Allumer une lampe connectée à la carte ESP32 via WIFI

ESP32 26-11-23

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Plan du tutoriel

1- La différence entre le Wifi et Bluetooth

2- La carte ESP32 et le Wifi

3- Qu'est ce que le serveur web pour la carte ESP32 ?

4- Rôle des fichiers boot.py et main.py dans la carte ESP32

5- Programmation avec Micropython de la carte ESP32 pour allumer une lampe via WIFI

6- Les composants nécessaires pour allumer une lampe par la carte ESP32

7- Montage de la carte ESP32 avec la lampe et le relais

La différence entre le Wifi et Bluetooth

Le Wi-Fi et le Bluetooth sont deux technologies sans fil couramment utilisées pour la communication entre différents appareils, mais ils présentent des différences importantes en termes d'utilisation, de portée, de vitesse et de fonctionnalités. Voici un aperçu des principales différences entre le Wi-Fi et le Bluetooth :

1- Portée :

- Wi-Fi : Le Wi-Fi offre généralement une portée plus longue que le Bluetooth, allant de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres, en fonction de la norme Wi-Fi utilisée (par exemple, Wi-Fi 802.11n, 802.11ac, 802.11ax).

- Bluetooth : Le Bluetooth a une portée plus limitée, généralement d'environ 10 mètres (Bluetooth classique) à 100 mètres (Bluetooth avec la norme Bluetooth 5.0 et ultérieures).

2- Vitesse de transfert de données :

- Wi-Fi : Le Wi-Fi offre généralement des débits de données beaucoup plus élevés que le Bluetooth. Les normes Wi-Fi les plus récentes peuvent atteindre des vitesses de plusieurs gigabits par seconde (Gbps).

- Bluetooth : Le Bluetooth a des vitesses de transfert de données plus modestes, généralement de quelques mégabits par seconde (Mbps). Cela le rend adapté à des applications telles que les écouteurs sans fil, les claviers et les souris, mais moins adapté aux transferts de fichiers volumineux.

3- Utilisations typiques :

- Wi-Fi : Le Wi-Fi est couramment utilisé pour la connectivité Internet sans fil, le partage de fichiers entre appareils sur le même réseau, la diffusion de contenu multimédia en continu, les jeux en ligne et bien d'autres applications nécessitant une bande passante élevée.

- Bluetooth : Le Bluetooth est souvent utilisé pour des applications à courte portée, telles que les écouteurs sans fil, les haut-parleurs portables, les claviers, les souris, les dispositifs de suivi (comme les trackers d'activité) et la connexion de périphériques à un smartphone ou une tablette.

4- Puissance et efficacité énergétique :

- Wi-Fi : Le Wi-Fi consomme généralement plus d'énergie que le Bluetooth, ce qui peut être un facteur limitant pour les appareils alimentés par batterie.

- Bluetooth : Le Bluetooth est conçu pour être économe en énergie, ce qui en fait un choix idéal pour les appareils alimentés par batterie, tels que les écouteurs sans fil et les dispositifs IoT (Internet des objets).

5- Sécurité :

- Wi-Fi : Le Wi-Fi offre des options de sécurité robustes, notamment des protocoles de chiffrement avancés, ce qui en fait un choix sécurisé pour la communication sur un réseau.

- Bluetooth : Le Bluetooth prend également en charge des fonctionnalités de sécurité, mais il est généralement utilisé pour des connexions de périphériques plus courtes et locales, ce qui réduit le risque d'interception des données.

En résumé, le Wi-Fi est principalement utilisé pour des connexions Internet sans fil à haut débit sur de longues distances, tandis que le Bluetooth est utilisé pour des connexions sans fil à courte portée à faible consommation d'énergie entre des appareils périphériques. Les deux technologies ont leurs avantages et sont adaptées à des applications spécifiques.

La carte ESP32 et le Wifi

L'ESP32 est un microcontrôleur très populaire et polyvalent fabriqué par Espressif Systems. Il est doté de nombreuses fonctionnalités, notamment une connectivité Wi-Fi intégrée, ce qui en fait un choix populaire pour les projets IoT (Internet des objets), les systèmes embarqués et les projets électroniques nécessitant une communication sans fil.

Voici quelques points clés à connaître sur l'ESP32 et sa connexion Wi-Fi :

1- Connectivité Wi-Fi intégrée : L'ESP32 est équipé d'un module Wi-Fi intégré, ce qui signifie qu'il peut se connecter à des réseaux Wi-Fi existants pour la communication sans fil. Il prend en charge plusieurs modes Wi-Fi, notamment le mode station (STA) pour se connecter à un réseau Wi-Fi existant et le mode point d'accès (AP) pour créer son propre réseau Wi-Fi.

