Les microcontrôleurs ESP32 sont devenus une option populaire pour de nombreux projets électroniques grâce à leur puissance, leur polyvalence et leur prix abordable. Que vous soyez un débutant complet ou un hobbyiste chevronné, ce guide de démarrage rapide vous aidera à explorer le monde excitant des ESP32 et à commencer à créer vos propres projets dès aujourd’hui.
*Schéma représentant un ESP32 avec tous les pins et leurs fonctions*
Histoire et Origine
Les ESP32 ont été développés par Espressif Systems, une société chinoise spécialisée dans la conception de puces pour l’Internet des objets (IoT). Lancés en 2016, les ESP32 sont la génération suivante des populaires ESP8266, offrant des performances améliorées et des fonctionnalités étendues.
Utilisations Types
Les ESP32 sont utilisés dans une grande variété de projets, notamment :
– Objets connectés
– Capteurs et dispositifs de surveillance
– Contrôleurs de domotique
– Robots et drones
– Projets d’automatisation industrielle
Où s’en procurer & à quel prix ?
Les ESP32 sont largement disponibles auprès de nombreux fournisseurs en ligne et dans les magasins d’électronique. Ils sont souvent vendus sous forme de modules prêts à l’emploi, avec des prix variant en fonction des fonctionnalités et de la qualité de fabrication. En général, vous pouvez vous procurer un ESP32 pour aussi peu que quelques euros.
Modules pour ESP et types d’ESP
Il existe une multitude de modules supplémentaires conçus pour étendre les fonctionnalités des ESP32, tels que les modules de caméra, les écrans OLED, les modules de capteurs, etc. De plus, en plus de l’ESP32, Espressif propose d’autres types d’ESP, notamment l’ESP8266, l’ESP32-S2 et l’ESP32-C3, chacun offrant des fonctionnalités et des performances spécifiques adaptées à différents types de projets.
Quelles connaissances sont nécessaires ou obligatoires ?
Vous n’avez pas besoin d’une vaste expérience en électronique pour commencer à travailler avec les ESP32, mais quelques connaissances de base seront utiles :
– Programmation en langage C ou Arduino
– Compréhension des principes de base des circuits électroniques
– Familiarité avec les concepts de base du Wi-Fi et du Bluetooth
Quels outils seront nécessaires
Pour démarrer avec les ESP32, vous aurez besoin de quelques outils essentiels :
– Un ordinateur avec un port USB
– Un câble micro USB pour la connexion à l’ESP32
– Un logiciel de développement tel que l’IDE Arduino ou PlatformIO
– Éventuellement, un module de développement ESP32 avec des broches d’E/S facilement accessibles pour les projets plus avancés
Installation des outils de développement
Pour commencer, téléchargez et installez l’IDE Arduino à partir du site officiel. Ensuite, ouvrez l’IDE Arduino et allez dans « Préférences ». Dans la section « Gestionnaire de cartes », ajoutez l’URL suivante : https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json. Ensuite, accédez à « Outils » > « Type de carte » > « Gestionnaire de cartes » et recherchez « ESP32 ». Installez le package ESP32 en cliquant sur « Installer ».
Écrire et téléverser un programme simple
Maintenant que vous avez installé les outils de développement, créez un nouveau fichier dans l’IDE Arduino. Commencez par inclure la bibliothèque ESP32 en ajoutant la ligne suivante en haut de votre fichier :
#include
Ensuite, écrivez votre programme en utilisant les fonctions et les bibliothèques disponibles pour l’ESP32. Par exemple, vous pouvez contrôler une LED connectée à l’ESP32 en utilisant le code suivant :
#define LED_PIN 2
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}void loop() {
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
delay(1000);
}
Une fois que vous avez écrit votre programme, sélectionnez votre carte ESP32 dans le menu « Outils » > « Type de carte », choisissez le bon port série dans le menu « Port », puis cliquez sur le bouton « Téléverser » pour charger votre programme sur l’ESP32. Et voilà vos premières ligne de code sont maintenant opérationnelles.
Utiliser des fonctionnalités avancées telles que le Wi-Fi et le Bluetooth
Les ESP32 offrent une connectivité Wi-Fi et Bluetooth intégrée, ce qui les rend idéaux pour les projets IoT. Pour utiliser le Wi-Fi, vous pouvez utiliser la bibliothèque WiFi.h pour se connecter à un réseau sans fil et échanger des données avec des serveurs Web ou d’autres appareils. De même, la bibliothèque BluetoothSerial.h vous permet de communiquer avec d’autres périphériques Bluetooth. Ils offrent une plateforme puissante et flexible pour réaliser une grande variété de projets électroniques.
