Servidor Web com Esp32

Este projeto implementa um servidor web utilizando o ESP32 e o modulo MicroSD Card Adapter para servir uma pagina HTML, estilizada com Bootstrap e Javascript, através da rede local. Para desenvolvimento do projeto foi utilizada a plataforma PlatformIO pelo Visual Studio Code e a linguagem de programação C++.

Sobre o PlatformIO

O PlatformIO é um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) e um gerenciador de projetos para sistemas embarcados. Ele oferece suporte a diversas plataformas de hardware e frameworks, facilitando o desenvolvimento e a integração de firmware. Com o PlatformIO, os desenvolvedores podem aproveitar uma ampla gama de bibliotecas e ferramentas de compilação, tornando o processo de desenvolvimento mais eficiente e simplificado. Além disso, o PlatformIO pode ser integrado ao Visual Studio Code, oferecendo uma interface de usuário poderosa e funcionalidades avançadas de edição de código e de autocomplete.

Sobre o ESP32

O ESP32 é um microcontrolador de baixo custo e alto desempenho, desenvolvido pela Espressif Systems. Ele possui conectividade Wi-Fi e Bluetooth integrada, tornando-o ideal para aplicações de IoT (Internet das Coisas). Com um processador dual-core e várias interfaces de comunicação, o ESP32 é altamente versátil e pode ser utilizado em uma ampla gama de projetos, desde automação residencial até dispositivos conectados industriais. A robustez e a flexibilidade do ESP32, juntamente com seu suporte a múltiplos frameworks de desenvolvimento, como o Arduino e o ESP-IDF, o tornam uma escolha popular entre os desenvolvedores de sistemas embarcados.

Configuração do Ambiente

Requisitos

• VSCode
• PlatformIO
• Placa Esp32
• Cartão SD
• MicroSD Card Adapter (Modulo)

Lista de Componentes

Instalação e Configuração

1. Faça a instalação do VSCode, depois busque e instale a extensão do PlatformIO.

2. Formate o cartão SD como FAT16, FAT32 ou exFAT.

3. Clone o repositório para sua máquina local:

git clone https://github.com/aasjunior/esp32_web_server.git

4. Salve o diretório site no cartão SD e depois o coloque no slot do MicroSD Card Adapter

5. Abra o diretório web_server utilizando o PlatformIO.

6. Verifique se todas as dependências estão instaladas conforme especificado no platformio.ini.

7. Crie um arquivo Credentials.h dentro de web_server/include e insira o nome e a senha da sua rede WiFi:

const char* ssid = "WIFI_SSID";
const char* password = "WIFI_PASSWORD";

8. Faça as conexões entre o Esp32 e o modulo MicroSD como especificado abaixo:

Como Usar

1. Compile e carregue o código para o ESP32 utilizando o PlatformIO.

2. Abra o monitor serial para verificar a saída e o endereço IP atribuído.

3. Conecte-se na mesma rede WiFi do ESP32.

4. Acesse o servidor web através do endereço IP exibido para acessar a página web salva no cartão SD.

Observações

• Certifique-se de que seu adaptador MicroSD esteja devidamente conectado ao ESP32 para que o cartão SD seja inicializado corretamente.

Componentes do Projeto

Estrutura de Arquivos

📁 web_server/ 
├── 📁 include/
|    ├── 📄 Enums.h
|    ├── 📄 Credentials.h
|    ├── 📄 SDManager.h
|    ├── 📄 WebServerManager.h
|    └── 📄 WiFiManager.h
├── 📁 src/  
|    ├── 📁 core/
|    |    ├── 📄 SDManager.cpp
|    |    ├── 📄 WebServerManager.cpp
|    |    └── 📄 WiFiManager.cpp
|    └── 📄 main.cpp
└── 📄 platformio.ini

• 📁 include/: Este diretório possui os arquivos de cabeçalho (.h) que definem as interfaces das classes de funções utilizadas no projeto.

  • Enums.h: Define as enumerações (WiFiStatus e SDStatus) utilizadas para representar o status da conexão WiFi e do cartão SD.

  #ifndef ENUMS_H
  #define ENUMS_H
  
  enum WiFiStatus{
      WIFI_CONNECTING,
      WIFI_CONNECTED, 
      WIFI_FAILED
  };
  
  enum SDStatus{
      SD_INITIALIZED,
      SD_FAILED,
      SD_NO_CARD
  };
  
  #endif
  

  • Credentials.h: Contém as credenciais de rede WiFi (SSID e senha), mantidas separadamente para fins de segurança.

  const char* ssid = "WIFI_SSID";
  const char* password = "WIFI_PASSWORD";
  

  • SDManager.h: Declara a classe SDManager, responsável pelo gerenciamento do cartão SD.

  #ifndef SD_MANAGER_H
  #define SD_MANAGER_H
  
  #include <SD.h>
  #include "Enums.h"
  
  class SDManager{
  public:
      SDManager(int pinCS);
      SDStatus begin();
      void listDir(fs::FS &fs, const char * dirname, uint8_t levels);
  
  private:
      int pinCS;
  };
  
  #endif
  

  • WebServerManager.h: Declara a classe WebServerManager, responsável pela configuração e execução do servidor web.

  #ifndef WEB_SERVER_MANAGER_H
  #define WEB_SERVER_MANAGER_H
  
  #include <ESPAsyncWebServer.h>
  #include <SD.h>
  
  class WebServerManager{
  public:
      WebServerManager();
      void begin();
  
  private:
      AsyncWebServer server;
  };
  
  #endif
  

  • WiFiManager.h: Declara a classe WiFiManager, responsável pelo gerenciamento da conexão WiFi.

  #ifndef WIFI_MANAGER_H
  #define WIFI_MANAGER_H
  
  #include <WiFi.h>
  #include "Enums.h"
  
  class WiFiManager{
  public:
      WiFiManager(const char* ssid, const char* password);
      WiFiStatus connect();
      IPAddress getIP();
  
  private:
      const char* ssid;
      const char* password;
  };
  
  #endif
  

• 📁 src/core: Este diretório possui os arquivos de implementação (.cpp) das classes definidas nos arquivos de cabeçalho.

  • SDManager.cpp: Implementa os métodos da classe SDManager declarados em SDManager.h, como begin() e listDir().

  • WebServerManager.cpp: Implementa os métodos da classe WebServerManager declarados em WebServerManager.h, como begin() para iniciar o servidor web.

  • WiFiManager.cpp: Implementa os métodos da classe WiFiManager declarados em WiFiManager.h, como connect() para conectar-se à rede WiFi e getIP() para obter o endereço IP.

• main.cpp: Arquivo principal do programa, que contém a função setup() e loop() (não utilizada no exemplo) do ESP32, onde as instâncias das classes são criadas e utilizadas para inicializar o WiFi, o cartão SD e o servidor web.

• platformio.ini: Arquivo de configuração do PlatformIO que define as opções de compilação, upload e configuração de bibliotecas utilizadas no projeto.

[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino
monitor_speed = 115200
lib_deps =
    SPI
    SD
    ESP Async WebServer
    AsyncTCP
    WiFi

Tecnologias

Aviso

Este é um projeto utilizado para fins de aprendizado com a placa de desenvolvimento Esp32 e linguagem de programação C++.