Wi-FiマイコンESP-WROOM-02のWebサーバ動作

Wi-FiマイコンESP-WROOM-02はArduinoIDEでの開発が便利です。
ボードとしてGeneric ESP8266 Moduleを選んでおくと，ESP8266がWi-Fi接続のWebサーバ動作をするスケッチ例が既に使えるようになっています。
ここでは，温度センサの値を発信するESP-WROOM-02がWebサーバとして働くようにします。温度センサはADT7410を使用します。
このWebサーバから温度データをもらうためには，PCなどからWebブラウザでアクセスします。

　　　　"マイコンのサーバ"と"PCのWebブラウザ"のふるまい

３．１　ArduinoIDE

(1)[ファイルFile] -> [環境設定(Preferences)]の追加のボードマネージャに"https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json"を追加し、"OK"をクリックします。
(2)ツール[Tools] > ボード[Board] > Boards Manager
検索boxに「esp8266」を入力すると複数のボード候補が出てくるので
最新版の「esp8266」をinstall
(3)ツール[Tools] > ボード[Board] ボード選択では"Generic ESP8266 Module"を選びます。

３．２　AE-ESP-WROOM-02-DEV

AE-ESP-WROOM-02-DEVの説明書を読んでプログラムの転送方法を確認します。
RSTスイッチとPGMスイッチを両方押した状態から，RSTスイッチを離し，次にPGMスイッチを離すと，プログラム転送（書き込み）モードになります。

温度センサADT7410は温度をデジタル値に変換しているので，そのデータをAE-ESP-WROOM-02-DEVが読み出します。
AE-ESP-WROOM-02-DEVと温度センサADT7410はI2C接続ですので，電源線，GND線の他はSCLとSDAの2本のみで通信できます。
I2C 用の端子は，ESP8266 データシート上では SDA:IO2，SCL:IO14 となっていましたが、pins_arduino.h で SDA:IO4，SCL:IO5 として定義されています。
　　SDA IO4
　　SCL IO5
なおADT7410ではSDA,SCLをpullupせずに動作しています。

　　　AE-ESP-WROOM-02-DEVと温度センサADT7410の配線

ブレッドボードには載せないので，AE-ESP-WROOM-02-DEVのピンを上向きに付けています。
　　　AE-ESP-WROOM-02-DEVと温度センサADT7410

クライアント（例えばPCのwebブラウザ）からのリクエストで，サーバであるAE-ESP-WROOM-02-DEVは，温度センサADT7410の値を取得し，クライアントに返します。
送信ではHTTP通信の手順に従います。

setupでは，自分が接続すべきWi-FiアクセスポイントのSSIDとパスワードを設定して，LANの一員になろうと試みます。
成功すると，LAN内のDHCPサーバからIPアドレス（一次的な）をもらいます。
またmDNSプロトコルで，自分のホスト名を有効にします。
LAN内機器についてDNSサーバはホスト名の解決ができないので，WebブラウザはIPアドレスでアクセスしてくるのですが，mDNSのおかげでホスト名＋".local"(ブラウザが賢いのでホスト名だけでもOK)としてアクセスすることができます。
ここでは，"http://esp8266.local/"でアクセスできます。IPアドレスはDHCPサーバにによりマイコン起動時に自動で割り当てられるので，いつも同じIPアドレスになっているとは限らないため，サーバ名（ホスト名）でアクセス可能になるmDNSの仕組みはありがたいです。
アクセスがあると，温度センサADT7410から，温度を取得し，"ホスト名"，"レスポンス回数"，"温度"の文字列をスペース区切りで返すようにしています。

次のコードは，IDEの既存スケッチ例"HelloServer.ino"を元に作ったものです。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>
#include <Wire.h>

#define STASSID "REPLACE_WITH_YOUR_SSID"
#define STAPSK "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD"

#define SERVERNAME "esp8266"

const char* ssid = STASSID;
const char* password = STAPSK;
const char* servername = SERVERNAME;

