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Controle a sua luz noturna pela Internet - Wio Terminal

O dispositivo IoT precisa ser programado para comunicar-se com test.mosquitto.org usando MQTT, enviando valores de telemetria com a leitura do sensor de luz e recebendo comandos para controlar o LED.

Nesta parte da lição, irá conectar o seu Wio Terminal a um broker MQTT.

Instalar as bibliotecas WiFi e MQTT para Arduino

Para comunicar-se com o broker MQTT, é necessário instalar algumas bibliotecas Arduino para utilizar o chip WiFi do Wio Terminal e comunicar-se com MQTT. Ao desenvolver para dispositivos Arduino, pode usar uma ampla gama de bibliotecas que contêm código de código aberto e implementam uma enorme variedade de funcionalidades. A Seeed publica bibliotecas para o Wio Terminal que permitem a comunicação via WiFi. Outros desenvolvedores publicaram bibliotecas para comunicação com brokers MQTT, e irá utilizar estas com o seu dispositivo.

Estas bibliotecas são fornecidas como código-fonte que pode ser importado automaticamente para o PlatformIO e compilado para o seu dispositivo. Desta forma, as bibliotecas Arduino funcionarão em qualquer dispositivo que suporte o framework Arduino, desde que o dispositivo tenha o hardware específico necessário para essa biblioteca. Algumas bibliotecas, como as bibliotecas WiFi da Seeed, são específicas para determinados hardwares.

As bibliotecas podem ser instaladas globalmente e compiladas, se necessário, ou em um projeto específico. Para esta tarefa, as bibliotecas serão instaladas no projeto.

✅ Pode aprender mais sobre gestão de bibliotecas e como encontrar e instalar bibliotecas na documentação de bibliotecas do PlatformIO.

Tarefa - instalar as bibliotecas WiFi e MQTT para Arduino

Instale as bibliotecas Arduino.

Abra o projeto da luz noturna no VS Code.
Adicione o seguinte ao final do ficheiro platformio.ini:
```
lib_deps =
    seeed-studio/Seeed Arduino rpcWiFi @ 1.0.5
    seeed-studio/Seeed Arduino FS @ 2.1.1
    seeed-studio/Seeed Arduino SFUD @ 2.0.2
    seeed-studio/Seeed Arduino rpcUnified @ 2.1.3
    seeed-studio/Seeed_Arduino_mbedtls @ 3.0.1
```
Isto importa as bibliotecas WiFi da Seeed. A sintaxe @ <number> refere-se a uma versão específica da biblioteca.

💁 Pode remover o @ <number> para sempre usar a versão mais recente das bibliotecas, mas não há garantias de que as versões posteriores funcionarão com o código abaixo. O código aqui foi testado com esta versão das bibliotecas.

Isto é tudo o que precisa fazer para adicionar as bibliotecas. Na próxima vez que o PlatformIO construir o projeto, ele irá descarregar o código-fonte destas bibliotecas e compilá-lo no seu projeto.
Adicione o seguinte ao lib_deps:
```
knolleary/PubSubClient @ 2.8
```
Isto importa PubSubClient, um cliente MQTT para Arduino.

Conectar ao WiFi

O Wio Terminal agora pode ser conectado ao WiFi.

Tarefa - conectar ao WiFi

Conecte o Wio Terminal ao WiFi.

Crie um novo ficheiro na pasta src chamado config.h. Pode fazer isso selecionando a pasta src ou o ficheiro main.cpp dentro dela e clicando no botão Novo ficheiro no explorador. Este botão só aparece quando o cursor está sobre o explorador.
Adicione o seguinte código a este ficheiro para definir constantes para as credenciais do WiFi:
```
#pragma once

#include <string>

using namespace std;

// WiFi credentials
const char *SSID = "<SSID>";
const char *PASSWORD = "<PASSWORD>";
```
Substitua <SSID> pelo SSID do seu WiFi. Substitua <PASSWORD> pela sua palavra-passe do WiFi.
Abra o ficheiro main.cpp.
Adicione as seguintes diretivas #include ao topo do ficheiro:
```
#include <PubSubClient.h>
#include <rpcWiFi.h>
#include <SPI.h>

#include "config.h"
```
Isto inclui ficheiros de cabeçalho para as bibliotecas que adicionou anteriormente, bem como o ficheiro de cabeçalho de configuração. Estes ficheiros de cabeçalho são necessários para informar o PlatformIO a trazer o código das bibliotecas. Sem incluir explicitamente estes ficheiros de cabeçalho, algum código não será compilado e irá obter erros de compilação.

Adicione o seguinte código acima da função setup:

void connectWiFi()
{
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
    {
        Serial.println("Connecting to WiFi..");
        WiFi.begin(SSID, PASSWORD);
        delay(500);
    }

    Serial.println("Connected!");
}

Este código faz um loop enquanto o dispositivo não está conectado ao WiFi e tenta conectar-se usando o SSID e a palavra-passe do ficheiro de cabeçalho de configuração.

