การใช้งาน ESP8266 ในโหมด AP และการรับส่งข้อมูลผ่าน TCP

ESP8266 เป็นบอร์ด WiFi ที่สามารถทำงานได้ 3 โหมด คือ โหมด AP โหมด STA และโหมด AP & STA ในแต่ละโหมดมีความแตกต่างกันดังนี้

• โหมด AP - เป็นโหมดที่จะต้องรอให้มีอุปกรณ์มาเชื่อมต่อจึงจะสามารถรับส่งข้อมูลกันได้
• โหมด STA - เป็นโหมดที่กำหนดให้ ESP8266 ไปเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น เร้าเตอร์ แล้วรับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องในวงแลนได้
• โหมด AP & STA - เป็นโหมดที่สามารถทำงานได้ทั้ง 2 อย่างภายในเวลาเดียวกัน แต่ความสเถียรจะลดลง และทำให้ใช้กำลังไฟฟ้ามากขึ้น

ในการใช้งานควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่อยู่ในระยะใกล้ และต้องย้ายสถานที่ใช้งานที่บ่อย เช่น นำไปใช้งานควบคุมหุ่นนต์ ควรจะใช้งานในโหมด AP

โปรโตคอลที่ใช้รับ-ส่งข้อมูล

การรับส่งข้อมูลผ่านอินเตอร์เน็ต เช่น การเข้าเว็บไซต์ การใช้บริการเกมส์ออนไลน์ จะใช้โปรโตคอลพื้นฐานอยู่ 2 ตัว คือ TCP และ UDP โดยทั้ง 2 โปรโตคอลมีความแตกต่างกันดังนี้

• TCP - เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการเรียกหน้าเว็บไซต์ โปรโตคอลนี้เมื่อส่งข้อมูลไปแล้ว จะต้องรอการยืนยันได้รับข้อมูลจากเครื่องปลายทาง จึงจะเริ่มส่งข้อมูลต่อไป ข้อดีของโปรโตคอลนี้คือได้รับข้อมูลที่ถูกต้องสมบูรณ์ 

• UDP - เป็นโปรโตคอลที่ใช้สำหรับการรับส่งข้อมูลแบบเรียวทามที่ไม่ต้องการความถูกต้องของข้อมูลมากนัก เช่น การใช้รับส่งข้อมูในเกมส์ออนไลน์ โปรโตคอลนี้จะมีหน้าที่ส่งข้อมูลเพียงอย่างเดียว ปลายทางไม่ต้องยืนยันได้รับข้อมูล ข้อดีของโปรโตคอลนี้คือมีขั้นตอนการทำงานที่ง่ายกว่าแบบ TCP ทำให้ทำงานได้เร็วกว่านั่นเอง

ขอบคุณรูปภาพจาก www.ni.com

ในบทความนี้จะเลือกใช้โปรโตคอล TCP เพราะความถูกต้องของข้อมูลสำคัญมากกว่าความเร็วในงาน IoT และงานควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ

คำสั่งที่ควรรู้

WiFiServer::WiFiServer(port);

เป็นคำสั่งเปิดออปเจ็คใหม่เพื่อเริ่มใช้งาน TCP Server ตรงค่าพารามิเตอร์ port สามารถตั้งได้เองโดยต้องเป็นตัวเลขเท่านั้น แนะนำ 10 - 9999 ไม่ควรใช้พอร์ต 80 443 21 22

void WiFiServer::begin(void);

เป็นคำสั่งที่ต้องอยู่ใน void setup() ใช้สำหรับสั่งให้ TCP Server เริ่มการทำงาน

WiFiClient WiFiServer::available(void);

เป็นคำสั่งที่จะมีการให้ค่าของออปเจ๊ค WiFiClient ออกมา เพื่อตรวจสอบว่าขณะนี้มีคนเชื่อมต่อเข้ามาหรือไม่

ิbool WiFiClient::connected(void);

ใช้ตรวจสอบว่าขณะนี้ยังเชื่อมต่ออยู่หรือไม่

int WiFiClient::available(void);

ใช้ตรวจสอบว่ามีการส่งข้อมูลเข้ามาแล้วหรือไม่ โดยจะให้ค่ากลับเป็นขนาดข้อมูลที่ถูกเก็บไว้ในบัพเฟอร์

char WiFiClient::read(void);

เป็นคำสั่งอ่านข้อมูลออกมาจากบัพเฟอร์ทีละไบต์

ตัวอย่างโปรแกรมใช้งาน

โค้ดโปรแกรมด้านล่างนี้จะมีการเก็บข้อมูลไว้ที่ตัวแปร line โดยข้อมูลที่ส่งมาเมื่อจบแล้วจะต้องมีการขึ้นบรรทัดใหม่โดยใช้ \r\n จากนั้นจะมีการปิดการเชื่อมต่ออัตโนมัติ

การทดสอบรับ - ส่งข้อมูล

เชื่อมต่อ WiFi เข้าไปที่ตัว ESP8266 ให้เรียบร้อย (ชื่อ WiFi จะชื่อ ESP_xxxx)

ดาว์นโหลดโปรแกรม hercules ได้ที่ hercules_3-2-8.exe เปิดโปรแกรมขึ้นมา แล้วกดไปที่เมนู TCP Client กรอก Module IP เป็น 192.168.4.1 จากนั้นกรอก Port เป็น 88 เสร็จแล้วกด Connect

กรณีเชื่อมต่อสำเร็จจะขึ้น Connected ดังรูป

เปิด Serial Monitor ขึ้นมา

ในช่อง Send ลองพิมพ์ TEST<LF><CR> แล้วกด Send จะพบว่าสามารถส่งข้อมูลไปหา ESP8266 ได้แล้ว และมีการตัดการเชื่อมต่ออัตโนมัติ

ทดลองควบคุมหลอด LED

นำโค้ดด้านล่างนี้อัพโหลดเข้าบอร์ด ESP8266

เชื่อมต่อเข้าไปที่ ESP8266 แล้วใช้โปรแกรม hercules ทดลองส่ง LEDON<LF><CR> และ LEDOFF<LF><CR> จะพบว่าสามารถควบคุมหลอด LED ได้แล้ว

ส่งท้าย

บทความนี้เป็นเพียงตัวอย่างเล็ก ๆ ในขณะที่ ESP8266 มีความสามารถเยอะมากกว่านี้ครับ หวังว่าบทความนี้จะช่วยให้ท่านสามารถเรียนรู้และนำไปประยุกต์ใช้งานได้ครับ

ขอบคุณที่ติดตามอ่านมาถึงส่วนนี้ครับ