ESP8266WebServer server(80);

const int led = 16; //AE-ESP-WROOM-02-DEVには実装されていない
const int adt7410I2CAddress = 0x48; //default

int count = 0;

//adt7410から温度を得る
float getTemperature() {
uint16_t uiVal;
float fVal;
int iVal; //符号ありの整数の値を保持
Wire.requestFrom(adt7410I2CAddress, 2);   //2バイト要求
uiVal = (uint16_t)Wire.read() << 8;
uiVal |= Wire.read();
uiVal >>= 3;

if(uiVal & 0x1000) { // 13ビットで符号判定
      iVal = uiVal - 0x2000; // マイナスの時 (10進数で8192)
}
else {
      iVal = uiVal; //プラスの時，そのまま
}
fVal = (float)iVal / 16.0; // 温度換算(摂氏)
return fVal;
}

void handleRoot() {
float temperature = getTemperature();
digitalWrite(led, 1);
//ここがクライアントに返す文字列
char string1[128];
sprintf(string1,"%s %d %.1f\r\n", servername, count++, temperature);
server.send(200, "text/plain", string1);
digitalWrite(led, 0);
}

void setup(void) {
pinMode(led, OUTPUT);
digitalWrite(led, 0);
Serial.begin(115200);
WiFi.mode(WIFI_STA); //アクセスポイントに子機として接続　station mode
WiFi.begin(ssid, password);
Wire.begin();
Serial.println("");

// Wait for connection
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.print("Connected to ");
Serial.println(ssid);
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());

if (MDNS.begin(servername)) {
    Serial.println("MDNS responder started");
    Serial.print("servername: ");
    Serial.println(servername);
}

server.on("/", handleRoot); //通常リクエストのとき

server.begin();
Serial.println("HTTP server started");
}

void loop(void) {
server.handleClient();
MDNS.update();
}

補足
「server.on("/", handleRoot);」は，ブラウザから「http://サーバ名/」というアクセスがあったら，handleRoot()を実行してね，という設定です。
通常，ブラウザには「http://サーバ名」と入力しますが，ブラウザはその後ろに「/」を加えて「http://サーバ名/」のように送信します。

プログラムがAE-ESP-WROOM-02-DEVに転送された直後に，ArduinoIDEのシリアルモニタには次のように表示されます。（AE-ESP-WROOM-02-DEVをリセットした直後も同じように表示されます。文字化けするときは，115200baudであることを確認してください）
ここでAE-ESP-WROOM-02-DEVに割り当てられたIPアドレスは192.168.1.16であることがわかります。

まず最初にgoogle chromeからIPアドレスでアクセスしてみました。
正確には"http://192.168.1.16/"のように書きます。
32.6が気温です。

次にホスト名でアクセスしてみました。
正確には"http://esp8266.local/"のように書きます。
33.6が気温です。

2つのAE-ESP-WROOM-02-DEV（それぞれ温度センサADT7410を持っている）に，同じLAN内にあるWinPCのExcelからアクセスします。
2つのAE-ESP-WROOM-02-DEVには，プログラムコード上で
#define SERVERNAME "esp8266a"
と
#define SERVERNAME "esp8266b"
のように別々のサーバ名（ホスト名）を与え，起動しておきます。
Excelから，mDNSの恩恵で，2つのURLをホスト名を使ってアクセスします。
ExcelでVBAのプログラムを走らせ，Start，Stopボタンで動作を制御します。

なおVBAでブラウザと同じHTTPアクセスをするためには，Microsoft XMLライブラリを使います。
VBAの環境を開いて，メニューから"ツール"→"参照設定"を選ぶと，"参照設定"ダイアログが開くので，ライブラリファイルの中から"Microsoft XML, v6.0"を探して，チェックを入れてOKで組み込まれます。
Microsoft XMLライブラリからXMLHTTP60のオブジェクトを使って，関数requestHTTP内でHTTPアクセスします。
2つのAE-ESP-WROOM-02-DEVからは，それぞれ"ホスト名"，"アクセス回数"，"温度"がスペース区切りで送られてくるので，それを指定のセルに表示します。