2- Utilisations courantes : En raison de sa connectivité Wi-Fi intégrée, l'ESP32 est couramment utilisé pour des projets tels que la surveillance à distance, la domotique, la collecte de données à partir de capteurs et leur transmission vers le cloud, la commande à distance d'appareils et bien plus encore.

3- Bibliothèques et outils : Il existe de nombreuses bibliothèques et outils disponibles pour l'ESP32 qui facilitent la configuration et l'utilisation de la connectivité Wi-Fi. Arduino IDE, PlatformIO et l'IDE officiel d'Espressif, ESP-IDF, sont quelques-uns des environnements de développement populaires pour programmer l'ESP32 en utilisant le Wi-Fi.

4- Sécurité Wi-Fi : L'ESP32 prend en charge des fonctionnalités de sécurité Wi-Fi, notamment le chiffrement WPA2/WPA3, ce qui signifie que vous pouvez sécuriser vos communications sans fil.

5- Consommation d'énergie : L'une des caractéristiques importantes de l'ESP32 est sa capacité à gérer efficacement la consommation d'énergie, ce qui en fait un choix approprié pour les projets alimentés par batterie. Vous pouvez mettre en veille ou désactiver le Wi-Fi lorsque vous n'en avez pas besoin pour économiser de l'énergie.

En résumé, l'ESP32 est une carte de développement puissante avec une connectivité Wi-Fi intégrée qui offre de nombreuses possibilités pour la création de projets IoT et sans fil. Sa flexibilité, ses performances et son faible coût en font un choix populaire pour les développeurs et les amateurs. Vous pouvez utiliser l'ESP32 pour créer des appareils connectés, des capteurs sans fil, des objets intelligents et bien d'autres applications.

Qu'est ce que le serveur web pour la carte ESP32 ?

Le serveur web pour la carte ESP32 est un programme ou un ensemble de fonctionnalités intégrées dans le microcontrôleur ESP32 qui lui permet de répondre aux requêtes HTTP, permettant ainsi de créer un serveur web embarqué.

Cela signifie que le microcontrôleur ESP32 peut être programmé pour agir en tant que serveur, recevant des demandes (comme accéder à une page web ou envoyer des données) depuis un navigateur web ou tout autre client HTTP, et répondre à ces demandes en conséquence.

En utilisant des bibliothèques telles que WiFi.h et WebServer.h dans l'environnement de développement Arduino, on peut configurer et gérer le serveur web sur la carte ESP32. Cela permet de créer des applications IoT (Internet des objets) où la carte ESP32 peut être contrôlée ou communique avec d'autres appareils via un navigateur web, une application mobile ou tout autre client HTTP.

Rôle des fichiers boot.py et main.py dans la carte ESP32

Les fichiers boot.py et main.py sont deux fichiers importants dans le contexte d'une carte ESP32, qui est un microcontrôleur populaire pour les projets IoT (Internet des objets) et les applications embarquées. Voici leurs rôles respectifs :

1-boot.py :

- Ce fichier est exécuté dès que la carte ESP32 est alimentée ou redémarrée.

- Il est principalement utilisé pour initialiser des paramètres de bas niveau et configurer l'environnement d'exécution, comme l'initialisation de la communication série (UART) et la configuration des broches (pins) GPIO.

- Vous pouvez également y mettre des tâches de maintenance ou des paramètres de configuration critiques qui doivent être définis au démarrage.

2-main.py :

- Après que boot.py ait été exécuté, le fichier main.py est exécuté automatiquement, s'il est présent sur la carte.

- main.py est l'endroit où vous mettez généralement votre code principal pour votre projet. Il contient le programme principal que vous souhaitez exécuter sur votre ESP32.

- Vous pouvez y charger des bibliothèques, définir des fonctions, configurer des broches, et écrire votre logique de contrôle spécifique au projet.

- Il est important de noter que si vous ne créez pas un fichier main.py, l'ESP32 continuera à fonctionner normalement après l'exécution de boot.py, mais il n'exécutera aucun code utilisateur spécifique.

En résumé, boot.py est principalement utilisé pour la configuration de bas niveau et l'initialisation de l'environnement, tandis que main.py est le point d'entrée de votre programme utilisateur principal sur la carte ESP32. Vous pouvez personnaliser le comportement de votre carte en fonction de vos besoins en écrivant du code dans ces fichiers.

