Castel'Lab le Fablab MJC de Château-Renault

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====== ESP32 ARDUINO ======

[[http://wiki.jelectronique.com/doku.php?id=esp32|Pages Wiki  original]]

L'**ESP32** est un SOC développé par la société Espressif dédié à l'internet des objets (**IoT**) et plus particulierement les communications sans fil Wifi et Bluetooth pour un coût réduit. Il a été décliné en version module l'**ESP-WROOM-32** qui a lui même été intégré par différents fabricants (Essentiellement Chinois) sur des cartes de développement.

Il présente plusieurs intérêts : 
  * Prix faible ~5€ pour le module ~8€ pour une petite carte de developpement
  * Intègre du Wifi 802.11 b/g/**n**/e/i (WPA)/WPA2/WPA2-Enterprise/Wi-Fi Protected Setup (WPS)
  * Intègre Bluetooth **4.2** - BLE Bluetooth low Energy
  * Compatible avec l'environnement de développement **ARDUINO**
  * Intègre un microcontrôleur 32 bits performants et de nombreux périphériques (ADC **12bit**, DAC, 3xUART, PWM, I2C, SPI, etc ...) 
  * S'alimente directement en USB
  * etc.

{{::esp32-wroom.jpg?200|}}

===== Caractéristiques =====

==== CPU ====
Xtensa® single-/dual-core 32-bit LX6 microprocessor(s), up to 600 DMIPS (200 DMIPS for single-core microprocessor)
  * 448 kB ROM
  * 520 kB SRAM
  * 16 kB SRAM in RTC
  * QSPI flash/SRAM, up to 4 x 16 MB
  * Power supply: 2.3V to 3.6V


==== Hardware ====
  * Périphériques : SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor
PWM, I2S, IR
  * GPIO : capacitive touch sensor, ADC, DAC, LNA preamplifier
  * Capteurs intégrés : Hall sensor, temperature sensor
  * Alimentation : 2.7 ~ 3.6V
  * Courant max : 500 mA
  * Température de fonctionnement : -40°C ~ +85°C
==== WIFI ====
  * Wi-Fi Protocols : 802.11 b/g/n/e/i (802.11n up to 150 Mbps)
  * Wi-Fi mode : Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2P
  * Wi-Fi Security : WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS
  * Network protocols : IPv4, IPv6, SSL, TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT
==== OS ====
  * FreeRTOS


==== Interruptions ====

[[start:esp32:interruptions|Interruptions ESP32]]

===== Brochage =====

==== PINOUT ====

[[https://ouilogique.com/files/2015-05-28-pinouts/images/esp32-wroom-32-pinout.png|esp32-wroom-32-pinout.png]]
==== ESP-WROOM-32 ====

Spécifications du module ESP32 (ESP-WROOM-32)

L’ESP32 est une évolution importante de l’ESP8266. En plus du WiFi, elle apporte le support du Bluetooth basse énergie (4.0 LE). Elle corrige également le manque d’entrées/sorties. On dispose maintenant de 32 E/S dont 26 digitales et 18 analogiques (toujours avec une tension admissible maximale de 3.3V). On pourra également utiliser des écrans tactiles pour créer des interfaces homme/machine à base d’ESP32 (broches Touch 0 à 9). Pour le moment, la plupart des modules sont proposés avec 4MB de mémoire flash mais la puce peut supporter jusqu’à 16MB.

Module ESP32 : ESP-WROOM-32 d’Espressif.
Microprocesseur dual core cadencé à 240MHz équipé de 4MB de mémoire flash SPI.
Support jusqu’à 16MB de mémoire flash

Connectivité :

WiFi 802.11 b/g/n.
Sécurité WEP, WPA/WPA2 PSK/Enterprise.
Puce cryptographique intégrée prenant en charge les algortithmes AES/SHA2/Elliptical Curve Cryptography/RSA-4096
Puissance maximale pour le transfert de données : 19.5 dBm@11b, 16.5 dBm@11g, 15.5 dBm@11n
Sensibilité max. de réception : -97 dBm
Bluetooth 4.0 LE
32 Entrées/Sorties
26x E/S digitales (3.3V). Toutes les sorties peuvent être PWM
18x entrées analogiques
3x UART
3x SPI
2x I2S
2x DAC
2x I2C
Consommation en mode sommeil (Deep Sleep mode) : 5 μA
Capteurs intégrés
Effet Hall
10x entrées pour interface tactile capacitive

==== Installation de l'environnement de développement ====
[[https://projetsdiy.fr/programmer-cartes-esp32-ide-arduino-macos-windows-arm-raspberry/|Procédure d'installation de l'environnement ARDUINO]]

  * Installer l'environnement ARDUINO : [[https://www.arduino.cc/en/Main/Software]]
  * Télécharger l'add-on pour l'ESP32 : [[https://github.com/espressif/arduino-esp32]]
  * Deziper l'add-on dans le répertoire : Mes Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32

