ESP8266 - 웹을 통한 LED 매트릭스 | ESP8266 - LED Matrix via Web

이 튜토리얼에서는 ESP8266을 이용하여 웹 인터페이스를 통해 LED 매트릭스 사인보드를 제어하는 방법을 배워보겠습니다. 구체적으로, ESP8266을 웹 서버로 프로그래밍하여 다음과 같은 기능을 수행하도록 할 것입니다:

ESP8266 NodeMCU controls LED matrix signboard via web

준비물

1×ESP8266 NodeMCU Amazon
1×Micro USB Cable Amazon
1×FC-16 LED Matrix 32x8 Amazon
1×Breadboard 쿠팡 | Amazon
1×Jumper Wires Amazon
1×(Optional) DC Power Jack 쿠팡 | Amazon
1×(Optional) Screw Terminal Expansion Board for ESP8266 쿠팡 | Amazon
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LED 매트릭스와 웹 서버에 관하여

웹 인터페이스에서 ESP8266으로 텍스트를 보내는 데 순수한 HTTP를 사용할 수 있습니다. 그러나 WebSocket을 사용하면 더 반응이 좋아 보이고 크게 어렵지 않으므로, 이 튜토리얼에서는 WebSocket을 사용할 것입니다.

LED 매트릭스, 웹 서버 및 웹소켓에 대해 익숙하지 않으신가요? 이들의 핀아웃, 기능 및 프로그래밍을 포함하여 아래의 주제들에 대한 종합적인 자습서를 탐색해 보세요:

선연결

ESP8266 NodeMCU LED matrix display wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

ESP8266의 핀 배치ESP8266 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 더 많이 보십시오.

ESP8266 코드

웹 페이지의 내용(HTML, CSS, JavaScript)은 index.h 파일에 별도로 저장됩니다. 그래서 우리는 Arduino IDE에 두 개의 코드 파일을 가지게 될 것입니다.

  • ESP8266 코드인 .ino 파일로, 웹 서버와 WebSocket 서버를 생성합니다.
  • 웹 페이지의 내용을 담고 있는 .h 파일입니다.

사용 방법

아두이노 IDE에서 ESP8266을 시작하기 위한 단계는 다음과 같습니다:

