esp8266nodemcuをatmega16マイクロコントローラーとインターフェースしてメールを送信する

Atmega16は低コストの8ビットマイクロコントローラーであり、以前のバージョンのマイクロコントローラーよりも多くのGPIOが付属しています。UART、USART、SPI、I2Cなどの一般的に使用されるすべての通信プロトコルがあります。幅広いコミュニティサポートとシンプルさにより、ロボット工学、自動車、自動化業界で幅広い用途があります。

Atmega16は、 IoTなどのドメイン内のアプリケーション領域を制限するWi-FiやBluetoothなどのワイヤレス通信プロトコルをサポートしていません。この制限を克服するために、ワイヤレスプロトコルを備えた他のコントローラーをインターフェースすることができます。広く使用されているESP8266のようなワイヤレスプロトコルをサポートするコントローラーは多数あります。

今日は、Atmega16をESP8266 NodeMCUとインターフェースし て、インターネットを介してワイヤレスで通信できるようにします。ESP8266 NodeMCUは、コミュニティサポートと簡単に利用できるライブラリを備えた広く使用されているWiFiモジュールです。また、ESP8266NodeMCUはArduinoIDEで簡単にプログラムできます。ESP8266は、任意のマイクロコントローラーとインターフェースできます。

このチュートリアルでは、ESP8266NodeMCUモジュールとAtmega16を使用して電子メールを送信します。指示はAtmega16によって提供され、ESP8266が指示を受信すると、選択した電子メール受信者に電子メールを送信します。ATmega16およびESP8266NodeMCUはUARTシリアル通信を介して通信します。ただし、SPI、I2C、UARTなど、ATmega16とESP8266NodeMCUのインターフェイスには任意の通信プロトコルを使用できます。

始める前に覚えておくべきこと

このプロジェクトで使用されているAtmega16マイクロコントローラーは5Vロジックレベルで動作しますが、ESP8266NodeMCUは3.3Vロジックレベルで動作することに注意してください。両方のマイクロコントローラーのロジックレベルが異なるため、Atmega16とESP8266 NodeMCUの間で通信障害が発生したり、適切なロジックレベルが維持されていないとデータが失われたりする可能性があります。

ただし、両方のマイクロコントローラーのデータシートを調べたところ、ESP8266 NodeMCUのすべてのピンは最大6Vの電圧レベルに耐えられるため、ロジックレベルをシフトせずにインターフェイスできることがわかりました。したがって、5Vロジックレベルで進めても問題ありません。また、Atmega16のデータシートには、2Vを超える電圧レベルはロジックレベル「1」と見なされ、ESP8266NodeMCUは3.3Vで動作することが明記されています。つまり、ESP8266 NodeMCUが3.3Vを送信している場合、Atmega16はそれをロジックレベル「1」と見なすことができます。そのため、ロジックレベルシフトを使用せずに通信が可能になります。5から3.3Vまでのロジックレベルシフターを自由に使用できますが。

ここですべてのESP8266関連プロジェクトを確認してください。

必要なコンポーネント

ESP8266NodeMCUモジュール
Atmega16マイクロコントローラーIC
16Mhz水晶発振器
2つの100nFコンデンサ
2つの22pFコンデンサ
ボタンを押す
ジャンパー線
ブレッドボード
USBASP v2.0
Led（任意の色）

回路図

電子メールを送信するためのSMTP2GOサーバーの設定

プログラミングを開始する前に、ESP8266を介してメールを送信するためのSMTPサーバーが必要です。オンラインで利用できるSMTPサーバーはたくさんあります。ここでは、smtp2go.comがSMTPサーバーとして使用されます。

したがって、コードを記述する前に、SMTPユーザー名とパスワードが必要になります。これらの2つの資格情報を取得するには、以下の手順に従って、電子メールを正常に送信するためのSMTPサーバーの設定について説明します。

ステップ1：-「SMTP2GOを無料で試す」をクリックして、無料のアカウントに登録します。

ステップ2：-ウィンドウがポップアップします。ここで、名前、電子メールID、パスワードなどの資格情報を入力する必要があります。

ステップ3：-サインアップ後、入力した電子メールでアクティベーション要求を受け取ります。メールの確認リンクからアカウントをアクティブにしてから、メールIDとパスワードを使用してログインします。

ステップ4：-ログインすると、SMTPユーザー名とSMTPパスワードを取得します。これらを覚えておくか、メモ帳にコピーしてさらに使用してください。この後、「終了」をクリックします。

ステップ5：-左側のアクセスバーで、[設定]、[ユーザー]の順にクリックします。ここでは、SMTPサーバーとポート番号に関する情報を確認できます。通常は次のとおりです。

ユーザー名とパスワードをエンコードする

次に、ASCII文字セットを使用してbase64エンコード形式でユーザー名とパスワードを変更する必要があります。電子メールとパスワードをbase64エンコード形式に変換するには、BASE64ENCODE（https://www.base64encode.org/）というWebサイトを使用します。さらに使用するために、エンコードされたユーザー名とパスワードをコピーします。

これらの手順を完了したら、ESP8266NodeMCUおよびAtmega16ICのプログラミングに進みます。

AVRマイクロコントローラーAtmega16およびESP8266のプログラミング

プログラミングには2つのプログラムが含まれます。1つはAtmega16が命令の送信者として機能し、もう1つはESP8266NodeMCUが命令の受信者として機能します。両方のプログラムは、このチュートリアルの最後にあります。Arduino IDEはESP8266とUSBaspプログラマーの書き込みに使用され、AtmelStudioはAtmega16の書き込みに使用されます。