Programmation avec Micropython de la carte ESP32 pour allumer une lampe via WIFI

Pour allumer une lampe connectée à la carte ESP32 via Wi-Fi en utilisant MicroPython, suivez ces étapes :

Matériel requis :

Une carte ESP32

Une lampe

un relais

Accès à un réseau Wi-Fi

1- Configurer la connexion Wi-Fi :

Étape 1 : Assurez-vous d'avoir correctement flashé MicroPython sur votre ESP32 et que vous pouvez vous connecter à l'ESP32 via le terminal série (COM ou /dev/tty).

Étape 2 : Créez ou modifiez le fichier boot.py pour configurer la connexion Wi-Fi au démarrage. Le fichier boot.py est exécuté automatiquement au démarrage de l'ESP32. Voici un exemple de contenu pour boot.py :

# Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com

try:
  import usocket as socket
except:
  import socket

from machine import Pin
import network

import esp
esp.osdebug(None)

import gc
gc.collect()

ssid = 'REPLACE_WITH_YOUR_SSID'
password = 'REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD'

station = network.WLAN(network.STA_IF)

station.active(True)
station.connect(ssid, password)

while station.isconnected() == False:
  pass

print('Connection successful')
print(station.ifconfig())

relay_pin = Pin(23, Pin.OUT)

# Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com

try:

import usocket as socket

except:

import socket

from machine import Pin

import network

import esp

esp.osdebug(None)

import gc

gc.collect()

ssid = 'REPLACE_WITH_YOUR_SSID'

password = 'REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD'

station = network.WLAN(network.STA_IF)

station.active(True)

station.connect(ssid, password)

while station.isconnected() == False:

pass

print('Connection successful')

print(station.ifconfig())

relay_pin = Pin(23, Pin.OUT)

Étape 3 : Créez ou modifiez le fichier main.py pour gérer la lampe et le serveur web. Voici un exemple de contenu pour main.py:

# Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com

def web_page():
  if relay_lamp.value() == 1:
    gpio_state="ON"
  else:
    gpio_state="OFF"
  
  html = """<html><head> <title>ESP Web Server</title> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  <link rel="icon" href="data:,"> <style>html{font-family: Helvetica; display:inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}
  h1{color: #0F3376; padding: 2vh;}p{font-size: 1.5rem;}.button{display: inline-block; background-color: #e7bd3b; border: none; 
  border-radius: 4px; color: white; padding: 16px 40px; text-decoration: none; font-size: 30px; margin: 2px; cursor: pointer;}
  .button2{background-color: #4286f4;}</style></head><body> <h1>ESP Web Server</h1> 
  <p>GPIO state: <strong>""" + gpio_state + """</strong></p><p><a href="/?relay_lamp=on"><button class="button">ON</button></a></p>
  <p><a href="/?relay_lamp=off"><button class="button button2">OFF</button></a></p></body></html>"""
  return html

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind(('', 80))
s.listen(5)

while True:
  conn, addr = s.accept()
  print('Got a connection from %s' % str(addr))
  request = conn.recv(1024)
  request = str(request)
  print('Content = %s' % request)
  relay_lamp_on = request.find('/?relay_lamp=on')
  relay_lamp_off = request.find('/?relay_lamp=off')
  if relay_lamp_on == 6:
    print('LAMP ON')
    relay_lamp.value(1) # allumer la lampe
  if relay_lamp_off == 6:
    print('LAMP OFF')
    relay_lamp.value(0) # éteindre la lampe
  response = web_page()
  conn.send('HTTP/1.1 200 OK\n')
  conn.send('Content-Type: text/html\n')
  conn.send('Connection: close\n\n')
  conn.sendall(response)
  conn.close()

# Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com

def web_page():

if relay_lamp.value() == 1:

gpio_state="ON"

else:

gpio_state="OFF"

html = """<html><head> <title>ESP Web Server</title> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">

h1{color: #0F3376; padding: 2vh;}p{font-size: 1.5rem;}.button{display: inline-block; background-color: #e7bd3b; border: none;

border-radius: 4px; color: white; padding: 16px 40px; text-decoration: none; font-size: 30px; margin: 2px; cursor: pointer;}

.button2{background-color: #4286f4;}</style></head><body> <h1>ESP Web Server</h1>

<p>GPIO state: <strong>""" + gpio_state + """</strong></p><p><a href="/?relay_lamp=on"><button class="button">ON</button></a></p>

