사물인터넷(IoT)2016. 7. 26. 15:36

이번에는 NodeMCU, Lua, ESP8266 (Amica Board) 를 가지고 인터넷을 통하여 릴레이(Relay) 를 제어해 보려고 한다. 릴레이에 대해서는 이 블로그에서 많이 다루었지만 인터넷으로 릴레이를 제어하는 것은 처음인 듯 하다. 릴레이를 인터넷을 통하여 제어할 수 있다는 의미는 세계 어디서든 인터넷에만 연결되어 있으면 집안 또는 원격지의 전기, 전자기구 들을 제어할 수 있다는 말과 같다. 활용하기에 따라 요즘 IoT 광고에 나오는 기능들을 충분히 DIY로 구현해 볼 수 있다고 생각한다.


릴레이는 예전에 테스트 해 보았던 4채널 릴레이 모듈을 이용했다. 4개의 릴레이가 붙어 있어서 4개의 전원을 ON/OFF 할 수 있다. VCC, GND 와 제어를 위한 IN1 ~ IN4 단자가 달려 있다.


ESP8266 보드는 이제껏 계속 사용해 왔던 위와 같은 Amica 라는 이름의 ESP8266 개발보드를 이용했다. 펌웨어는 'NodeMCU_float_0.9.6-dev_20150704' 버전을 이용했다. 


그런데 문제가 발생했다. 위의 개발보드의 단자를 보면 3.3V 출력 밖에 없다. 하지만 릴레이 모듈은 5V 에서 동작한다. 외부전원을 사용해 볼까? 생각하다가 그냥 보드의 3.3V 에 연결해서 테스트해 보기로 했다. 연결해보니 정상적으로 동작하긴 한다. 그러나 5V 로 동작할 때 보다 뭔가 릴레이의 접점이 붙는 소리가 힘이 없다. 테스트용으로는 상관이 없겠지만 신뢰성 있는 장치를 만들 경우에는 릴레이에 정격의 전압을 반드시 사용해야 할 듯 하다.


 ESP8266

 Relay (4 Channel)

 3.3V

 VCC

 GND

 GND

 D1

 IN1

 D2

 IN2

 D3

 IN3

 D4

 IN4


연결은 위의 표와 같이 해 주었다.


■ 소스

internet_relay.lua 소스는 http://www.robokits.co.in 의 소스를 참고하여 수정하였다. 원래는 2채널용 소스였고 잡다한 HTML 태그가 달려 있었는데 정리해 주고, 인터넷 연결 부분의 소스를 분리해 주었다.


credentials.lua

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-- WiFi Connect information
SSID = "와이파이 이름"
PASSWORD = "와이파이 패스워드"
cs


init.lua

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-- load credentials, 'SSID' and 'PASSWORD' declared and initialize in there
dofile("credentials.lua")
 
function startup()
    if file.open("init.lua"== nil then
        print("init.lua deleted or renamed")
    else
        print("WiFi Connected...")
        file.close("init.lua")
        -- the actual application is stored in 'application.lua'
        --dofile("webserver.lua")
        dofile("internet_relay.lua")
    end
end
 
print("Connecting to WiFi access point...")
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config(SSID, PASSWORD)
wifi.sta.connect()
tmr.alarm(110001, function()
    if wifi.sta.getip() == nil then
        print("Waiting for IP address...")
    else
        tmr.stop(1)
        print("WiFi connection established, IP address: " .. wifi.sta.getip())
        print("You have 3 seconds to abort")
        print("Waiting...")
        tmr.alarm(030000, startup)
    end
end)
 
cs


internet_relay.lua

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--Configure relay ouutput pins, pins are floating and relay opto needs ground to be activated. So pins are kept high on startup.
Relay1 = 1
Relay2 = 2
Relay3 = 3
Relay4 = 4
 
gpio.mode(Relay1, gpio.OUTPUT)
gpio.write(Relay1, gpio.HIGH);
gpio.mode(Relay2, gpio.OUTPUT)
gpio.write(Relay2, gpio.HIGH);
gpio.mode(Relay3, gpio.OUTPUT)
gpio.write(Relay3, gpio.HIGH);
gpio.mode(Relay4, gpio.OUTPUT)
gpio.write(Relay4, gpio.HIGH);
 