La domotique, ou maison connectée, offre un moyen pratique et innovant de contrôler et d’automatiser divers appareils et systèmes dans votre domicile. Nous allons explorer comment utiliser les systèmes ESP, tels que l’ESP8266 et l’ESP32, pour créer un système domotique personnalisé, du matériel à la programmation.
La domotique avec les systèmes ESP
Afin de montrer qu’il est possible de faire quelque chose relativement correct avec seulement quelques accessoires, voici un exemple de ce que l’on peut faire chez soi :
Matériel nécessaire
Avant de commencer, voici le matériel dont vous aurez besoin :
- Système ESP (ESP8266 ou ESP32)
- Capteurs (capteurs de mouvement, de lumière, de température, etc.)
- Actionneurs (relais, servomoteurs, etc.)
- Composants électroniques (résistances, LED, boutons-poussoirs, etc.)
- Breadboard et fils de connexion
- Alimentation électrique (pile, adaptateur secteur, etc.)
Étape 1: Configuration de l’ESP
Commencez par configurer votre ESP en suivant les étapes suivantes :
- Connectez votre ESP à votre ordinateur à l’aide d’un câble USB.
- Ouvrez l’IDE Arduino et installez le package ESP correspondant à votre modèle (ESP8266 ou ESP32).
- Sélectionnez le bon port série et le type de carte dans le menu Outils.
Étape 2: Création du réseau Wi-Fi
Utilisez les fonctions WiFi.h pour connecter votre ESP à votre réseau Wi-Fi domestique. Voici un exemple de code pour vous guider :
#include
const char* ssid = « NomDuReseauWiFi »;
const char* password = « MotDePasseWiFi »;void setup() {
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid, password);while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println(« Connexion au réseau WiFi en cours… »);
}Serial.println(« Connecté au réseau WiFi ! »);
}void loop() {
// Votre code ici
}
Étape 3: Intégration des capteurs et actionneurs
Connectez vos capteurs (par exemple, un capteur de mouvement) et vos actionneurs (par exemple, un relais pour contrôler une lumière) à votre ESP en utilisant des broches d’E/S. Assurez-vous d’utiliser les résistances nécessaires pour protéger votre ESP.
Étape 4: Programmation de la logique domotique
Dans cette étape, nous allons programmer la logique nécessaire pour contrôler une lampe à l’aide d’un relais, en fonction des données fournies par un capteur de mouvement. Ce projet illustre comment vous pouvez automatiser l’allumage et l’extinction d’une lampe basée sur la détection de mouvement.
- Matériel Requis
ESP8266 ou ESP32
Coût moyen : Environ 5 à 10 €.
Relais (module relais 5V)
Coût moyen : Environ 3 à 5 €.
Capteur de Mouvement (PIR)
Coût moyen : Environ 2 à 4 €.
- Lampe
Coût moyen : Variable, selon le type de lampe choisie (à partir de 10 € pour une lampe simple).
- Câbles de Connexion et Breadboard
Coût moyen : Environ 5 à 10 € pour un kit de câbles et une breadboard.
Schéma de Connexion
- Relais :
Connectez la broche de contrôle du relais à une broche GPIO de l’ESP (par exemple, D1 pour ESP8266).
Connectez les deux bornes du relais aux fils de l’alimentation de la lampe. Assurez-vous que le relais est correctement dimensionné pour la lampe que vous utilisez.
- Capteur de Mouvement (PIR) :
Connectez la sortie du capteur PIR à une broche GPIO de l’ESP (par exemple, D2 pour ESP8266).
Assurez-vous de connecter également les broches d’alimentation du capteur PIR aux broches VCC et GND de l’ESP.
- Code Exemple :
#include <ESP8266WiFi.h> // Pour ESP8266 ; utilisez <WiFi.h> pour ESP32
const char* ssid = « NomDuReseauWiFi »;
const char* password = « MotDePasseWiFi »;const int relaisPin = D1; // Broche de contrôle du relais
const int capteurPin = D2; // Broche du capteur de mouvementvoid setup() {
Serial.begin(115200); // Initialise la communication série à 115200 bauds
WiFi.begin(ssid, password); // Démarre la connexion Wi-Fi avec le SSID et le mot de passewhile (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000); // Pause de 1 seconde
Serial.println(« Connexion au réseau WiFi en cours… »);
}Serial.println(« Connecté au réseau WiFi ! »);
pinMode(relaisPin, OUTPUT); // Configure la broche du relais comme une sortie
pinMode(capteurPin, INPUT); // Configure la broche du capteur comme une entrée
}void loop() {
int mouvement = digitalRead(capteurPin); // Lit l’état du capteur de mouvement
if (mouvement == HIGH) {
digitalWrite(relaisPin, HIGH); // Allume la lampe
Serial.println(« Mouvement détecté. Lampe allumée. »);
} else {
digitalWrite(relaisPin, LOW); // Éteint la lampe
Serial.println(« Pas de mouvement. Lampe éteinte. »);
}
delay(1000); // Pause de 1 seconde avant la prochaine lecture
}
Explications du Code
- Inclusion des Bibliothèques
#include <ESP8266WiFi.h> // Pour ESP8266 ; utilisez <WiFi.h> pour ESP32
Cette ligne inclut la bibliothèque nécessaire pour gérer la connexion Wi-Fi avec l’ESP.
