Castel'Lab le Fablab MJC de Château-Renault

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======== Connexion RPI et ESP32 via UART ========



Pour connecter un Raspberry Pi 4 à un ESP32 en utilisant le protocole **UART (série)**, voici les étapes détaillées :

==== Matériel nécessaire :====
- Raspberry Pi 4
- ESP32
- Câbles de connexion (Dupont)
- Optionnel : Résistances (si nécessaire pour les niveaux de tension)

==== Connexion physique :====

{{ :start:raspberry:17r-02-raspberry-pi-3-uart-pins-2563198065.png?direct&600 |}}

{{ :start:raspberry:uart:capture_d_ecran_du_2025-02-23_15-10-18.png?direct&800 |}}

Raspberry Pi 4 → ESP32:
  * Raspberry Pi 4 :
     * GPIO 14 (TX) → **ESP32 GPIO 16 (RX)** (Transmission du Raspberry Pi vers l'ESP32) UART(2) 
     *GPIO 15 (RX) → **ESP32 GPIO 17 (TX)** (Réception du Raspberry Pi depuis l'ESP32)  UART(2)
OU
       *GPIO 14 (TX) → **ESP32 GPIO 25 (RX)** (Transmission du Raspberry Pi vers l'ESP32) UART(1) 
       *GPIO 15 (RX) → **ESP32 GPIO 26 (TX)** (Réception du Raspberry Pi depuis l'ESP32)  UART(1)
   
    * Alimentation :
       *3.3V (Raspberry Pi 4) → **3.3V (ESP32)** (L'ESP32 fonctionne en 3.3V, évitez le 5V)
       *GND → GND

{{ :start:raspberry:uart:capture_d_ecran_du_2025-02-23_16-53-42.png?direct&600 |}}


Important :
   - Vous devez connecter TX à RX et RX à TX.
   - Le Raspberry Pi utilise un niveau logique de 3.3V, donc assurez-vous que l'ESP32 soit alimenté en 3.3V également. Si vous branchez un câble GPIO directement à un autre périphérique qui fonctionne à 5V (par exemple, certaines cartes Arduino), vous risquez d'endommager les broches.

Configuration sur le **Raspberry Pi** (UART Master) :

1. **Activer le port série** :
   - Par défaut, le port série du Raspberry Pi est réservé à la console. Vous devez le libérer pour l'utiliser pour la communication série.
   
- Ouvrez une terminal et tapez :

<code bash exemple003.sh>
sudo raspi-config
</code>
   - Allez dans **"Interfacing Options"** puis **"Serial"**. Désactivez l'accès à la console série et activez l'interface série.
   - Redémarrez le Raspberry Pi. ( sudo reboot )
   - Desactiver le Bluetooth sur le Raspberry Pi
   - Installer [[https://pimylifeup.com/raspberry-pi-pip/|le module pip]] ( sudo apt install python3-pip )
   - Installer PySerial ( sudo apt-get install python3-serial )
   - sudo reboot
2. **Vérifiez que le port série fonctionne** :
   - Une fois le port série activé, vous pouvez vérifier si le périphérique série est détecté. Tapez la commande suivante pour vérifier :
     
<code bash exemple004.sh>
ls /dev/ttyAMA*
</code>

Vous devriez voir quelque chose comme `/dev/ttyAMA0`.

3. **Installer les outils de communication série (si nécessaire)** :

Si vous souhaitez envoyer et recevoir des données en ligne de commande, installez **minicom** ou **screen** :
   
<code bash exemple005.sh>
sudo apt-get install minicom
</code>

4. **Testez la connexion série avec `minicom`** :
   - Utilisez minicom pour tester la communication série en vous connectant au port `/dev/ttyAMA0` :

<code bash exemple006.sh>
minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyAMAO
</code>
<note tip>Ctrl + A  et ensuite X pour sortir de minicom : Ctrl + A  et ensuite Z pour l'Aide :  CTRL + A  et ensuite O pour configurer minicom </note>

<note>Remarque : Changez le port si nécessaire (en fonction de la sortie de `ls /dev/ttyAMA0`).
</note>


====Configuration sur l'**ESP32** (UART Slave) :====

1. **Utiliser l'IDE Arduino pour programmer l'ESP32** :
   - Si vous n'avez pas encore installé le support pour l'ESP32 dans l'IDE Arduino, allez dans `Outils` → `Carte` → Sélectionnez votre modèle ESP32.
   - Assurez-vous que vous avez installé le paquet ESP32 dans le **Gestionnaire de cartes** de l'IDE Arduino.

