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Rede WiFi ESP32

Wokwi simula uma rede WiFi com acesso total à Internet. Você pode usar o ESP32 juntamente com o WiFi virtual para prototipar projetos de IoT. Os casos de uso comuns incluem:

  • Conecte-se a servidores MQTT para enviar dados do sensor
  • Consultar serviços da web por HTTP, HTTPS e web sockets
  • Execute um servidor HTTP dentro do ESP32 e conecte-se a ele a partir do seu navegador (requer o Wokwi IoT Gateway)

Conectando-se ao Wi-Fi​

O simulador fornece um ponto de acesso WiFi virtual chamado Wokwi-GUEST. É um ponto de acesso aberto - nenhuma senha é necessária.

Conectando do Arduino​

Para conectar a partir do dispositivo Arduino (em um ESP32), use o seguinte código:

#include <WiFi.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("Conectando-se ao Wi-Fi");
  WiFi.begin("Wokwi-GUEST", "", 6);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(100);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println(" Conectado!");
}

void loop() {
  delay(100); // TODO: Construa algo incrível!
}

Nota: Especificamos o número (6) do canal WiFi ao chamar WiFi.begin(). Isto pula a fase de varredura do WiFi e economiza cerca de 4 segundos ao se conectar ao WiFi.

Conectando do MicroPython​

Para conectar de um projeto MicroPython, use o seguinte código:

import network
import time

print("Conectando-se ao Wi-Fi", end="")
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect('Wokwi-GUEST', '')
while not sta_if.isconnected():
  print(".", end="")
  time.sleep(0.1)
print(" Conectado!")

Uma vez conectado, você pode usar a urequests library para enviar solicitações HTTP e HTTPS, e o umqtt library para estabelecer conexões MQTT.

Acesso à Internet​

Wokwi usa um gateway especial para conectar seu ESP32 simulado à internet. Este gateway é necessário, pois os navegadores da Web não permitem acesso direto à Internet. Há duas maneiras de usar o Wokwi IoT Gateway: o gateway público e o gateway privado.

Gateway PublicoGateway Privado
VelocidadeMais devagarMais rápido
EstabilidadeMédiaAlta
LocalizaçãoRemoto, na nuvemFunciona no seu computador
PrivacidadeConexões monitoradasSem monitoramento
Conexões de saída✅✅
Conexões de entrada❌✅
DisponibilidadeTodos os usuáriosApenas para membros do Club

O Gateway Publico​

O Gateway é o método de conexão com a Internet padrão. Funciona imediatamente e permite o acesso à Internet, mas não à sua rede local. Todo o tráfego é monitorado para fins de segurança, portanto, não o use para dados privados ou confidenciais. Ocasionalmente, inspecionamos o tráfego e podemos impor limites se notarmos uso excessivo do gateway.

O Gateway Público é uma ótima opção para brincar e aprender sobre WiFi e rede no ESP32.

O Gateway Privado​

O Gateway Privado é um pequeno aplicativo que você baixa e executa em seu computador. Permite acesso à internet ESP32 mais rápido e robusto: os dados vão direto do simulador (rodando no seu navegador) para a rede do seu computador, sem precisar passar pela nuvem. Isso significa:

  • Não há monitoramento. Seu tráfego permanece privado.
  • Seus projetos ESP32 podem acessar serviços executados em seu computador ou em sua rede local (por exemplo, um servidor MQTT ou HTTP local)
  • Você pode executar um servidor web no ESP32 e conectar-se a ele a partir do seu navegador (explicado abaixo)

O Gateway Privado está disponível apenas para usuários que ingressam no Wokwi Club.

Instalação​

Baixe a versão mais recente na página de releases do Wokwi IoT Gateway. Você verá as versões para Windows, macOS e Linux. Em seguida, extraia o arquivo ZIP e execute o arquivo executável dentro dele. Seu navegador / sistema operacional pode avisá-lo de que o arquivo pode não ser seguro, então você terá que dizer a eles para executá-lo de qualquer maneira.