- Définition des Informations de Connexion
const char* ssid = « NomDuReseauWiFi »;
const char* password = « MotDePasseWiFi »;
Remplacez « NomDuReseauWiFi » et « MotDePasseWiFi » par les informations de votre réseau Wi-Fi.
- Configuration Initiale (Fonction setup())
void setup() {
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println(« Connexion au réseau WiFi en cours… »);
}
Serial.println(« Connecté au réseau WiFi ! »);
pinMode(relaisPin, OUTPUT);
pinMode(capteurPin, INPUT);
}
Initialise la communication série pour le débogage.
Connecte l’ESP au réseau Wi-Fi et attend que la connexion soit établie.
Configure les broches du relais et du capteur.
Communication Série et Baud Rate
Communication Série :
La communication série est un mode de transmission de données où les bits sont envoyés un par un sur un seul canal de communication. C’est souvent utilisé pour échanger des données entre un microcontrôleur et un ordinateur ou entre deux microcontrôleurs.
Baud Rate (Vitesse de Transmission) :
Le baud rate, ou taux de transmission, indique la vitesse à laquelle les données sont transmises sur le canal série. Il est mesuré en bauds (ou bits par seconde). Un baud rate de 115200 signifie que 115200 bits sont transmis chaque seconde.
Initialisation de la Communication Série
Dans le code Arduino pour l’ESP8266 ou l’ESP32, vous utilisez la fonction Serial.begin() pour initialiser la communication série. Voici comment cela fonctionne :
Serial.begin(115200);
Explication du Code
Serial.begin() : Cette fonction configure la vitesse de la communication série. Elle prend en paramètre le taux de transmission désiré en bauds.
115200 : C’est le baud rate choisi. Il est assez élevé pour permettre une communication rapide et fluide entre l’ESP et l’ordinateur ou d’autres dispositifs série.
Pourquoi Utiliser un Baud Rate de 115200 ?
Rapidité : Un baud rate plus élevé, comme 115200, permet de transmettre plus de données par seconde. Cela est particulièrement utile pour le débogage en temps réel ou pour envoyer des données volumineuses rapidement.
Précision : Des baud rates plus élevés peuvent fournir une communication plus fluide, mais ils nécessitent que les deux dispositifs (l’ESP et l’ordinateur) soient configurés pour utiliser le même baud rate.
Compatibilité : 115200 est un taux de transmission courant et largement supporté par les outils de débogage et les interfaces série.
Considérations
Stabilité : Si vous utilisez un baud rate trop élevé pour les capacités de votre système ou pour la qualité de la connexion série, vous pourriez rencontrer des erreurs de transmission. Il est important de choisir un baud rate qui est stable et compatible avec votre matériel.
Compatibilité : Assurez-vous que le baud rate que vous définissez dans votre code correspond à celui configuré dans votre logiciel de terminal série sur l’ordinateur (comme le moniteur série de l’IDE Arduino).
- Boucle Principale (Fonction loop())
void loop() {
int mouvement = digitalRead(capteurPin);
if (mouvement == HIGH) {
digitalWrite(relaisPin, HIGH);
Serial.println(« Mouvement détecté. Lampe allumée. »);
} else {
digitalWrite(relaisPin, LOW);
Serial.println(« Pas de mouvement. Lampe éteinte. »);
}
delay(1000);
}
Lit l’état du capteur de mouvement. Si un mouvement est détecté (HIGH), le relais est activé pour allumer la lampe.
Si aucun mouvement n’est détecté (LOW), le relais est désactivé pour éteindre la lampe.
La boucle se répète toutes les secondes pour vérifier l’état du capteur.
Étape 5: Test et ajustements
Téléversez votre code sur votre ESP et testez votre système domotique. Assurez-vous que tout fonctionne comme prévu et ajustez votre code au besoin.
Avis Personnel :
Avec les systèmes ESP et un peu de programmation, il est facile de créer un système domotique personnalisé pour automatiser et contrôler votre maison. Que ce soit pour la sécurité, le confort ou la commodité, les possibilités sont infinies. Commencez dès aujourd’hui et explorez les merveilles de la domotique avec les systèmes ESP !