Costruire un semplice server web con M5Stack ATOM S3 e ATOMIC PoE W5500

Requisiti hardware:

• M5Stack ATOM S3
• Modulo Ethernet M5Stack (o compatibile)
• Cavo USB Type-C per programmazione
• Cavo Ethernet per connessione di rete

M5Stack ATOMIC PoE Base W5500

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M5Stack ATOMS3

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Requisiti software:

• Arduino IDE (con supporto per scheda ESP32)
• Libreria M5Stack per ATOM S3

#include "M5AtomS3.h"
#include 
#include 

#definisci SCK 5
#definisci MISO 7
#define MOSI 8
#definisci CS 6

byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0x99}; // Indirizzo MAC (spesso sovrascritto da DHCP)
IPAddress ip(192, 168, 1, 177); // Indirizzo IP statico (non utilizzato in questo esempio abilitato DHCP)

EthernetServer server(80); // Crea un oggetto server sulla porta 80 (HTTP)

impostazione nulla() {
    cfg automatico = M5.config();
    AtomS3.begin(cfg);

    AtomS3.Display.setTextColor(VERDE);
    AtomS3.Display.setTextDatum(middle_center);
    AtomS3.Display.setFont(&fonts::Orbitron_Light_24);
    AtomS3.Display.setTextSize(1);

    SPI.begin(SCK, MISO, MOSI, -1); // Inizializza la comunicazione SPI per Ethernet
    Ethernet.init(CS); // Inizializza il chip Ethernet con il pin CS

    AtomS3.Display.drawString("Inizializza...", AtomS3.Display.width() / 2, 60);

    while (Ethernet.begin(mac) != 1) { // Prova a ottenere un indirizzo IP tramite DHCP
        Serial.println("Errore durante il recupero dell'indirizzo IP tramite DHCP, riprovando...");
        ritardo(1000);
    }

    // Check for Ethernet hardware present
    if (Ethernet.hardwareStatus() == EthernetNoHardware) {
        Serial.println("Lo shield Ethernet non è stato trovato. Mi dispiace, non posso funzionare senza hardware. :(");
        mentre (vero) {
            delay(1); // non fare nulla, non ha senso eseguire senza hardware Ethernet
        }
    }
    if (Ethernet.linkStatus() == LinkOFF) {
        Serial.println("Il cavo Ethernet non è connesso.");
    }


    server.begin(); // Avvia il server
    Serial.print("il server è a ");
    Serial.println(Ethernet.localIP()); // Stampa l'indirizzo IP assegnato
    AtomS3.Display.setTextSize(0.5);
    AtomS3.Display.clear();
    AtomS3.Display.drawString(Ethernet.localIP().toString().c_str(), AtomS3.Display.width() / 2, 60); // Visualizza l'IP sullo schermo
}


ciclo vuoto() {
    EthernetClient client = server.available(); // Controlla la connessione di un nuovo client
    if (client) { // Se un client è connesso
        Serial.println("nuovo cliente");
        boolean currentLineIsBlank = true;
        while (client.connected()) { // Finché il client è ancora connesso
            if (client.available()) { // Se il client ha inviato dati
                char c = client.read(); // Leggi un carattere dal client
                Serial.write(c); // Stampa il carattere sul Monitor Seriale

                if (c == '\n' && currentLineIsBlank) { // Controlla la fine della richiesta HTTP
                    // Send HTTP response
                    client.println("HTTP/1.1 200 OK");
                    client.println("Content-Type: text/html");
                    client.println("Connessione: chiudi");
                    client.println("Refresh: 5"); // Aggiorna la pagina ogni 5 secondi
                    client.println(); // Riga vuota per segnalare la fine dell'intestazione
                    client.println("");
                    client.println("");
                    client.print("Ciao M5Stack LAN Module!");
                    client.println("");
                    break; // Esci dal ciclo while interno (richiesta elaborata)
                }
                se (c == '\n') {
                    currentLineIsBlank = true;
                } else if (c != '\r') {
                    currentLineIsBlank = false;
                }
            }
        }
        ritardo(1);
        client.stop(); // Chiudi la connessione del client
        Serial.println("client disconnesso");
    }
}

Spiegazione Dettagliata:

1. Include: Il codice inizia includendo le librerie necessarie: M5AtomS3.h per l'ATOM S3, SPI.h per la comunicazione SPI (utilizzata dal modulo Ethernet) e M5_Ethernet.h per la funzionalità Ethernet.

2. Definisce: Le istruzioni #define definiscono i pin SPI utilizzati dal modulo Ethernet. Questi sono cruciali per una corretta comunicazione.

3. Indirizzo MAC: byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0x99}; dichiara un indirizzo MAC. Anche se incluso, questo viene spesso sovrascritto dal server DHCP quando il dispositivo si connette alla rete.

4. Indirizzo IP: IPAddress ip(192, 168, 1, 177); definisce un indirizzo IP statico. Tuttavia, in questo esempio, viene utilizzato DHCP, quindi questo IP statico non è effettivamente assegnato al dispositivo. È un segnaposto.