O gateway não requer permissões de administrador/raiz. Felizmente, ele é executado como um processo padrão em seu computador.

Quando você executa o gateway, ele deve imprimir um logotipo, sua versão e dizer: "Listening on TCP port 9011". Viva, você concluiu a configuração!

Se você está preocupado em executar o executável do gateway em seu computador, você está convidado a dar uma olhada no código-fonte e até mesmo construir o arquivo executável você mesmo (peça instruções sobre no discord).

Uso Básico​

Após executar o gateway, abra qualquer projeto no Wokwi, vá até o editor de código, pressione "F1" e selecione "Enable Private Wokwi IoT Gateway". Você será perguntado se deseja habilitar o gateway. Responda "OK" para habilitar o Gateway Privado ou "Cancelar" para desativá-lo e voltar para o Gateway Público.

Em seguida, execute qualquer projeto ESP32 que use o WiFi. Olhe para a saída do gateway, deve dizer "Client connected". Isso significa que você está usando o Gateway Privado.

Se o seu projeto ESP32 for um servidor HTTP, você pode se conectar a ele pelo navegador em http://localhost:9080/. A conexão será encaminhada pelo gateway para a porta HTTP padrão (80) no ESP32 simulado.

Você pode encaminhar uma porta diferente executando o gateway IoT com a opção --forward, por exemplo --forward 1234:10.13.37.2:8080. Isso encaminhará todas as conexões TCP da porta 1234 em seu computador para a porta 8080 no ESP32 simulado.

Aviso

O gateway de IoT privado não tem suporte no momento ao Safari devido a uma limitação técnica. Use um navegador diferente (por exemplo, Chrome, Firefox, Edge).

Uso Avançado​

Endereços de rede​

O ESP32 obtém um endereço IP de um servidor DHCP executado dentro do Wokwi IoT gateway. O endereço IP depende do tipo de gateway que você usa:

  • Gateway Público: 10.10.0.2
  • Gateway Privado: 10.13.37.2

O endereço MAC do ESP32 simulado é 24:0a:c4:00:01:10. O BSSID do ponto de acesso virtual ("Wokwi-GUEST") é 42:13:37:55:aa:01, e está ouvindo no canal 6 do WiFi.

Visualizando o tráfego WiFi com o Wireshark​

O Wokwi simula uma pilha de rede completa: começando na camada MAC 802.11 mais baixa, passando pelas camadas IP e TCP/UDP, até protocolos como DNS, HTTP, MQTT, CoAP, etc. Use um analisador de protocolo de rede, como Wireshark.

Primeiro, execute um projeto ESP32 que use o WiFi no simulador. Em seguida, vá para o editor de código, pressione F1 e escolha Download WiFi Packet Capture (PCAP) file. Seu navegador baixará um arquivo chamado wokwi.pcap. Use o Wireshark para abrir este arquivo.

A captura de tela a seguir mostra um exemplo de captura de pacote de solicitação HTTP:

Pacotes Wireshark ESP32 WiFi: DNS, HTTP, and 802.11 MAC

Como você pode ver, o arquivo PCAP contém todos os tipos de pacotes: quadros de beacon 802.11, resposta de consulta DNS (a primeira entrada na lista) e pacotes de solicitação/resposta HTTP (nº 107 e 113).

Na maioria dos casos, você desejará se concentrar apenas em um protocolo específico. Você pode conseguir isso pressionando Ctrl+/ no wireshark e digitando um nome de protocolo (http, tcp, ip, dns, dhcp, etc.). Isso irá filtrar a lista e exibir apenas os pacotes relevantes.

::⚠️:atenção O campo Time na captura de pacotes usa o tempo do relógio de simulação. Pode avançar mais devagar que o relógio de parede se a simulação estiver rodando mais devagar que a velocidade máxima (100%). :::

Limitações​

O Wokwi IoT Gateway suporta TCP e UDP. Ele não suporta o protocolo ICMP, portanto, a funcionalidade Ping não está disponível.

Exemplos no simulador​