Penggunaan ESP-NOW Many-to-One pada ESP32

Tujuan Praktikum:

• Memahami cara kerja komunikasi ESP-NOW pada ESP32 dengan konfigurasi many-to-one.
• Mengembangkan jaringan komunikasi antara beberapa board ESP32 (pengirim) dan satu board ESP32 (penerima) menggunakan ESP-NOW.

🔧 Persiapan Alat dan Bahan

1. 2–5 board ESP32 (misalnya DOIT DevKit V1, TTGO T-Journal, ESP32-CAM).
2. Kabel USB untuk pemrograman dan daya.
3. Arduino IDE yang sudah terpasang dan dikonfigurasi untuk board ESP32.
4. Koneksi Wi-Fi untuk konfigurasi awal dan akses internet.

📖 Teori Dasar: Apa Itu ESP-NOW?

ESP-NOW adalah protokol komunikasi nirkabel buatan Espressif yang digunakan untuk berkomunikasi antar perangkat ESP32 secara langsung, tanpa menggunakan Wi-Fi router. ESP-NOW bekerja pada frekuensi 2.4 GHz dan memungkinkan komunikasi dengan banyak perangkat (many-to-one) dalam jaringan lokal yang efisien.

ESP-NOW sangat berguna dalam skenario di mana Anda ingin mengirimkan data antar perangkat tanpa memerlukan jaringan Wi-Fi yang terpusat, sehingga mengurangi beban pada jaringan dan meningkatkan efisiensi.

Keuntungan ESP-NOW:

1. Konsumsi daya rendah – ESP-NOW menggunakan lebih sedikit daya dibandingkan dengan komunikasi Wi-Fi.
2. Komunikasi langsung antar perangkat – Tanpa perantara router atau server.
3. Dapat menangani banyak pengirim dan penerima – ESP-NOW mendukung komunikasi one-to-many atau many-to-one.
4. Kecepatan transfer data – ESP-NOW memungkinkan pengiriman data dengan latensi rendah.

🧑‍💻 Langkah Praktikum

1. Kode untuk Board Pengirim (Sender)

Board pengirim bertugas untuk mengirimkan data (seperti suhu atau kelembapan) secara berkala ke board penerima menggunakan ESP-NOW.

Program Pengirim:

#include <esp_now.h>

#include <WiFi.h>




uint8_t receiverMAC[] = {0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX, 0xXX}; // Ganti dengan MAC penerima




typedef struct {

  int id;

  float temperature;

  float humidity;

} sensorData;




sensorData data;




void setup() {

  Serial.begin(115200);

  WiFi.mode(WIFI_STA);  // Mengatur board sebagai station

  if (esp_now_init() != ESP_OK) {

    Serial.println("ESP-NOW initialization failed");

    return;

  }

  esp_now_peer_info_t peer;

  memcpy(peer.peer_addr, receiverMAC, 6);  // Mengatur alamat MAC penerima

  peer.channel = 0;

  peer.encrypt = false;

  if (esp_now_add_peer(&peer) != ESP_OK) {

    Serial.println("Failed to add peer");

    return;

  }

}




void loop() {

  data.id = 1;

  data.temperature = 25.0;  // Nilai suhu yang dikirim

  data.humidity = 60.0;     // Nilai kelembapan yang dikirim

  esp_err_t result = esp_now_send(receiverMAC, (uint8_t *)&data, sizeof(data));

  if (result == ESP_OK) {

    Serial.println("Data sent successfully");

  } else {

    Serial.println("Error sending data");

  }

  delay(1000);  // Kirim data setiap 1 detik

}

Penjelasan:

1. Inisialisasi ESP-NOW:
   • Pada bagian esp_now_init(), board diatur untuk menggunakan ESP-NOW.
   • MAC address penerima (receiverMAC) ditentukan untuk mengarahkan data yang dikirim.
   • Peer (penerima) ditambahkan menggunakan esp_now_add_peer().
2. Pengiriman Data:
   • Pada bagian loop(), data berupa suhu dan kelembapan dikirim ke board penerima setiap detik menggunakan esp_now_send().
   • Callback Error: Jika pengiriman berhasil, akan ada pesan “Data sent successfully” di Serial Monitor. Jika tidak, pesan error akan muncul.

2. Kode untuk Board Penerima (Receiver)

Board penerima bertugas untuk menerima data dari beberapa board pengirim dan menampilkan informasi yang diterima di Serial Monitor.