2. **Code pour l'ESP32 (réception et envoi UART)** :

==-1-Voici un exemple de code pour configurer l'ESP32 pour communiquer via UART(2) :==


<code c exemple11.ino>
#define RXD2 16
#define TXD2 17

#define GPS_BAUDS 115200

HardwareSerial mySerial2(2);

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mySerial2.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
  Serial.println("Serial 2 demarre en 115200 Bds");
}

void loop() {
  while (mySerial2.available() > 0) {
    char gpsData1 = mySerial2.read();
    Serial.print(gpsData1);
    }
  delay(2000);
  Serial.println("--------------------------------------------");
  mySerial2.println(String(counter));
  Serial.println("Envoie UART2:  " + String(counter));
  counter++;
  delay(2000);
}
</code>

Ce code permet à l'ESP32 de lire les caractères envoyés par le Raspberry Pi et de répondre avec un message.

==-2- Voici un exemple de code pour configurer l'ESP32 pour communiquer via UART(1) :==

<code c exemple12.ino>
#define RXD1 25
#define TXD1 26

#define GPS_BAUDS 115200

HardwareSerial mySerial1(1);

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mySerial1.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD1, TXD1);
  Serial.println("Serial 1 25R 26T demarre en 115200 Bds");
}

void loop() {
  while (mySerial1.available() > 0) {
    char gpsData2 = mySerial1.read();
    Serial.print(gpsData2);
    }
  delay(2000);
  Serial.println("--------------------------------------------");
  mySerial1.println(String(counter));
  Serial.println("Envoie UART1:  " + String(counter));
  counter++;
  delay(2000);
}
</code>

Ce code permet à l'ESP32 de lire les caractères envoyés par le Raspberry Pi et de répondre avec un message.

== Code pour l"ESP32M qui recoit sur l'UART1 le RPI et sur  l'UART2 l'ESP32E ==

{{ :start:raspberry:uart:capture_d_ecran_du_2025-02-23_21-30-05.png?direct&800 |}}

Raspberry Pi 4 → ESP32M <-- ESP32E:
  * Raspberry Pi 4 :
        *GPIO 14 (TX) → **ESP32M GPIO 25 (RX)** (Transmission du Raspberry Pi vers l'ESP32M) UART(1) 
        *GPIO 15 (RX) <-- **ESP32M GPIO 26 (TX)** (Réception du Raspberry Pi depuis l'ESP32M)  UART(1)
  * ESP32M 
        *GPIO 16 (RX) --> **ESP32E GPIO 17 (TX) ** (Transmission de l'ESP32M vers l'ESP32E) UART(2)  
        *GPIO 17 (TX) <-- **ESP32E GPIO 16 (RX) ** (Réception de l'ESP32M  depuis l'ESP32E) UART(2)
       
    * Alimentation :
       *3.3V (Raspberry Pi 4) → **3.3V (ESP32M et E )** (L'ESP32 fonctionne en 3.3V, évitez le 5V)
       *GND → GND

<code c exemple14.ino>
#define RXD1 25
#define TXD1 26
#define RXD2 16
#define TXD2 17

#define GPS_BAUDS 115200
HardwareSerial mySerial1(1);
HardwareSerial mySerial2(2);

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mySerial1.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD1, TXD1);
  Serial.println("Serial 1 25R 26T demarre en 115200 Bds");
  mySerial2.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
  Serial.println("Serial 2 16R 17T demarre en 115200 Bds");
}

void loop() {
  while (mySerial1.available() > 0) {
    char gpsData1 = mySerial1.read();
    Serial.print(gpsData1);
    }
  while (mySerial2.available() > 0) {
    char gpsData2 = mySerial2.read();
    Serial.print(gpsData2);
    }
  delay(2000);
  Serial.println("--------------------------------------------");
  mySerial1.println(String(counter));
  Serial.println("Envoie UART1:  " + String(counter));
  mySerial2.println(String(counter));
  Serial.println("Envoie UART2:  " + String(counter));
  counter++;
  delay(2000);
}
</code>

== Code pour test sur ESP32E ==

<code c exemple15.ino>
    #define RXD2 16
    #define TXD2 17
     
    #define GPS_BAUDS 115200
     
    HardwareSerial mySerial2(2);
     
    int counter = 0;
     
    void setup() {
      Serial.begin(115200);
      mySerial2.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
      Serial.println("Serial 2 demarre en 115200 Bds");
    }
     
    void loop() {
      while (mySerial2.available() > 0) {
        char gpsData1 = mySerial2.read();
        Serial.print(gpsData1);
        }
      delay(2000);
      Serial.println("--------------------------------------------");
      mySerial2.println(String(counter));
      Serial.println("Envoie UART2:  " + String(counter));
      counter++;
      delay(2000);
    }