5. Server Ethernet: EthernetServer server(80); crea un'istanza della classe EthernetServer, che ascolta le connessioni in arrivo sulla porta 80 (la porta HTTP standard).
6. funzione set up():

• auto cfg = M5.config(); AtomS3.begin(cfg);: Inizializza l'hardware M5 ATOM S3.
• Le seguenti righe configurano la visualizzazione per l'output del testo: impostazione del colore, allineamento, font e dimensione.
• SPI.begin(SCK, MISO, MOSI, -1); inizializza la comunicazione SPI utilizzando i pin definiti. Il -1 indica che nessun pin di selezione del chip specifico è gestito dalla libreria SPI stessa.
• Ethernet.init(CS); inizializza il chip Ethernet utilizzando il pin di selezione chip (CS) specificato.
• AtomS3.Display.drawString("Init...", AtomS3.Display.width() / 2, 60); visualizza "Init..." sullo schermo ATOM S3 per indicare che l'inizializzazione è in corso.
• Il ciclo while (Ethernet.begin(mac) != 1) tenta di ottenere un indirizzo IP tramite DHCP. Continua a riprovare ogni secondo fino a quando non viene ricevuto un IP valido. È qui che l'ATOM S3 ottiene il suo indirizzo di rete.
• Il codice verifica quindi se l'hardware Ethernet è presente e se è stabilita una connessione (cavo). In caso contrario, il programma si ferma. Questo è importante per un funzionamento robusto.
• server.begin(); avvia il server Ethernet, rendendolo pronto ad accettare connessioni in arrivo.
• L'indirizzo IP assegnato (ottenuto tramite DHCP) viene stampato sul Monitor Seriale e visualizzato sullo schermo dell'ATOM S3.

• HTTP/1.1 200 OK: Una risposta HTTP standard che indica successo. * Content-Type: text/html: Specifica che il corpo della risposta è HTML. * Connection: close: Comunica al client che la connessione verrà chiusa dopo l'invio della risposta. Questo è un approccio semplice; le connessioni persistenti potrebbero essere utilizzate per una comunicazione più efficiente. * Refresh: 5: Questo header istruisce il browser a ricaricare la pagina ogni 5 secondi. Questo crea un effetto dinamico. * Una riga vuota (client.println();) è cruciale; separa gli header HTTP dal contenuto effettivo. * Il contenuto HTML viene quindi inviato:

  Ciao M5Stack LAN Module!

  . Questo è il semplice HTML che verrà visualizzato nel browser. * break; esce dal ciclo interno while (client.connected()) perché la risposta è stata inviata. * Il codice gestisce quindi la logica per rilevare la fine della richiesta HTTP. if (c == '\n') controlla la presenza di un carattere di nuova riga, indicando l'inizio di una nuova riga nella richiesta. currentLineIsBlank è impostato su true quando viene incontrata una nuova riga. else if (c != '\r') controlla se il carattere non è un ritorno a capo. Se non è un ritorno a capo, significa che ci sono dati sulla riga corrente, quindi currentLineIsBlank è impostato su false. Questa logica rileva efficacemente la riga vuota che segnala la fine degli header HTTP. * delay(1); fornisce un piccolo ritardo, dando al browser il tempo di elaborare i dati ricevuti. * client.stop(); chiude la connessione con il client. * Serial.println("client disconnected"); stampa un messaggio sul Serial Monitor che indica che il client si è disconnesso.

Miglioramenti e Ulteriore Sviluppo:

• Contenuto Dinamico: L'HTML attuale è statico. Puoi generare contenuti dinamici utilizzando variabili e logica all'interno del tuo codice Arduino. Ad esempio, potresti visualizzare le letture dei sensori, controllare gli attuatori o mostrare l'ora corrente.
• Gestire Richieste Diverse: Il codice attualmente risponde a qualsiasi richiesta con lo stesso HTML. Puoi implementare la logica per gestire diversi metodi HTTP (GET, POST, ecc.) e URL diversi, permettendoti di creare un'interfaccia web più complessa.
• HTML Moduli e Input Utente: Aggiungi moduli HTML alla tua pagina web per consentire agli utenti di inserire dati. Puoi quindi elaborare questi dati su ATOM S3 e usarli per controllare i tuoi dispositivi.
• WebSockets: Per la comunicazione in tempo reale, considera di utilizzare WebSockets invece di HTTP. I WebSockets consentono una comunicazione bidirezionale tra il client e il server, che è essenziale per le applicazioni interattive.
• Sicurezza: Per gli ambienti di produzione, la sicurezza è fondamentale. Implementa meccanismi di autenticazione e autorizzazione per proteggere il tuo dispositivo e i tuoi dati.
• Integrazione del File System: Memorizza file HTML, CSS e JavaScript su una scheda SD o memoria flash e servili dall'ATOM S3. Questo ti consente di creare interfacce web più sofisticate.
• AJAX e JavaScript: Utilizza AJAX (JavaScript e XML asincroni) per aggiornare dinamicamente parti della pagina web senza richiedere un ricaricamento completo della pagina. Questo migliora l'esperienza dell'utente.
• mDNS (DNS Multicast): Usa mDNS per dare al tuo ATOM S3 un nome leggibile dall'uomo sulla rete locale, rendendo più facile l'accesso.
• Gestione degli errori: Implementare una gestione degli errori robusta per gestire con grazia situazioni come disconnessioni di rete o input utente non validi.
• OTA (Over-The-Air) Aggiornamenti: Implementa aggiornamenti OTA per consentirti di aggiornare il firmware del tuo ATOM S3 da remoto.

Risoluzione dei problemi:

• Nessun indirizzo IP: Controlla la tua connessione di rete, assicurati che il DHCP sia abilitato sul tuo router e verifica che il modulo Ethernet sia correttamente collegato all'ATOM S3.
• Impossibile connettersi: Controlla di nuovo l'indirizzo IP dell'ATOM S3, assicurati che sia sulla stessa rete del tuo computer e verifica che non ci siano firewall che bloccano la connessione.
• Problemi con il Monitor Seriale: Assicurati che la velocità di trasmissione nel Monitor Seriale corrisponda alla velocità di trasmissione utilizzata nel tuo codice (di solito 115200).