--Create server and send html data, process request from html for relay on/off.
srv=net.createServer(net.TCP)
srv:listen(8080,function(conn) --change port number if required. Provides flexibility when controlling through internet.
    conn:on("receive", function(client,request)
        local html_buffer = "";
        local html_buffer1 = "";
        
        
        local _, _, method, path, vars = string.find(request, "([A-Z]+) (.+)?(.+) HTTP");
        if(method == nil)then
            _, _, method, path = string.find(request, "([A-Z]+) (.+) HTTP");
        end
        local _GET = {}
        if (vars ~= nil)then
            for k, v in string.gmatch(vars, "(%w+)=(%w+)&*"do
                _GET[k] = v
            end
        end
 
        html_buffer = html_buffer.."<html><head><meta http-equiv=\"Content-Language\" content=\"en-us\"><meta http-equiv=\"Content-Type\" content=\"text/html;\">";
        html_buffer = html_buffer.."</head><body><font size=5>Internet Relay Control (NodeMCU/Lua, ESP8266)</font></br>";
        html_buffer1 = html_buffer1.."<a href=\"?pin=ON1\"><button style=\"width:300\">Relay1 ON</button></a><a href=\"?pin=OFF1\"><button style=\"width:300\">Relay1 OFF</button></a><br/>";
        html_buffer1 = html_buffer1.."<a href=\"?pin=ON2\"><button style=\"width:300\">Relay2 ON</button></a><a href=\"?pin=OFF2\"><button style=\"width:300\">Relay2 OFF</button></a><br/>";
        html_buffer1 = html_buffer1.."<a href=\"?pin=ON3\"><button style=\"width:300\">Relay3 ON</button></a><a href=\"?pin=OFF3\"><button style=\"width:300\">Relay3 OFF</button></a><br/>";
        html_buffer1 = html_buffer1.."<a href=\"?pin=ON4\"><button style=\"width:300\">Relay4 ON</button></a><a href=\"?pin=OFF4\"><button style=\"width:300\">Relay4 OFF</button></a><br/>";
        html_buffer1 = html_buffer1.."</body></html>";
    
    
        local _on,_off = "",""
        if(_GET.pin == "ON1")then
              gpio.write(Relay1, gpio.LOW);
        elseif(_GET.pin == "OFF1")then
              gpio.write(Relay1, gpio.HIGH);
        elseif(_GET.pin == "ON2")then
              gpio.write(Relay2, gpio.LOW);
        elseif(_GET.pin == "OFF2")then
              gpio.write(Relay2, gpio.HIGH);
        elseif(_GET.pin == "ON3")then
              gpio.write(Relay3, gpio.LOW);
        elseif(_GET.pin == "OFF3")then
              gpio.write(Relay3, gpio.HIGH);
        elseif(_GET.pin == "ON4")then
              gpio.write(Relay4, gpio.LOW);
        elseif(_GET.pin == "OFF4")then
              gpio.write(Relay4, gpio.HIGH);                            
        end
        --Buffer is sent in smaller chunks as due to limited memory ESP8266 cannot handle more than 1460 bytes of data.
        client:send(html_buffer);
        client:send(html_buffer1);
        client:close();
        collectgarbage();
    end)
end)
 
cs


internet_relay.lua 소스를 보면 ESP8266 이 웹서버로 동작한다. 8080 포트로 클라이언트의 요청을 기다리고 있다가 클라이언트(브라우저)의 요청이 있을 경우 html_buffer 의 내용을 브라우저로 보내준다. HTML 의 내용에는 각 릴레이에 해당되는 버튼에 링크태그를 걸어서 버튼 클릭 시 pin 이라는 name 으로 릴레이의 ON/OFF value 를 보내준다. 이 값을 가지고 if 문을 이용하여 각각의 릴레이를 ON/OFF 하도록 제어하는 것이다.