1つのプッシュボタンとLEDはAtmega16と連動しているため、プッシュボタンを押すと、Atmega16はNodeMCUに指示を送信し、NodeMCUはそれに応じて電子メールを送信します。LEDはデータ送信のステータスを示します。それでは、Atmega16のプログラミングを開始してから、ESP8266NodeMCUを開始しましょう。

電子メールを送信するためのATmega16のプログラミング

動作周波数を定義し、必要なすべてのライブラリを含めることから始めます。使用するライブラリにはAtmelStudioパッケージが付属しています。

#define F_CPU 16000000UL #include #include #include #include

この後、ESP8266と通信するために、ボーレートを定義する必要があります。ボーレートは、Atmega16とNodeMCUの両方のコントローラーで同じである必要があることに注意してください。このチュートリアルでは、ボーレートは9600です。

#define BAUD_PRESCALE（（（ F_CPU /（USART_BAUDRATE * 16UL）））-1）

2つのレジスタUBRRLとUBRRHは、ボーレート値をロードするために使用されます。下位8ビットのボーレートはUBRRLにロードされ、上位8ビットのボーレートはUBRRHにロードされます。簡単にするために、ボーレートが値で渡されるUART初期化の関数を作成します。UART初期化機能には次のものが含まれます。

レジスタUCSRBの送信ビットと受信ビットを設定します。
レジスタUCSRCで8ビット文字サイズを選択します。
UBRRLおよびUBRRHレジスタへのボーレートの下位ビットと上位ビットのロード。

void UART_init（long USART_BAUDRATE） { UCSRB-=（1 << RXEN）-（1 << TXEN）; UCSRC-=（1 << URSEL）-（1 << UCSZ0）-（1 << UCSZ1）; UBRRL = BAUD_PRESCALE; UBRRH =（BAUD_PRESCALE >> 8）; }

次のステップは、文字を送信するための機能を設定することです。このステップには、空のバッファが終了するのを待ってから、char値をUDRレジスタにロードすることが含まれます。charは関数でのみ渡されます。

void UART_TxChar（char c） { while（！（UCSRA&（1 < UDR = c; }

文字を転送する代わりに、以下のような文字列を送信する関数を作成します。

void UART_sendString（char * str） { unsigned char s = 0; while（str！= 0） { UART_TxChar（str）; s ++; } }

でメイン（）関数呼び出し UART_initを（）送信を開始します。そして、Test文字列をNodeMCUに送信してエコーテストを実行します。

UART_init（9600）; UART_sendString（ "TEST"）;

LEDとプッシュボタンのGPIOピンの構成を開始します。

DDRA-=（1 << 0）; DDRA&=〜（1 << 1）; PORTA-=（1 << 1）;

プッシュボタンが押されていない場合は、LEDをオンのままにし、プッシュボタンが押されている場合は、 NodeMCUへの「SEND」コマンドの送信を開始してLEDをオフにします。

if（bit_is_clear（PINA、1）） { PORTA-=（1 << 0）; _delay_ms （20）; } else { PORTA&=〜（1 << 0）; _delay_ms （50）; UART_sendString（ "SEND"）; _delay_ms （1200）; }

ESP8266NodeMCUのプログラミング

NodeMCUのプログラミングには、Atmega16からのコマンドの受信と、1つのSMTPサーバーを使用した電子メールの送信が含まれます。

まず、インターネットを使用して電子メールを送信するため、WIFIライブラリを含めます。接続を成功させるためのWIFIssidとパスワードを定義します。SMTPサーバーも定義します。

#include const char * ssid = "xxxxxxxxxxxx"; const char * password = "xxxxxxxxxxx"; char server = "mail.smtp2go.com";

で 、セットアップ（） 関数で、設定はATmega16のに似たボーレートは9600とWIFIと表示IPアドレスに接続するようボーレート。

Serial.begin（9600）; Serial.print（ "接続先："）; Serial.println（ssid）; WiFi.begin（ssid、password）; while（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED） { delay（500）; Serial.print（ "。"）; }

内 ループ（） 関数、受信は、受信ピンでバイト読み取りおよび文字列形式に変換します。

if（Serial.available（）> 0）{ while（Serial.available（）> 0 && index1 <6） { delay（100）; inChar = Serial.read（）; inData = inChar; index1 ++; inData = '\ 0'; } variable.toUpperCase（）; for（byte i = 0; i <6; i ++）{ variable.concat（String（inData））; } Serial.print（ "variable is ="）; Serial.println（変数）; Serial.print（ "indata is ="）; Serial.println（inData）; delay（20）; } String string = String（variable）;

受信コマンドが一致する場合は、sendEmail（）関数を呼び出して受信者に電子メールを送信します。

if（string == "SEND"）{ sendEmail（）; Serial.print（ "メールの送信先："）; Serial.println（ "受信者"）; Serial.println（ ""）; }

SMTPサーバーをセットアップすることは非常に重要であり、これを行わないと、電子メールを送信できません。また、通信中は、両方のコントローラーでボーレートを同じに設定してください。

つまり、これがESP8266をAVRマイクロコントローラーとインターフェースしてIoT通信を可能にする方法です。また、以下の作業ビデオも確認してください。