<p><a href="/?relay_lamp=off"><button class="button button2">OFF</button></a></p></body></html>"""

return html

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

s.bind(('', 80))

s.listen(5)

while True:

conn, addr = s.accept()

print('Got a connection from %s' % str(addr))

request = conn.recv(1024)

request = str(request)

print('Content = %s' % request)

relay_lamp_on = request.find('/?relay_lamp=on')

relay_lamp_off = request.find('/?relay_lamp=off')

if relay_lamp_on == 6:

print('LAMP ON')

relay_lamp.value(1) # allumer la lampe

if relay_lamp_off == 6:

print('LAMP OFF')

relay_lamp.value(0) # éteindre la lampe

response = web_page()

conn.send('HTTP/1.1 200 OK\n')

conn.send('Content-Type: text/html\n')

conn.send('Connection: close\n\n')

conn.sendall(response)

conn.close()

Étape 4 : Enregistrez les fichiers boot.py et main.py sur votre ESP32. Vous pouvez utiliser un outil de transfert de fichiers tel qu'Ampy ou WebREPL pour cela.

Étape 5 : Redémarrez l'ESP32. Les fichiers boot.py et main.py seront exécutés automatiquement au démarrage. Le fichier boot.py configurera la connexion Wi-Fi, puis le fichier main.py gérera la lampe et le serveur web.

Étape 6 : Connectez-vous au réseau Wi-Fi et accédez à l'adresse IP de l'ESP32 à partir d'un navigateur Web pour allumer la lampe.

Cette configuration vous permettra d'allumer une lampe connectée à votre carte ESP32 via Wi-Fi à chaque démarrage de l'ESP32.

Les composants nécessaires pour contrôler une lampe par la carte ESP32

Pour contrôler une lampe avec la carte ESP32, vous aurez besoin des composants suivants :

Carte ESP32 :

Carte ESP32

La carte ESP32 est une carte de développement basée sur le microcontrôleur ESP32, qui offre des fonctionnalités WiFi et Bluetooth intégrées. Vous pouvez utiliser cette carte pour programmer et contrôler une lampe à travers le relais.

Relais :

Un relais est un dispositif électromagnétique qui permet de contrôler des circuits électriques à haute puissance avec un circuit à faible puissance.

On va utiliser le relais pour isoler la faible tension de la carte ESP32 de la haute tension de la lampe. Assurez-vous que le relais que vous choisissez est compatible avec la carte ESP32 et peut gérer la tension et le courant requis pour votre lampe.

Lampe :

La lampe que vous souhaitez contrôler. Assurez-vous qu'elle est compatible avec le relais en termes de tension et de courant.

Source d'alimentation :

Vous aurez besoin d'une source d'alimentation pour la lampe, généralement une alimentation secteur de 220V pour les lampes de 220V. Assurez-vous que cette alimentation est adaptée à la lampe que vous utilisez.

Câblage électrique :

Vous aurez besoin de câbles électriques pour connecter la lampe, le relais, et la source d'alimentation. Assurez-vous que le câblage est correctement dimensionné et conforme aux normes de sécurité électrique.

Plaque d'essai (Breadboard) :

plaque d'essai

Une plaque d'essai est utile pour créer un circuit temporaire et connecter facilement les composants entre eux.

Fils de connexion :

Fils de connexion

Des fils de connexion sont nécessaires pour relier les différents composants ensemble, tels que la connexion entre la carte ESP32 et la relais.

Une fois que vous avez ces composants, vous pouvez commander la lampe par la carte ESP32 en utilisant le relais approprié.

Montage de la carte ESP32 avec la lampe et le relais

Pour monter une carte ESP32 avec une lampe, vous aurez besoin d'un relais pour isoler la basse tension de la carte ESP32 de la haute tension de la lampe. Voici un guide étape par étape pour réaliser ce montage en toute sécurité :

1- Assurez-vous que la lampe est déconnectée de toute alimentation électrique (débranchez-la de la prise secteur) avant de commencer le montage.

2- Connectez le relais à la carte ESP32 :

- Connecter la broche (-) du relais à la broche GND de la carte ESP32

- Connecter la broche (+) du relais à la broche 3.3V de la carte ESP32

- Connecter la broche (S) du relais à la broche numérique N°23 de la carte ESP32

3- Connectez la source d'alimentation de la lampe (220V) au relais :

- Connectez la phase de la lampe à la borne normalement ouverte (NO) du relais.

- Connectez la phase de la source d'alimentation à la borne commune (COM) du relais.

4- Assurez-vous que toutes les connexions sont sécurisées et que les fils ne sont pas exposés.

5- Une fois que tout est correctement câblé, branchez la lampe à une source d'alimentation secteur.

6- Testez votre montage en utilisant la carte ESP32 pour activer et désactiver la lampe via le relais.

Montage de la carte ESP32 avec une lampe et un relais