</code>


====Étapes sur le **Raspberry Pi** (UART Master) :====

1. **Code Python pour envoyer/recevoir des données via UART** :

Voici un exemple de code Python pour communiquer avec l'ESP32M en utilisant le port série  /dev/ttyAMA0 :
   
Installer le module pyserial sur raspbery :
     
<code bash exemple007.sh>
sudo apt-get install python3-serial 
</code>
     


<code python exemple010.py>
import serial
import time

# Configurer le port série pour le Raspberry Pi
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 115200)  # Le port série, le même que pour Minicom
time.sleep(2)  # Attendre que la communication soit stable

# Envoyer un message à l'ESP32
ser.write(b"Hello ESP32!\n")
print("Envoie Hello ESP32!\n")
# Reception des messages de l'ESP32
while True:
    if ser.in_waiting > 0:  # Si des données sont reçues
        #received = ser.readline().decode('utf-8').strip()  # Lire et décoder les données reçues de l'ESP32 en utf-8
        received = ser.readline().decode('iso-8859-1').strip()  # Lire et décoder les données reçues de l'ESP32 en iso-8859-1
        print("Reçu de l'ESP32:", received)
    time.sleep(1)
     # Envoie des messages de l'ESP32
    ser.write(b"Hello ESP32!\n")
    print("Envoie Hello ESP32!\n")
</code>

=== Lancer le programme python sur le raspberry ===
<code bash test001.sh>
python3 exemple010.py
</code>

Ce script Python envoie un message à l'ESP32 et attend la réponse. Vous pouvez tester la communication en lisant les réponses dans le

terminal du Raspberry :

{{ :start:raspberry:uart:capture_d_ecran_du_2025-02-23_16-40-41.png?direct&400 |}}

Terminal ESP32:

{{ :start:raspberry:uart:capture_d_ecran_du_2025-02-23_16-39-15.png?direct&400 |}}
====Vérification et dépannage :====

- Si la communication ne fonctionne pas, assurez-vous que les connexions sont correctes, que le code est bien téléchargé sur l'ESP32 et que le Raspberry Pi utilise le bon port série.
- Si vous avez des problèmes avec le niveau de tension, vous pouvez utiliser un convertisseur logique pour passer du 3.3V à un 5V, mais ce n'est pas nécessaire si vous utilisez 3.3V des deux côtés.
- Si vous ne voyez rien sur le port série (pour le Raspberry Pi), vous pouvez essayer d'utiliser `dmesg | grep tty` pour voir les messages du système concernant les ports série.

Cela devrait vous permettre d'établir une communication UART entre votre Raspberry Pi 4 et votre ESP32.


====== Test la vitesse entre RPI4 et ESP32 sur UART à 115200Bds ======

====Programme python sur le RPI4====

<code python exemple001.py>
import serial
import time

# Configurer le port série pour le Raspberry Pi
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 115200)  # Le port série, le même que pour >
time.sleep(2)  # Attendre que la communication soit stable

# Envoyer un message à l'ESP32
ser.write(b"Hello ESP32!\n")
print("Envoie Hello ESP32!\n")
while True:
    if ser.in_waiting > 0:  # Si des données sont reçues
        received = ser.readline().decode('utf-8').strip()  # Lire et décoder le>
        print("Reçu de l'ESP32:", received)
        time.sleep(0.008)
        ser.write(b"OK!\n")
        #print("Bien recu  du Raspberry!\n")
</code>


==== Code C-Arduino sur ESP32 ====

<code c exemple002.ino>
#define RXD2 16
#define TXD2 17

#define GPS_BAUDS 115200

//HardwareSerial gpsSerial(2);
HardwareSerial mySerial(2);

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mySerial.begin(GPS_BAUDS, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
  Serial.println("Serial 2 demarre en 115200 Bds");
}

void loop() {
  while (mySerial.available() > 0) {
    char gpsData = mySerial.read();
    Serial.println(gpsData);
    }
  delay(3);
  //Serial.println("--------------------------------------------");
  mySerial.println(String(counter));
  if (counter == 1000){
  counter = 0;
  }
  //Serial.println("Envoie: UART2  " + String(counter));
  counter++;
  delay(0.005);
}
</code>