  • ESP8266을 처음 사용하는 경우 Arduino IDE에서 ESP8266 환경 설정 방법 튜토리얼을 확인하세요.
  • 다이어그램에 표시된 대로 구성 요소를 연결하세요.
  • USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
  • 컴퓨터에서 Arduino IDE를 엽니다.
  • 올바른 ESP8266 보드를 선택하세요(예: NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)) 및 해당 COM 포트.
  • Arduino IDE의 왼쪽 탐색 바에 있는 Library Manager 아이콘을 클릭하여 라이브러리 관리자를 엽니다.
  • “WebSockets”를 검색한 다음, Markus Sattler이 만든 WebSockets를 찾습니다.
  • WebSockets 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 클릭하세요.
ESP8266 NodeMCU WebSockets library
  • “MD_Parola”를 검색한 다음, MD_Parola 라이브러리를 찾으세요.
  • Install 버튼을 클릭하세요.
ESP8266 NodeMCU MD_Parola library
  • "MD_MAX72XX" 라이브러리를 설치하라는 요청을 받게 됩니다.
  • 의존성을 설치하려면 Install All 버튼을 클릭하세요.
ESP8266 NodeMCU MD_MAX72XX library
  • Arduino IDE에서 새 스케치를 생성하세요. 이름을 지정하세요. 예를 들면, newbiely.kr.ino입니다.
  • 아래 코드를 복사하고 Arduino IDE로 열어주세요.
/* * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-led-matrix-via-web */ #include <ESP8266WiFi.h> #include <ESP8266WebServer.h> #include <WebSocketsServer.h> #include "index.h" #include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h> #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW #define MAX_DEVICES 4 // 4개의 블록 #define CS_PIN D8 // ESP8266 핀 const char* ssid = "YOUR_WIFI_SSID"; // 변경하세요 const char* password = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // 변경하세요 ESP8266WebServer server(80); // 80 포트에서 웹 서버 WebSocketsServer webSocket = WebSocketsServer(81); // 81 포트에서 WebSocket 서버 // MD_Parola 클래스의 인스턴스를 생성 MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void webSocketEvent(uint8_t num, WStype_t type, uint8_t* payload, size_t length) { switch (type) { case WStype_DISCONNECTED: Serial.printf("[%u] 연결이 끊어졌습니다!\n", num); break; case WStype_CONNECTED: { IPAddress ip = webSocket.remoteIP(num); Serial.printf("[%u] %d.%d.%d.%d에서 연결됨\n", num, ip[0], ip[1], ip[2], ip[3]); } break; case WStype_TEXT: String text = String((char*)payload); Serial.println("수신됨: " + text); ledMatrix.displayClear(); // LED 매트릭스 디스플레이를 지웁니다 ledMatrix.displayScroll(text.c_str(), PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); String echoMessage = "LED 매트릭스에 " + String((char*)payload) + " 표시됨"; webSocket.sendTXT(num, echoMessage)); break; } } void setup() { Serial.begin(9600); ledMatrix.begin(); // 객체를 초기화합니다 ledMatrix.setIntensity(0); // LED 매트릭스 디스플레이의 밝기를 설정합니다 (0에서 15까지) ledMatrix.displayClear(); // LED 매트릭스 디스플레이를 지웁니다 ledMatrix.displayScroll("newbiely.com", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); delay(1000); // Wi-Fi에 연결 WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("WiFi에 연결 중..."); } Serial.println("WiFi에 연결됨"); // WebSocket 서버 초기화 webSocket.begin(); webSocket.onEvent(webSocketEvent); // JavaScript가 포함된 기본 HTML 페이지를 제공하여 WebSocket 연결을 생성합니다. server.on("/", HTTP_GET, []() { Serial.println("웹 서버: 웹 페이지 요청을 받았음"); String html = HTML_CONTENT; // index.h 파일의 HTML 내용을 사용합니다 server.send(200, "text/html", html); }); server.begin(); Serial.print("ESP8266 웹 서버의 IP 주소: "); Serial.println(WiFi.localIP()); } void loop() { // 클라이언트 요청을 처리합니다. server.handleClient(); // WebSocket 이벤트를 처리합니다. webSocket.loop(); if (ledMatrix.displayAnimate()) { ledMatrix.displayReset(); } }

아두이노 IDE에서 index.h 파일을 생성하는 방법:

  • 시리얼 모니터 아이콘 아래에 있는 버튼을 클릭하고 새 탭을 선택하거나, Ctrl+Shift+N 키를 사용합니다.
Arduino IDE 2 adds file

파일 이름을 index.h로 지정하고 OK 버튼을 클릭하세요.

Arduino IDE 2 adds file index.h

아래 코드를 복사하여 index.h에 붙여넣으세요.

/* * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-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>ESP8266 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>ESP8266 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> )=====";
  • 이제 코드가 두 파일에 있습니다: newbiely.kr.inoindex.h
  • Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 ESP8266에 코드를 업로드하세요.
  • 시리얼 모니터를 엽니다
  • 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요.
COM6
Send
Connecting to WiFi... Connected to WiFi ESP8266 Web Server's IP address IP address: 192.168.0.2
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  
  • 표시된 IP 주소를 기록해두고, 스마트폰이나 PC의 웹 브라우저 주소 창에 이 주소를 입력하세요.
  • 아래와 같은 웹페이지를 볼 수 있습니다:
ESP8266 NodeMCU websocket web browser
  • WebSocket을 통해 웹페이지를 ESP8266에 연결하려면 연결(CONNECT) 버튼을 클릭하세요.
  • 몇 가지 단어를 입력하고 ESP8266에 보내세요.
  • ESP8266에서 오는 응답을 볼 수 있습니다.
ESP8266 NodeMCU websocket chat server

※ NOTE THAT:

  • index.h에서 HTML 콘텐츠를 수정하고 newbiely.kr.ino 파일은 건드리지 않으면, ESP8266에 코드를 컴파일하고 업로드할 때 Arduino IDE는 HTML 콘텐츠를 업데이트하지 않습니다.
  • 이 경우에 Arduino IDE가 HTML 콘텐츠를 업데이트하게 하려면, newbiely.kr.ino 파일에서 변경을 가하십시오 (예: 빈 줄 추가, 주석 추가....)

코드 줄별 설명

위의 ESP8266 코드에는 줄별 설명이 포함되어 있습니다. 코드의 주석을 읽어주세요!

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