ESP8266 e ESP32 são uma série de microcontroladores de baixo custo e baixo consumo de energia criados pela Espressif Systems e desenvolvidos para serem utilizados nas mais diversas aplicações IoT existentes hoje. Por possuírem um módulo integrado WiFi e Bluetooth (o segundo somente disponível no ESP32) e também uma antena integrada, tornam-se perfeitos para implementações com conectividade a curta distância ou à internet. Isso se torna a principal vantagem em relação ao Arduino, que precisa de um módulo WiFi ou Bluetooth externo para poder realizar conexões do mesmo tipo. Em algumas versões do ESP8266 e do ESP32, o seu design é criado para que possa ser colocado numa protoboard, como se fosse um CI, para que fique fácil prototipar um circuito. Além disso, o ESP32 é um sucessor do ESP8266, com mais funcionalidades e melhor desempenho.

Ambos os microcontroladores podem ser programados em C++, Lua, JavaScript e Python. Dentro da ADA, já utilizamos C++ (utilizando a IDE do Arduino) e Lua (utilizando a ferramenta online ChilliPeppr) em nosso projeto sobre GSR. Daremos maior foco nessas duas linguagens.

Os microcontroladores possuem diferenças sutis nas versões de seus componentes. No entanto, o ESP32 possui mais funcionalidades e também maior número de GPIOs e interfaces em relação ao ESP8266, permitindo uma implementação mais completa de um projeto. Mesmo assim, ambos os microcontroladores são bons para qualquer projeto IoT.

A programação do ESP8266 e do ESP32 em C++ é feita através da IDE do Arduino.

Ao abrir a IDE, vá em Arquivo → Preferências. A janela abaixo será aberta.

Na opção “URLs Adicionais para Gerenciadores de Placas:”, adicione

• http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json para programar um ESP8266;
• https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json para programar um ESP32.

Também é possível adicionar ambos os links.

Após esse passo, vá em Ferramentas → Placa: → Gerenciador de Placas. A janela abaixo será aberta.

Em “Refine sua busca…”, digite “esp8266” para buscar o instalador do ESP8266.

Digite “esp32” para buscar o instalador do ESP32.

Também é possível instalar ambos.

Após a instalação, aparecerá a palavra “INSTALLED” em frente ao nome do instalador. Isso garantirá que os arquivos necessários para programar a sua placa foram instalados com sucesso.

Após a instalação, verifique em Ferramentas → Placa: se existe a opção “Generic ESP8266 Module” caso tenha instalado os arquivos para o ESP8266 e se existe a opção “ESP32 Dev Module” caso tenha instalado para o ESP32. Se sim, marque a opção referente a sua placa. A partir desse momento, basta criar seu código e compilar que a IDE programará seu ESP, assim como no caso do Arduino.

Para a programação em Lua, deve ser seguido o tutorial disponibilizado no próprio site da ChilliPeppr.

Para uma explicação mais clara e dinâmica, o vídeo abaixo explica passo a passo como configurar o firmware de seu microcontrolador e como sincronizar com o ChilliPeppr. Apesar do vídeo explicar apenas para o ESP32, para o ESP8266 é análogo.

O ícone do ESP32 e do ESP8266 é o módulo WiFi integrado, facilitando a criação de protótipos que se conectem à internet. Os códigos abaixo, em C++ e em Lua, mostram como que é feita a conexão a um WiFi específico, com SSID “ADAWiFi” e senha “12345678”.

Em C++ (IDE do Arduino):

#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
 
//----Configuração Serial----
#define SERIAL_SPEED        115200
 
//----Configuração do WiFi----
#define WIFI_SSID           "ADAWiFi"
#define WIFI_PASSWD         "12345678" 
#define MAX_WIFI_INIT_RETRY 10
#define WIFI_RETRY_DELAY    500
 
//Função de inicialização do WiFi
int WiFi_init(const char* wifi_ssid, const char* wifi_passwd){
 
        int retries = 0;
 
        Serial.print("Conectando ao WiFi ");
        Serial.print(wifi_ssid);
        Serial.println("..........");
 
        //Colocando o WiFi no modo station (ele se conecta aos WiFis)
        WiFi.mode(WIFI_STA);
 
        //Começa a se conectar no WiFi
        WiFi.begin(wifi_ssid, wifi_passwd);
 
        //Checa o estado da conexão. Se for WL_CONNECTED, então está conectado
        while ((WiFi.status() != WL_CONNECTED) && (retries < MAX_WIFI_INIT_RETRY)) {
               retries++;
               delay(WIFI_RETRY_DELAY);
               Serial.println("#");
        }
 
        //Retorna o estado da conexão
        return WiFi.status();
}
 
void setup() {
     //Configurando o monitor serial
     Serial.begin(SERIAL_SPEED);
     delay(100);
     //Tenta se conectar ao WiFi até que realmente esteja conectado
     while(WiFi.status() != WL_CONNECTED){
          Serial.println("Nova tentativa de se conectar ao WiFi:");
          delay(500);
          if (WiFi_init(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD) != WL_CONNECTED) {
               Serial.println("Erro ao se conectar ao WiFi....");
          }
          else {
               //Se conectado, irá mostrar o IP da conexão
               Serial.print("Conexão WiFi ok com o IP ");
               Serial.print(String(WiFi.localIP()[0]) + "." + String(WiFi.localIP()[1]) + "." + 
                              String(WiFi.localIP()[2]) + "." + String(WiFi.localIP()[3]));
               Serial.println("....");
          }
 
          delay(2000);
     }
}
 
void loop() {
     //Aqui você faz seu código     
}

Em Lua (interface do ChilliPeppr):

--Nova tabela que guardará os dados do WiFi
station_cfg = {}
station_cfg.ssid = "ADAWiFi"
station_cfg.pwd = "12345678"
 
--Colocando o WiFi no modo station, que fará o ESP se conectar aos WiFis
wifi.setmode(wifi.STATION)
 
--Configura o WiFi com os dados fornecidos
wifi.sta.config(station_cfg)
 
--Se conecta ao WiFi
wifi.sta.connect()
 
--Tenta se conectar até que realmente a conexão seja estabelecida
tmr.alarm(1, 1000, 1, function()
    if wifi.sta.getip() == nil then
        print("IP não disponível, aguardando...")
    else
        tmr.stop(1)
        print("O modo do ESP é: " .. wifi.getmode())
        print("O endereço MAC do módulo é: " .. wifi.ap.getmac())
        print("Configuração feita. O IP é " .. wifi.sta.getip())
    end
end)

Não basta apenas conectar seu ESP à internet: deve-se também usar um protocolo de comunicação para que ela possa ser usufruída, como o [MQTT|MQTT]. Abaixo há um exemplo de uma implementação do protocolo MQTT em C++ em que o ESP se subscreve em um tópico, fazendo o papel de subscriber, e logo em seguida publica uma mensagem em outro tópico, fazendo o papel de publisher.

• Espressif Systems
• Wikipedia - ESP32
• ChilliPeppr
• Maker Advisor - ESP32 vs ESP8266
• CNXSOFT - ESP8266 and ESP32 differences in one single table