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Franzininho WiFi: WiFi Station (STA)

Introdução

O WiFi Station (STA) é um modo de operação de dispositivos WiFi que permite que eles se conectem a uma rede WiFi existente como um cliente. Os dispositivos conectados à rede Wi-Fi são definidos como Station (STA) e ficam em um raio consideravelmente próximo do ponto de acesso (Access Point ou AP). Embora o nome “Station” dê a impressão de que os equipamentos são obrigatoriamente estacionários ou fixos, essa classificação inclui tanto equipamentos móveis (smartphones, smartwatches) quanto equipamentos fixos (desktops, interruptores e lâmpadas inteligentes). Quando se conecta à rede Wi-Fi, inicia-se uma troca de pacotes por uma camada de protocolo de rede segura e criptografada.

O Access Point (AP) geralmente está integrado ao roteador, que pode fornecer acesso à rede privada ou à rede aberta (Internet). Cada AP possui um identificador conhecido como SSID (Service Set Identifier), que é basicamente o nome da rede quando queremos conectar nosso dispositivo ao Wi-Fi.

A Franzininho WiFi pode operar como Station, permitindo conexão com WiFi, ou como Soft Access Point (soft-AP), tornando-se um ponto de acesso (AP) e conectando-se à rede WiFi ao mesmo tempo. Esses recursos possibilitam o desenvolvimento de aplicações IoT (Internet das Coisas) cada vez mais comuns e escaláveis.

Nesse artigo vamos aprender a usar a Franzininho WiFi no modo WiFi Station para conectar a uma rede doméstica e imprimir informações da conexão.

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WiFi Station - Franzininho WiFi
Figura 1 – Franzininho Wi-Fi configurada como Station.

Biblioteca WiFi

Os métodos apresentados nesta seção são os mais comuns para configurar a Franzininho WiFi no modo Station. No entanto, existem outras opções disponíveis para conectar o dispositivo à rede. Para conhecer todas as possibilidades de métodos e suas variações, é possível consultar a lista completa no repositório da Espressif para o core do Arduino.

begin()

Inicializa o drive WiFi com as configurações padrões. Lembre-se que inicializado uma vez, não é necessário chamar esse método novamente. Devido à sobrecarga do método é possível configurar manualmente.

wl_status_t WiFi.begin();

  • ssid : nome da rede local
  • passphrase : senha da rede local

Retorna o status do drive ao inicializar, os são:

WL_CONNECT_FAILED: Falha ao registrar o drive

WL_IDLE_STATUS: informa que o drive WiFi está inicializado e aguardando próximas ações

subnetMask()

Procura o subnet Mask da rede conectada. Lembre-se que o dispositivo deve está conectado com a rede.

Retorna o IP Address subnet Mask.

gatewayIP()

Pega o endereço IP do gateway.

Retorna o IP Address do gateway.

localIP()

Pega o endereço IP do Franzininho WiFi.

Retorna o IP Address do dispositivo configurado como station.

macAddress()

Pega o endereço MAC da interface de Station.

Retorna uma String do endereço MAC.

status()

Verifica o status do dispositivo em relação à rede.

Retorna o status do drive do WiFi.

WL_IDLE_STATUS: quando o WiFi está em processo de mudança de status

WL_CONNECTED: informa o status após a conexão estável

WL_CONNECT_FAILED: informa que a conexão não foi estabelecida

WL_DISCONNECTED: drive WiFi não está configurado 

mode()

Habilita o drive WiFi para o operar num modo específico.

  • m : seleciona o modo

WIFI_MODE_MODE_STA : modo estação (Estação)

WIFI_MODE_AP: modo ponto de acesso (Access Point)

WIFI_MODE_APSTA: modo pode operar como ponto de acesso e estação

Retorna true, caso tenha configurado modo ou false, caso não foi habilitado o modo.

Materiais necessários

Para desenvolver nossa aplicação os materiais utilizados foram:

  • Placa Franzininho WiFi
  • Arduino IDE

Circuito para exemplo WiFi Station

Nesse artigo vamos utilizar apenas a placa Franzininho WiFi para desenvolvermos a aplicação proposta.

WiFi Station - Franzininho WiFi

Código

Nesta seção, apresentamos o código proposto para configurar e conectar a Franzininho WiFi a uma rede doméstica, além de extrair informações relevantes. Para visualizar essas informações da rede, é necessário abrir o monitor serial.

Simule esse projeto no Wokwi: https://wokwi.com/projects/364820523987466241

Explicação do Código

Nesta seção, vamos explicar o código linha por linha, para garantir uma compreensão completa e entender a finalidade de cada função utilizada.

Incluir a biblioteca do WiFi:

Declara as variáveis para receber os campos de SSID e senha da rede a ser utilizada:

Utilizamos uma definição (CONFIG_MANUAL) para incluir uma configuração manual da rede. Caso prefira outra abordagem, é possível alterar os endereços ou deixar que o roteador realize o gerenciamento desses endereços.

No void setup(), iniciamos o canal de comunicação serial e imprimir uma mensagem:

Caso seja realizada a configuração manual, esse método será responsável por receber o endereço IP, endereço do Gateway e a Máscara da Rede.

Configura o dispositivo como Station e inicializa a comunicação com o AP:

Fica numa rotina de repetição até que consiga conectar-se a rede:

Mostra as informações da rede após conexão estabelecida..

Conclusão

No projeto proposto, apresentamos uma maneira simples de configurar a Franzininho WiFi como Station. Com o canal de comunicação seguro estabelecido, é possível realizar o tráfego de informações por diferentes tipos de protocolos da Internet. Dessa forma, já é possível planejar uma aplicação IoT para atender a algum serviço na WEB.

Os métodos apresentados neste artigo são apenas uma pequena amostra do quão configurável e flexível o drive WiFi pode ser. Além disso, há a possibilidade de utilizar a Franzininho em redes empresariais (WPA Enterprise), onde o acesso é restrito por usuário, nome da rede e senha.

Saiba mais

Franzininho WiFi: Primeiros passos na Arduino IDE

Programando a Franzininho WiFi com Zephyr RTOS

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