Program Penerima:

#include <esp_now.h>

#include <WiFi.h>




typedef struct {

  int id;

  float temperature;

  float humidity;

} sensorData;




void OnDataRecv(const uint8_t *mac, const uint8_t *incomingData, int len) {

  sensorData *data = (sensorData *)incomingData;

  Serial.print("Received data from ID: ");

  Serial.print(data->id);

  Serial.print(" Temp: ");

  Serial.print(data->temperature);

  Serial.print(" C, Humidity: ");

  Serial.print(data->humidity);

  Serial.println(" %");

}




void setup() {

  Serial.begin(115200);

  WiFi.mode(WIFI_STA);  // Mengatur board sebagai station

  if (esp_now_init() != ESP_OK) {

    Serial.println("ESP-NOW initialization failed");

    return;

  }

  esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);  // Mendaftarkan callback penerimaan data

}




void loop() {

  // Tidak ada proses dalam loop karena data diterima melalui callback

}

Penjelasan:

1. Callback OnDataRecv:
   • Fungsi ini akan dipanggil setiap kali board penerima menerima data dari pengirim.
   • Fungsi esp_now_register_recv_cb() mendaftarkan callback untuk memproses data yang diterima.
   • Data yang diterima diubah menjadi tipe sensorData dan ditampilkan di Serial Monitor.
2. Penerimaan Data:
   • Setiap kali data diterima, ID pengirim, suhu, dan kelembapan akan ditampilkan.

3. Pengujian Sistem

Langkah-langkah Pengujian:

1. Upload kode untuk board pengirim ke beberapa board ESP32 yang ingin Anda gunakan sebagai pengirim.
2. Upload kode untuk board penerima ke satu board ESP32 yang akan menerima data.
3. Monitor Serial di board penerima untuk memastikan data yang dikirimkan dari board pengirim tampil dengan benar.
4. Verifikasi bahwa data dari berbagai board pengirim diterima dengan benar di board penerima.

📝 Penjelasan Tambahan

Penggunaan ESP-NOW untuk Many-to-One:

Dalam konfigurasi many-to-one, beberapa board ESP32 (pengirim) dapat mengirimkan data ke satu board ESP32 (penerima). Setiap board pengirim akan mengirimkan data dengan menggunakan alamat MAC penerima sebagai tujuan. Penerima kemudian akan menampilkan data yang dikirim oleh pengirim yang berbeda.

Mengidentifikasi Pengirim:

Pada setiap board pengirim, Anda dapat memberikan ID unik agar penerima bisa mengetahui dari pengirim mana data tersebut berasal. Misalnya, data.id = 1 pada board pertama, data.id = 2 pada board kedua, dan seterusnya.

Keuntungan Menggunakan ESP-NOW:

• Efisiensi Daya: ESP-NOW sangat hemat daya dibandingkan menggunakan Wi-Fi penuh.
• Tanpa Router: Komunikasi langsung antar ESP32 tanpa perlu koneksi Wi-Fi atau router eksternal.
• Skalabilitas: Dapat menangani banyak pengirim, meskipun ada batasan jumlah peer yang dapat ditambahkan.

✅ Evaluasi Praktikum

1. Keberhasilan Komunikasi: Apakah board penerima berhasil menerima data dari semua board pengirim?
2. Kesesuaian Data: Apakah data yang diterima sesuai dengan yang dikirim oleh pengirim? Pastikan suhu dan kelembapan yang diterima valid.
3. Kinerja Sistem: Apakah pengiriman data antar board berjalan lancar tanpa gangguan atau delay yang signifikan?

Dengan mengikuti praktikum ini, Anda dapat mempelajari dasar-dasar ESP-NOW dan bagaimana mengimplementasikan komunikasi many-to-one pada beberapa board ESP32. Praktikum ini juga memberikan pemahaman tentang cara mengelola komunikasi antar perangkat IoT dengan efisiensi energi yang tinggi.

Soal Diskusi Berdasarkan Jobsheet Penggunaan ESP-NOW Many-to-One pada ESP32

Berikut adalah beberapa soal diskusi yang dapat digunakan untuk memperdalam pemahaman mengenai konsep ESP-NOW, serta tantangan dan potensi penerapannya dalam berbagai skenario:

1. Perbandingan ESP-NOW dengan Wi-Fi

• • Pertanyaan: Apa perbedaan utama antara ESP-NOW dan komunikasi Wi-Fi dalam konteks penggunaan pada perangkat ESP32? Dalam hal apa ESP-NOW lebih unggul dibandingkan Wi-Fi, dan kapan Anda lebih memilih menggunakan ESP-NOW dibandingkan Wi-Fi?
  • Diskusi: Diskusikan keuntungan konsumsi daya rendah ESP-NOW dibandingkan dengan Wi-Fi, serta potensi penerapan ESP-NOW untuk aplikasi IoT yang mengutamakan efisiensi energi dan komunikasi jarak dekat. Apa kelemahan utama ESP-NOW yang mungkin membuat Wi-Fi menjadi pilihan yang lebih baik di beberapa kasus?

