WiFi y publicación MQTT

En este tutorial el ESP32 se conectará a tu red WiFi local y enviará mensajes MQTT al broker Mosquitto que levantaste en el tutorial de Node-RED + Mosquitto. Node-RED recibirá los datos y los mostrará en el dashboard en tiempo real.

Arquitectura del flujo

[ESP32]
  │  WiFi (red local)
  │  TCP puerto 1883
  ▼
[Mosquitto broker]        ← corriendo en Docker en tu PC
  │  topic: sensores/temperatura
  ▼
[Node-RED]                ← nodo "mqtt in" suscrito al topic
  │
  ▼
[Dashboard]               ← gauge + chart en tiempo real

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Paso 1: Instalar las librerías necesarias

PubSubClient (cliente MQTT)

1. En Arduino IDE: Sketch → Incluir Librería → Gestionar Librerías (o Ctrl + Shift + I)
2. Busca PubSubClient
3. Instala PubSubClient by Nick O’Leary (la más popular, más de 10 millones de descargas)

ArduinoJson (formato de payload)

1. En el mismo gestor, busca ArduinoJson
2. Instala ArduinoJson by Benoit Blanchon — elige la versión 7.x más reciente

Nota

WiFi.h ya viene incluida con el paquete ESP32 de Espressif — no necesitas instalarla por separado.

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Paso 2: Encontrar la IP del servidor Mosquitto

El ESP32 se conectará a Mosquitto usando la dirección IP de tu PC en la red local (no localhost, ya que localhost para el ESP32 sería él mismo).

En tu PC, abre PowerShell o CMD:

ipconfig

Busca la sección de tu adaptador WiFi o Ethernet y anota la Dirección IPv4:

Adaptador de Ethernet Ethernet:
   Dirección IPv4 . . . . . . . . : 192.168.1.100   ← esta es la que necesitas

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Paso 3: Sketch básico — datos simulados

Este sketch se conecta al WiFi y publica una temperatura simulada cada 5 segundos. Es el punto de partida ideal para verificar que todo el pipeline funciona antes de conectar sensores reales.

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>

// ── Configuración WiFi ─────────────────────────────────────────────────────
const char* WIFI_SSID     = "TU_NOMBRE_DE_RED";
const char* WIFI_PASSWORD = "TU_PASSWORD_WIFI";

// ── Configuración MQTT ─────────────────────────────────────────────────────
const char* MQTT_SERVER   = "192.168.1.100";  // ← IP de tu PC con Mosquitto
const int   MQTT_PORT     = 1883;
const char* MQTT_CLIENT   = "esp32-sensor-01";
const char* MQTT_TOPIC    = "sensores/temperatura";

// ── Intervalo de publicación ───────────────────────────────────────────────
const unsigned long PUBLISH_INTERVAL = 5000;  // 5 segundos

WiFiClient   espClient;
PubSubClient mqtt(espClient);
unsigned long lastPublish = 0;

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void conectarWiFi() {
  Serial.print("Conectando a WiFi");
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println();
  Serial.print("WiFi conectado — IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void conectarMQTT() {
  while (!mqtt.connected()) {
    Serial.print("Conectando a MQTT...");

    if (mqtt.connect(MQTT_CLIENT)) {
      Serial.println(" conectado!");
    } else {
      Serial.print(" error rc=");
      Serial.print(mqtt.state());
      Serial.println(" — reintentando en 5s");
      delay(5000);
    }
  }
}

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  conectarWiFi();
  mqtt.setServer(MQTT_SERVER, MQTT_PORT);
}

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void loop() {
  // Mantener conexión MQTT activa
  if (!mqtt.connected()) conectarMQTT();
  mqtt.loop();

  // Publicar según el intervalo definido
  unsigned long ahora = millis();
  if (ahora - lastPublish >= PUBLISH_INTERVAL) {
    lastPublish = ahora;

    // Simular lectura de sensor (20.0 – 34.9 °C)
    float temperatura = 20.0 + (random(0, 150) / 10.0);