Adicione uma chamada a esta função no final da função setup, após os pinos terem sido configurados.
```
connectWiFi();
```

Carregue este código no seu dispositivo para verificar se a conexão WiFi está a funcionar. Deve ver isto no monitor serial.

> Executing task: platformio device monitor <

--- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time
--- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters
--- Miniterm on /dev/cu.usbmodem1101  9600,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
Connecting to WiFi..
Connected!

Conectar ao MQTT

Depois de o Wio Terminal estar conectado ao WiFi, pode conectar-se ao broker MQTT.

Tarefa - conectar ao MQTT

Conecte-se ao broker MQTT.

Adicione o seguinte código ao final do ficheiro config.h para definir os detalhes de conexão para o broker MQTT:
```
// MQTT settings
const string ID = "<ID>";

const string BROKER = "test.mosquitto.org";
const string CLIENT_NAME = ID + "nightlight_client";
```
Substitua <ID> por um ID único que será usado como o nome deste cliente do dispositivo e, mais tarde, para os tópicos que este dispositivo publica e subscreve. O broker test.mosquitto.org é público e usado por muitas pessoas, incluindo outros estudantes que estão a realizar esta tarefa. Ter um nome único para o cliente MQTT e nomes de tópicos garante que o seu código não entre em conflito com o de outras pessoas. Também irá precisar deste ID ao criar o código do servidor mais tarde nesta tarefa.

💁 Pode usar um site como GUIDGen para gerar um ID único.

O BROKER é o URL do broker MQTT.

O CLIENT_NAME é um nome único para este cliente MQTT no broker.
Abra o ficheiro main.cpp e adicione o seguinte código abaixo da função connectWiFi e acima da função setup:
```
WiFiClient wioClient;
PubSubClient client(wioClient);
```
Este código cria um cliente WiFi usando as bibliotecas WiFi do Wio Terminal e utiliza-o para criar um cliente MQTT.

Abaixo deste código, adicione o seguinte:

void reconnectMQTTClient()
{
    while (!client.connected())
    {
        Serial.print("Attempting MQTT connection...");

        if (client.connect(CLIENT_NAME.c_str()))
        {
            Serial.println("connected");
        }
        else
        {
            Serial.print("Retying in 5 seconds - failed, rc=");
            Serial.println(client.state());

            delay(5000);
        }
    }
}

Esta função testa a conexão ao broker MQTT e reconecta-se caso não esteja conectado. Faz um loop enquanto não está conectado e tenta conectar-se usando o nome único do cliente definido no ficheiro de cabeçalho de configuração.

Se a conexão falhar, tenta novamente após 5 segundos.

Adicione o seguinte código abaixo da função reconnectMQTTClient:
```
void createMQTTClient()
{
    client.setServer(BROKER.c_str(), 1883);
    reconnectMQTTClient();
}
```
Este código define o broker MQTT para o cliente, bem como configura o callback para quando uma mensagem for recebida. Em seguida, tenta conectar-se ao broker.
Chame a função createMQTTClient na função setup após o WiFi estar conectado.
Substitua toda a função loop pelo seguinte:
```
void loop()
{
    reconnectMQTTClient();
    client.loop();

    delay(2000);
}
```
Este código começa por reconectar-se ao broker MQTT. Estas conexões podem ser facilmente interrompidas, por isso vale a pena verificar regularmente e reconectar-se, se necessário. Em seguida, chama o método loop no cliente MQTT para processar quaisquer mensagens que estejam a chegar no tópico subscrito. Esta aplicação é single-threaded, então as mensagens não podem ser recebidas numa thread em segundo plano; portanto, é necessário alocar tempo na thread principal para processar quaisquer mensagens que estejam a aguardar na conexão de rede.

Finalmente, um atraso de 2 segundos garante que os níveis de luz não sejam enviados com muita frequência e reduz o consumo de energia do dispositivo.

Carregue o código no seu Wio Terminal e use o Monitor Serial para ver o dispositivo conectar-se ao WiFi e ao MQTT.

> Executing task: platformio device monitor <

source /Users/jimbennett/GitHub/IoT-For-Beginners/1-getting-started/lessons/4-connect-internet/code-mqtt/wio-terminal/nightlight/.venv/bin/activate
--- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time
--- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters
--- Miniterm on /dev/cu.usbmodem1201  9600,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
Connecting to WiFi..
Connected!
Attempting MQTT connection...connected

💁 Pode encontrar este código na pasta code-mqtt/wio-terminal.

😀 Conseguiu conectar o seu dispositivo a um broker MQTT com sucesso.

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Este documento foi traduzido utilizando o serviço de tradução por IA Co-op Translator. Embora nos esforcemos para garantir a precisão, tenha em atenção que traduções automáticas podem conter erros ou imprecisões. O documento original na sua língua nativa deve ser considerado a fonte autoritária. Para informações críticas, recomenda-se a tradução profissional realizada por humanos. Não nos responsabilizamos por quaisquer mal-entendidos ou interpretações incorretas decorrentes da utilização desta tradução.

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