2. Skalabilitas dan Batasan ESP-NOW

• • Pertanyaan: Pada artikel ini, disebutkan bahwa ESP-NOW dapat mendukung komunikasi dengan banyak perangkat. Namun, apa saja batasan dari ESP-NOW dalam hal jumlah peer yang dapat terhubung secara bersamaan? Bagaimana cara mengatasi keterbatasan ini jika jumlah perangkat yang perlu berkomunikasi meningkat?
  • Diskusi: Bahas tentang batasan jumlah peer di jaringan ESP-NOW, serta ide-ide atau solusi teknis yang bisa digunakan untuk mengatasi keterbatasan ini, seperti penggunaan jaringan mesh atau memanfaatkan topologi jaringan tertentu untuk menghubungkan lebih banyak perangkat.

3. Keamanan dalam Komunikasi ESP-NOW

• • Pertanyaan: Meskipun ESP-NOW menawarkan komunikasi nirkabel langsung antar perangkat, bagaimana Anda menilai dari sisi keamanan? Apa potensi risiko yang mungkin terjadi jika tidak ada enkripsi atau pengamanan tambahan?
  • Diskusi: Diskusikan mengenai enkripsi di ESP-NOW yang mungkin perlu diaktifkan untuk meningkatkan keamanan. Apa saja risiko keamanan yang ada pada komunikasi ESP-NOW dalam skenario dunia nyata, dan bagaimana cara meningkatkan keamanannya untuk aplikasi yang sensitif, misalnya dalam smart home atau perangkat medis?

4. Aplikasi ESP-NOW dalam Sistem IoT

• • Pertanyaan: Jelaskan beberapa contoh aplikasi nyata di mana ESP-NOW lebih cocok dibandingkan dengan teknologi komunikasi lainnya (seperti Wi-Fi atau Bluetooth). Apa keunggulan ESP-NOW dalam aplikasi seperti monitoring lingkungan atau smart agriculture?
  • Diskusi: Diskusikan aplikasi-aplikasi yang dapat memanfaatkan komunikasi langsung dan cepat antar perangkat ESP32 menggunakan ESP-NOW, seperti di sistem pemantauan sensor, sistem automasi rumah, atau jaringan IoT lokal di area terpencil yang tidak membutuhkan koneksi internet.

5. Pengelolaan dan Pemeliharaan Jaringan Many-to-One

• • Pertanyaan: Dalam jaringan many-to-one dengan banyak pengirim dan satu penerima, bagaimana cara Anda mengelola dan memelihara jaringan komunikasi tersebut agar tetap stabil dan efisien? Apa saja tantangan dalam menjaga kestabilan komunikasi di jaringan seperti ini?
  • Diskusi: Bahas tentang tantangan yang mungkin dihadapi dalam jaringan many-to-one, seperti latensi tinggi, konflik alamat MAC, atau masalah synchronization. Apa saja strategi optimasi yang bisa diterapkan untuk memastikan kestabilan dan efisiensi jaringan, terutama ketika jumlah pengirim bertambah?

6. Penerapan ESP-NOW dalam Sistem Industri

• • Pertanyaan: Bagaimana ESP-NOW bisa diterapkan dalam industri manufaktur atau logistik untuk memantau peralatan dan perangkat secara real-time? Apa manfaat dan tantangan yang mungkin dihadapi dalam penerapannya di dunia industri?
  • Diskusi: Diskusikan penerapan ESP-NOW dalam monitoring peralatan industri atau sistem pelacakan logistik, seperti memantau suhu mesin atau lokasi produk di gudang. Apa saja keuntungan yang didapat dari penerapan ESP-NOW di sektor industri dan bagaimana mengatasi tantangan keamanan serta ketahanan jaringan dalam lingkungan industri.

7. Penggunaan ESP-NOW dalam Sistem Smart Home

• • Pertanyaan: Bagaimana ESP-NOW dapat digunakan dalam sistem smart home untuk menghubungkan perangkat seperti sensor gerak, lampu pintar, dan termostat? Apa saja kelebihan dan kelemahan ESP-NOW untuk aplikasi tersebut?
  • Diskusi: Diskusikan penerapan ESP-NOW dalam sistem smart home, dengan fokus pada komunikasi antara perangkat seperti sensor gerak, lampu otomatis, dan thermostat pintar. Apa saja keuntungan menggunakan ESP-NOW untuk perangkat smart home dibandingkan dengan Wi-Fi atau Bluetooth, dan bagaimana pengelolaan energi menjadi penting dalam aplikasi ini?

8. Pemecahan Masalah ESP-NOW

• • Pertanyaan: Jika dalam pengujian komunikasi antara board pengirim dan penerima mengalami gagal kirim data atau data tidak diterima di board penerima, apa langkah-langkah pemecahan masalah yang akan Anda lakukan?
  • Diskusi: Bahas beberapa teknik pemecahan masalah yang dapat diterapkan dalam pengaturan jaringan ESP-NOW, seperti memeriksa koneksi MAC address, menggunakan alat diagnostik, atau mengatur ulang peer list. Apa yang perlu diperiksa lebih lanjut untuk memastikan bahwa masalah tersebut bukan berasal dari interferensi sinyal atau konfigurasi yang salah.