    // Construir payload JSON
    JsonDocument doc;
    doc["valor"]    = temperatura;
    doc["unidad"]   = "C";
    doc["sensor"]   = MQTT_CLIENT;
    doc["uptime_s"] = millis() / 1000;

    char payload[128];
    serializeJson(doc, payload);

    // Publicar
    mqtt.publish(MQTT_TOPIC, payload);

    Serial.print("Publicado en ");
    Serial.print(MQTT_TOPIC);
    Serial.print(" → ");
    Serial.println(payload);
  }
}

Personalizar antes de subir

Edita estas cuatro líneas según tu entorno:

const char* WIFI_SSID   = "TU_NOMBRE_DE_RED";   // nombre de tu WiFi
const char* WIFI_PASSWORD = "TU_PASSWORD_WIFI";  // contraseña de tu WiFi
const char* MQTT_SERVER = "192.168.1.100";        // IP de tu PC
const char* MQTT_CLIENT = "esp32-sensor-01";      // nombre único del dispositivo

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Paso 4: Verificar en el Monitor Serie

Sube el sketch y abre el Monitor Serie a 115200 baud. Deberías ver:

Conectando a WiFi......
WiFi conectado — IP: 192.168.1.105
Conectando a MQTT... conectado!
Publicado en sensores/temperatura → {"valor":23.4,"unidad":"C","sensor":"esp32-sensor-01","uptime_s":5}
Publicado en sensores/temperatura → {"valor":28.1,"unidad":"C","sensor":"esp32-sensor-01","uptime_s":10}

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Paso 5: Verificar que Mosquitto recibe los mensajes

En tu PC, abre una terminal y suscríbete al topic:

docker exec -it mosquitto mosquitto_sub -h localhost -t "sensores/#" -v

Deberías ver los mensajes del ESP32 llegar cada 5 segundos:

sensores/temperatura {"valor":23.4,"unidad":"C","sensor":"esp32-sensor-01","uptime_s":5}
sensores/temperatura {"valor":28.1,"unidad":"C","sensor":"esp32-sensor-01","uptime_s":10}

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Paso 6: Recibir los datos en Node-RED

En el editor de Node-RED (http://localhost:1880):

1. Arrastra un nodo mqtt in al canvas
2. Configura el servidor: host mosquitto, puerto 1883
3. Topic: sensores/temperatura
4. Output: a parsed JSON object
5. Conecta un nodo json (por si el payload llega como string)
6. Conecta un nodo ui-gauge:
   • Value: msg.payload.valor
   • Label: Temperatura
   • Units: °C
   • Range: 0 a 50
7. Conecta un nodo ui-chart (línea de tiempo)
8. Haz clic en Deploy

Abre el dashboard en http://localhost:1880/dashboard — verás los datos del ESP32 en tiempo real.

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Paso 7: Sketch con sensor DHT22 (temperatura y humedad real)

Una vez que el pipeline funciona con datos simulados, conecta un sensor DHT22 para enviar mediciones reales.

Conexión del DHT22 al ESP32

DHT22          ESP32
──────         ──────
VCC    ──→     3.3V  (pin 3V3)
DATA   ──→     GPIO4 (cualquier pin digital)
GND    ──→     GND

Nota: coloca una resistencia de 10kΩ entre VCC y DATA (pull-up)

Instalar la librería DHT

En el gestor de librerías busca DHT sensor library e instala DHT sensor library by Adafruit. También instala Adafruit Unified Sensor cuando te lo pida.