{{::esp32_install_directory.png?400|}}

 * Executer get.exe qui se trouve dans le répetoire Mes Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32\tools
 * L'executable get.exe va télécharger et intégrer l'add-on dans l'environnement ARDUINO

<note>L'executable get.exe va télécharger 3 fichiers ZIP qui seront téléchargés dans le répertoire dist (esptool-4dab24e-windows.zip, mkspiffs-0.2.1-windows.zip et xtensa-esp32-elf-win32-1.22.0-75-gbaf03c2-5.2.0.zip) </note>

 * Démarrer l'environnement ARDUINO et vérifier que l'ESP32 apparait bien dans les types de carte :

 {{::esp32_arduino.png?400|}}

 * Brancher votre carte ESP32, vérifier le port COM qui lui a été attribué : 

{{::esp32_cp210x.png?200|}}

 * Créer un nouveau sketch, sélectionner la carte: ESP32 Dev Module et le port qui lui a été associé

{{::esp32_arduino2.png?300|}}

 * Vérifier la compilation et le transfert

==== 1er sketch de test - clignotement LED ====

<note>Ma carte intègre une LED sur la sortie IO2 </note>

<code>
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(2, OUTPUT);           // set pin to input
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

  digitalWrite(2, HIGH);   // sets the LED on
  delay(200);                  // waits for a second
  digitalWrite(2, LOW);    // sets the LED off
  delay(800);  
}
</code>

==== Sketch exemples ====

<note>De nombreux exemples sont fournis dans le répertoire : Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32\libraries</note>

==== Sketch transmission wifi ====

Le sketch ci dessous va transmettre une trame toutes les secondes vers un serveur UDP.
Remplacer par **your-ssid** par le nom de votre réseau WIFI, **your-password** par le mot de passe de votre réseau WIFI et 192.168.1.10 par l'adresse IP de votre PC. 

<code c exemple001.ino>
/*
 *  This sketch sends random data over UDP on a ESP32 device
 *
 */
#include <WiFi.h>
#include <WiFiUdp.h>

// WiFi network name and password:
const char * networkName = "**your-ssid**";
const char * networkPswd = "**your-password**";

//IP address to send UDP data to:
// either use the ip address of the server or 
// a network broadcast address
const char * udpAddress = "**192.168.1.10**";
const int udpPort = 2205;

//Are we currently connected?
boolean connected = false;

//The udp library class
WiFiUDP udp;

void setup(){
  // Initilize hardware serial:
  Serial.begin(115200);
  
  //Connect to the WiFi network
  connectToWiFi(networkName, networkPswd);
}

void loop(){
  //only send data when connected
  if(connected){
    //Send a packet
    udp.beginPacket(udpAddress,udpPort);
    udp.printf("Seconds since boot: %u", millis()/1000);
    udp.endPacket();
  }
  //Wait for 1 second
  delay(1000);
}

void connectToWiFi(const char * ssid, const char * pwd){
  Serial.println("Connecting to WiFi network: " + String(ssid));

  // delete old config
  WiFi.disconnect(true);
  //register event handler
  WiFi.onEvent(WiFiEvent);
  
  //Initiate connection
  WiFi.begin(ssid, pwd);

  Serial.println("Waiting for WIFI connection...");
}

//wifi event handler
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event){
    switch(event) {
      case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
          //When connected set 
          Serial.print("WiFi connected! IP address: ");
          Serial.println(WiFi.localIP());  
          //initializes the UDP state
          //This initializes the transfer buffer
          udp.begin(WiFi.localIP(),udpPort);
          connected = true;
          break;
      case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
          Serial.println("WiFi lost connection");
          connected = false;
          break;
    }
}
</code>

L'ESP32 va transmettre toutes les secondes une trame vers le port 3333 de votre PC. 
Pour visualiser les trames envoyées, il suffit d'utiliser un serveur UDP comme [[https://www.hw-group.com/products/hercules/index_en.html|HERCULE]] 

Démarrer HERCULE et dans l'onglet UDP mettre 3333 dans le port à utiliser puis cliquer sur "Listen"

{{::hercule_esp32.png?400|}}
===== Liens utiles =====

  * [[http://espressif.com/en/products/hardware/esp32/overview|Site Espressif sur le ESP32]]
  * [[http://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf|Datasheet ESP32]]
  * [[https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi_vcuIlJv1AhVS1xoKHUmyBB0QFnoECAUQAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.espressif.com%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2Fdocumentation%2Fesp32-wroom-32_datasheet_en.pdf&usg=AOvVaw0mSRlYcJCS3Wtrmh5NsFOT|Datsheet carte ESP WROOM 32]]
  * [[https://esp32io.com/esp32-tutorials|Tutos sur l ESP32 EN]]

  * [[https://projetsdiy.fr/esp8266/esp32-iot/|Projets DIY - Excellent site avec pas mal d'infos en français]]

[[https://espacerm.com/webgen/wp-content/uploads/2018/11/BON-ESP32-DOIT-DEVKIT-V1-Board-Pinout-36-GPIOs-Copy.jpg|Schema de la carte de developpement ESP32 DEVKIT V1 ]]