID 및 비밀번호)를 자신의 것으로 변경하세요
- 아두이노 IDE에서 index.h 파일을 생성하려면:
- 직렬 모니터 아이콘 바로 아래에 있는 버튼을 클릭하고 새 탭을 선택하거나 Ctrl+Shift+N 키를 사용하세요.
- 이제 두 개의 파일에 코드를 가지고 있습니다: ArduinoGetStarted.com.ino와 index.h
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노에 코드를 업로드하세요
- 이전과 같이 웹 브라우저를 통해 아두이노 보드의 웹 페이지에 접속하면 아래와 같이 보여집니다:
파일 이름을 index.h로 지정하고 OK 버튼을 클릭하세요.
아래 코드를 복사하여 index.h에 붙여넣으세요.
/*
* 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-temperature-via-web
*/
const char *HTML_CONTENT = R""""(
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Arduino - Web Temperature</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=0.7, maximum-scale=0.7">
<meta charset="utf-8">
<link rel="icon" href="https://diyables.io/images/page/diyables.svg">
<style>
body { font-family: "Georgia"; text-align: center; font-size: width/2pt;}
h1 { font-weight: bold; font-size: width/2pt;}
h2 { font-weight: bold; font-size: width/2pt;}
button { font-weight: bold; font-size: width/2pt;}
</style>
<script>
var cvs_width = 200, cvs_height = 450;
function init() {
var canvas = document.getElementById("cvs");
canvas.width = cvs_width;
canvas.height = cvs_height + 50;
var ctx = canvas.getContext("2d");
ctx.translate(cvs_width/2, cvs_height - 80);
update_view(TEMPERATURE_MARKER);
}
function update_view(temp) {
var canvas = document.getElementById("cvs");
var ctx = canvas.getContext("2d");
var radius = 70;
var offset = 5;
var width = 45;
var height = 330;
ctx.clearRect(-cvs_width/2, -350, cvs_width, cvs_height);
ctx.strokeStyle="blue";
ctx.fillStyle="blue";
//5-step Degree
var x = -width/2;
ctx.lineWidth=2;
for (var i = 0; i <= 100; i+=5) {
var y = -(height - radius)*i/100 - radius - 5;
ctx.beginPath();
ctx.lineTo(x, y);
ctx.lineTo(x - 20, y);
ctx.stroke();
}
//20-step Degree
ctx.lineWidth=5;
for (var i = 0; i <= 100; i+=20) {
var y = -(height - radius)*i/100 - radius - 5;
ctx.beginPath();
ctx.lineTo(x, y);
ctx.lineTo(x - 25, y);
ctx.stroke();
ctx.font="20px Georgia";
ctx.textBaseline="middle";
ctx.textAlign="right";
ctx.fillText(i.toString(), x - 35, y);
}
// shape
ctx.lineWidth=16;
ctx.beginPath();
ctx.arc(0, 0, radius, 0, 2 * Math.PI);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.rect(-width/2, -height, width, height);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(0, -height, width/2, 0, 2 * Math.PI);
ctx.stroke();
ctx.fillStyle="#e6e6ff";
ctx.beginPath();
ctx.arc(0, 0, radius, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
ctx.beginPath();
ctx.rect(-width/2, -height, width, height);
ctx.fill();
ctx.beginPath();
ctx.arc(0, -height, width/2, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
ctx.fillStyle="#ff1a1a";
ctx.beginPath();
ctx.arc(0, 0, radius - offset, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
temp = Math.round(temp * 100) / 100;
var y = (height - radius)*temp/100.0 + radius + 5;
ctx.beginPath();
ctx.rect(-width/2 + offset, -y, width - 2*offset, y);
ctx.fill();
ctx.fillStyle="red";
ctx.font="bold 34px Georgia";
ctx.textBaseline="middle";
ctx.textAlign="center";
ctx.fillText(temp.toString() + "°C", 0, 100);
}
window.onload = init;
</script>
</head>
<body>
<h1>Arduino - Web Temperature</h1>
<canvas id="cvs"></canvas>
</body>
</html>
)"""";
※ NOTE THAT:
index.h 파일 내의 HTML 콘텐츠를 변경하되 ArduinoGetStarted.com.ino 파일을 수정하지 않으면 아두이노 IDE는 ESP32에 코드를 컴파일하고 업로드 할 때 HTML 콘텐츠를 새로 고치거나 업데이트하지 않습니다.
이 상황에서 아두이노 IDE가 HTML 콘텐츠를 업데이트하도록 하려면 ArduinoGetStarted.com.ino 파일에서 수정을 해야 합니다. 예를 들어, 빈 줄을 추가하거나 주석을 삽입할 수 있습니다. 이 작업은 IDE가 프로젝트에 변경사항이 있음을 인식하게 하여 업데이트된 HTML 콘텐츠가 업로드에 포함되도록 보장합니다.