Sketch completo con DHT22

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <DHT.h>

// ── Configuración WiFi ─────────────────────────────────────────────────────
const char* WIFI_SSID     = "TU_NOMBRE_DE_RED";
const char* WIFI_PASSWORD = "TU_PASSWORD_WIFI";

// ── Configuración MQTT ─────────────────────────────────────────────────────
const char* MQTT_SERVER = "192.168.1.100";
const int   MQTT_PORT   = 1883;
const char* MQTT_CLIENT = "esp32-dht22-01";

// Topics separados para temperatura y humedad
const char* TOPIC_TEMP  = "sensores/temperatura";
const char* TOPIC_HUM   = "sensores/humedad";

// ── Configuración del sensor ───────────────────────────────────────────────
#define DHT_PIN  4       // GPIO donde está conectado DATA del DHT22
#define DHT_TYPE DHT22   // Cambiar a DHT11 si usas ese sensor

DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);

const unsigned long PUBLISH_INTERVAL = 10000;  // 10 segundos

WiFiClient   espClient;
PubSubClient mqtt(espClient);
unsigned long lastPublish = 0;

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void conectarWiFi() {
  Serial.print("Conectando a WiFi");
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("WiFi conectado — IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void conectarMQTT() {
  while (!mqtt.connected()) {
    Serial.print("Conectando a MQTT...");
    if (mqtt.connect(MQTT_CLIENT)) {
      Serial.println(" conectado!");
    } else {
      Serial.print(" error rc=");
      Serial.print(mqtt.state());
      Serial.println(" — reintentando en 5s");
      delay(5000);
    }
  }
}

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  conectarWiFi();
  mqtt.setServer(MQTT_SERVER, MQTT_PORT);
}

// ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
void publicar(const char* topic, const char* campo, float valor) {
  JsonDocument doc;
  doc[campo]      = round(valor * 10) / 10.0;  // 1 decimal
  doc["sensor"]   = MQTT_CLIENT;
  doc["uptime_s"] = millis() / 1000;

  char payload[128];
  serializeJson(doc, payload);
  mqtt.publish(topic, payload);

  Serial.print(topic);
  Serial.print(" → ");
  Serial.println(payload);
}

void loop() {
  if (!mqtt.connected()) conectarMQTT();
  mqtt.loop();

  unsigned long ahora = millis();
  if (ahora - lastPublish >= PUBLISH_INTERVAL) {
    lastPublish = ahora;

    float temperatura = dht.readTemperature();
    float humedad     = dht.readHumidity();

    // Verificar que la lectura sea válida
    if (isnan(temperatura) || isnan(humedad)) {
      Serial.println("Error leyendo el DHT22 — verifica la conexión");
      return;
    }

    publicar(TOPIC_TEMP, "valor", temperatura);
    publicar(TOPIC_HUM,  "valor", humedad);
  }
}

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Referencia rápida: códigos de error de PubSubClient

Si mqtt.state() devuelve un número negativo, consulta esta tabla:

Código	Constante	Significado
-4	MQTT_CONNECTION_TIMEOUT	No hubo respuesta del broker
-3	MQTT_CONNECTION_LOST	Se perdió la conexión de red
-2	MQTT_CONNECT_FAILED	No se pudo establecer conexión TCP
-1	MQTT_DISCONNECTED	Cliente desconectado
0	MQTT_CONNECTED	✅ Conectado
1	MQTT_CONNECT_BAD_PROTOCOL	Versión de protocolo no soportada
2	MQTT_CONNECT_BAD_CLIENT_ID	ID de cliente rechazado
5	MQTT_CONNECT_UNAUTHORIZED	Usuario/contraseña incorrectos

Los más comunes en problemas de red son -4 (IP incorrecta o Mosquitto no está corriendo) y -2 (ESP32 no alcanza el servidor — verifica que estén en la misma red WiFi).

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Múltiples ESP32 en la misma red

Si tienes más de un ESP32 publicando datos, asegúrate de que cada uno tenga un Client ID único:

// Dispositivo 1
const char* MQTT_CLIENT = "esp32-salon-01";
const char* MQTT_TOPIC  = "sensores/salon/temperatura";

// Dispositivo 2
const char* MQTT_CLIENT = "esp32-cocina-01";
const char* MQTT_TOPIC  = "sensores/cocina/temperatura";

En Node-RED, suscríbete al wildcard sensores/# para recibir de todos los dispositivos en un solo nodo mqtt in, y usa un nodo switch para enrutar por topic o por el campo sensor del JSON.