ESP32-DevKitCによる温湿度測定（Wi-Fi機能の使用） #APモード

はじめに

最近、趣味と勉強のためマイコンボードを使い始めました。
今回は、ESP32-DevKitC（以下ESP32）というマイコンボードでWi-Fi機能を使って温湿度測定を行いました。

ESP32のWi-Fi機能について

ESP32のWi-Fi機能にはステーション（STA）モードとアクセスポイント（AP）モードがあります。これらは次のように使い分けます。

STAモード
ESP32を既存のWi-Fiネットワークのアクセスポイントに接続する場合に使います。PC等とESP32を無線LANルータを経由して接続するため、PC等でインターネットに接続しながらESP32に接続できます。
APモード
ESP32自身をアクセスポイントとして、PCやスマホからアクセスする場合に使います。無線LANルータが無くてもPC等とESP32を接続できます。

ESP32のWi-Fi機能を使った温湿度測定

温湿度センサDHT11を用いて、Wi-Fi機能のSTAおよびAPモードを使った温湿度の測定を行いました。

温湿度センサとESP32の接続

温湿度センサにはDHT11を用いて、DHT11とESP32は以下のように接続しました。

DHT11のVDDをESP32の5Vへ接続
DHT11のGNDをESP32のGNDへ接続
DHT11のSIGをESP32の14ピンへ接続

マイコンボードESP32への温湿度センサDHT11の接続

センサ裏面に書かれた電極名

作成したArduino IDEのスケッチです。

STAモード

#include <WiFi.h>
#include <DHT.h>

const char* ssid = "Buffalo-G-1028"; //Wi-FiルータのSSID
const char* password = "************"; //Wi-FiルータのPASSWORD

const int PIN_DHT = 14;
DHT dht(PIN_DHT,DHT11);
WiFiServer server(80);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  Serial.println(ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.print("Connecting to ");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    if (WiFi.status() == WL_CONNECT_FAILED) {
      Serial.println("Can't connect");
    }
  }
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  server.begin();
  dht.begin();
}

void loop() {
  WiFiClient client = server.available();
  if (client) {
    String currentLine = "";
    Serial.println("New Client.");
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read();
        Serial.write(c);
        if (c == '\n') {
          if (currentLine.length() == 0) {
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-Type: text/html; charset=utf-8;");
            client.println();
            client.println("<!DOCTYPE HTML>");
            client.println("<html>");
            client.println("<head><meta http-equiv=\"refresh\" content=\"5\"></head><body><h1>ESP32とDHT11による温度・湿度の測定</h1><h2>温度 : ");
            client.println(dht.readTemperature(), 1);
            client.println("℃<br>湿度 : ");
            client.println(dht.readHumidity(), 1);
            client.println("%RH</h2></body></html>");
            client.println();
            Serial.println("温度 湿度");
            Serial.println(dht.readTemperature(), 1);
            Serial.println(dht.readHumidity(), 1);
            break;
          } else {
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {
          currentLine += c;
        }
      }               
    }
    client.stop();
    Serial.println("Client Disconnected.");
  }
}

APモード

#include <WiFi.h>
#include <DHT.h>

const char *ssid = "ESP32ap"; //任意の名前
const char *password = "12345678"; //任意のパスワード
const IPAddress ip(192,168,30,3);
const IPAddress subnet(255,255,255,0);

const int PIN_DHT = 14;
DHT dht(PIN_DHT,DHT11);
WiFiServer server(80);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  WiFi.softAP(ssid, password);
  delay(100);
  WiFi.softAPConfig(ip,ip,subnet);
  IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
  server.begin();
  Serial.print("SSID: ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("AP IP address: ");
  Serial.println(myIP);
  Serial.println("Server start!");
}

void loop() {
  WiFiClient client = server.available();
  if (client) {
    String currentLine = "";
    Serial.println("New Client.");
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read();
        Serial.write(c);
        if (c == '\n') {
          if (currentLine.length() == 0) {
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-Type: text/html; charset=utf-8;");
            client.println();
            client.println("<!DOCTYPE HTML>");
            client.println("<html>");
            client.println("<head><meta http-equiv=\"refresh\" content=\"5\"></head><body><h1>ESP32とDHT11による温度・湿度の測定</h1><h2>温度 : "); 
            client.println(dht.readTemperature(), 1);
            client.println("℃<br>湿度 : ");
            client.println(dht.readHumidity(), 1);
            client.println("%RH</h2></body></html>");
            client.println();
            Serial.println("温度 湿度");
            Serial.println(dht.readTemperature(), 1);
            Serial.println(dht.readHumidity(), 1);
            break;
          } else {
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {
          currentLine += c;
        }
      }               
    }
    client.stop();
    Serial.println("Client Disconnected.");
  }
}

これら二つのスケッチにおいて、void loop()関数は全く同じです。
各スケッチを実行後、次の操作が必要になります。

STAモード
Arduino IDEのシリアルモニタにIP adressが表示されるので、そのアドレスをスマホやPCのブラウザに打ち込むと温度と湿度が測定され表示されます。表示は5秒ごとに更新されます。
APモード
スマホやPCをスケッチのssidで定義したアクセスポイントにWi-Fi接続します。passwordの入力を求められたら、それも入力します。
スケッチで定義したIP adress 「192,168,30,3」をスマホやPCのブラウザに打ち込むと温度と湿度が測定され表示されます（表示は5秒ごとに更新されます）。私のPCでは、APモードでWi-Fi接続すると次のような表示になりました。

ブラウザに温度と湿度が表示されている様子です。

開発環境

マイコンボード：ESP32-DevKitC-32E
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-15673/
ボード情報：esp32 by Espressif, ver. 2.0.11
温湿度センサ：DHT11
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-15491/
Ardiono IDE：ver. 2.2.1
OS：Windows11

終わりに

何かのご参考になれば幸いです。

参考記事

M5StackでWifiをAPとSTAとで使い分ける

WIFI環境でESP32を使ったサーバーを立ててみよう！

ESP32 Arduino: ウェブサーバ上で温湿度センサの情報表示