VBAのプログラムは次のようになりました。

Dim hasRequestToStop As Boolean

Sub go()
hasRequestToStop = False
main
End Sub

Sub stopbtn()
hasRequestToStop = True
End Sub

Function requestHTTP(url As String) As String

    Dim httpReq As XMLHTTP60
    Set httpReq = New XMLHTTP60

    Debug.Print httpReq.readyState

    httpReq.Open "GET", "http://" & url
    httpReq.setRequestHeader "Pragma", "no-cache"
    httpReq.setRequestHeader "Cache-Control", "no-cache"
    httpReq.setRequestHeader "If-Modified-Since", "Thu, 01 Jun 1970 00:00:00 GMT"
    httpReq.Send

    Do While httpReq.readyState < 4
        DoEvents
    Loop

    Debug.Print httpReq.responseText
    requestHTTP = httpReq.responseText

    Set httpReq = Nothing

End Function

Function extractBody(text As String) As String
    Dim point As Integer
    text = Replace(text, vbCr, "")
    text = Replace(text, vbLf, "")
    text = StrConv(text, vbLowerCase)
    point = InStr(text, "<html>")
    If point <> 0 Then text = Right(text, Len(text) - (point + 5))
    point = InStr(text, "</html>")
    If point <> 0 Then text = Left(text, point - 1)
    extractBody = text
End Function

Sub mainwork()
    Dim res1 As String
    Dim res2 As String
    Dim parts() As String

    res1 = requestHTTP(Range("A3"))
    res2 = requestHTTP(Range("A4"))
    res1 = extractBody(res1)
    res2 = extractBody(res2)
    parts = Split(res1, " ")
    If 3 <= UBound(parts) - LBound(parts) + 1 Then
        Cells(3, 2).Value = parts(0)
        Cells(3, 3).Value = parts(1)
        Cells(3, 4).Value = parts(2)
    End If
    parts = Split(res2, " ")
    If 3 <= UBound(parts) - LBound(parts) + 1 Then
        Cells(4, 2).Value = parts(0)
        Cells(4, 3).Value = parts(1)
        Cells(4, 4).Value = parts(2)
    End If
End Sub

Sub main()
    Do
        mainwork
        Application.Wait Now + TimeValue("00:00:01")
        If hasRequestToStop = True Then
            Exit Do
            DoEvents
        End If
        DoEvents
    Loop
End Sub

補足
httpReq.setRequestHeader "Pragma", "no-cache"
httpReq.setRequestHeader "Cache-Control", "no-cache"
httpReq.setRequestHeader "If-Modified-Since", "Thu, 01 Jun 1970 00:00:00 GMT"
の3行は，キャッシュに残っているデータは捨てて，必ず新しいデータを受け取るようにしなさいの意味です。
これがないと，キャッシュ内のデータを受け取るだけになってしまい，古いデータが表示されたままになってしまいます。

VBAが動作しているExcelの画面内で次のようにアクセス結果を表示します。
約1秒ごとにアクセスを繰り返します。
温度センサADT7410の個体差が測定温度に現れています。±0.3度程度の違いが現れます。

Wi-FiマイコンESP-WROOM-02をWebサーバとして動作させ，ESP-WROOM-02に接続された温度センサADT7410の値を，クライアントがリクエストしたタイミングでデータを送信するようにしました。
また複数のESP-WROOM-02サーバからデータを得るためにVBAを使ってExcelに表示する例を示しました。

補足
Excelの画面では見た目が悪いので，Powerpointで作ることもできます。Excelのセルに表示するのではなく，Powerpointの表に表示することなどが考えられます。ただし，表示場所を指示するのが面倒なのと，ExcelVBAとPowerpointVBAに多少違いがあるので，注意が必要です。

Wi-FiマイコンESP-WROOM-02のWebサーバ動作 温度センサADT7410使用

Wi-FiマイコンESP-WROOM-02のWebサーバ動作
温度センサADT7410使用