위의 소스를 보드에 업로드 하고 브라우저에서 ESP8266에 할당된 IP + 설정한 포트번호를 치고 들어가면 위와 같이 버튼 8개가 나열된다. 각 버튼 클릭 시 릴레이 1 ~ 4 가 제대로 제어가 됨을 확인 하였다.



물론 위와 같이 공유기의 내부IP를 이용한 접속은 말 그대로 내부IP(사설IP)이기 때문에 집에서 밖에 콘트롤 할 수 없으며 별 의미가 없다.  이럴 경우는 공유기의 DDNS, 포트포워딩 설정을 이용하면 외부에서도 접근이 가능하다. 이에 대해서는 예전 글 "외부에서 NodeMCU 웹서버 접속하기" 를 참고하면 된다.



▶추가사항 (2016.07.29) : http://deneb21.tistory.com/427 에 조금 더 업그레이드 된 소스를 올려 놓았다. (릴레이 현재상태를 알 수 있도록 함.)

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Posted by 대네브 (deneb)

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  1. 안녕하세요

    internet_relay.lua 파일의 24~33번째 줄 내용좀 해석해주세요!!!
    변수 선언부분에 _, 이것두요!

    2017.02.21 21:05 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 안녕하세요

      버퍼변수를 하나만 선언해서 위 예제 정도의 양만 웹에 전송할때는 잘 되는데요 버퍼변수 몇개 더 선언해서 좀더 많은양의 버튼과 문자를 보낼때는 에러가뜹니다

      esplorer 시리얼모니터에서는 PANIC: unprotected error in call to Lua API (not enough memory) 이런 에러가 뜨고

      웹에서는 err_empty_response 이런 에러가 뜨네요

      힙 여유도 충분한 상태입니다
      왜이러는걸까요?

      서버에 버퍼변수를 보낼때 뭔가 잘못된거같아서 그부분을 해석하려는데 24~33줄 부분이 어렵네요 ㅠ

      2017.02.21 21:21 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
    • 그 부분은 어디서 퍼온 소스였는데
      저도 잘 이해가 안갑니다 ;;
      제가 루아를 잘 하는것도 아니고
      혹시 파악되시면 댓글 부탁합니다.

      2017.02.23 01:15 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. soon

    안녕하십니까!
    저는 대네브님의 게시글을 보면서 사물인터넷을 공부하고있는 학생입니다.
    다른이 아니고 저번 게시물에있는 웹서버에 글자를 출력하는것 까지 성공하였고 이번 릴레이 회로도 성공하였습니다.
    그런데 릴레이를 제어하는 버튼을 웹서버에 만들고 싶은데 어떠한 방식으로 접근하고 바꿔주어야 하는지 잘 모르겠어서 질문을 드립니다.(웹서버를 꾸미는 방법을 배우고 싶습니다.)
    혹시 해결방법을 알고 계신다면 알려주실 수 있으신가요?

    2018.04.17 01:14 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 일단 저도 취미수준에서 했던 작업들이라 제 블로그를 보시고 공부하시면 안되구요 ㅎㅎ
      님의 질문에 대해서 100% 완전하지는 않지만 그래도 관련해서 써 놓은게 이 글 아닌가요?

      2018.04.17 03:48 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  3. soon

    빠른 답변 감사합니다!!
    이 글에 있는 웹서버는 nodemcu자체에 접속해야 제어할 수 있는데 저는 파워포워딩했던 HTTP서버에서 릴레이를 제어하고 싶습니다ㅠㅠ
    35~41번 줄만 바꾸면 가능한건지 아니면 새롭게 만들어야 하는지 궁금합니다.

    2018.04.17 04:17 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • nodemcu가 아니라 따로 웹서버가 있다면 웹서버에서 클라이언트와 통신을 하고 그 결과를 nodemcu에 알려주어서 제어를 해야겠네요. 이 글과 소스와는 조금 방향이 다르니 구글링 좀 더 해서 다른 방법을 스터디 해야 할 것 같습니다. 참고로 국내 사이트 자료는 별로 없으니 외국 사이트를 찾아보는게 더 좋을것 같네요

      2018.04.17 10:11 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]