Connecter l’Arduino à IoT pour envoyer la température et l’humidité à ThingSpeak

Arduino UNO 06-01-25

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Plan du tutoriel

1- Présenter la plateforme ThingSpeak

2- Objectif de la connexion de l'Arduino à IoT pour envoyer des données à ThingSpeak

3- Les composants nécessaires

4- Câblage du système

5- Programmation de l' Arduino

Présenter la plateforme ThingSpeak

ThingSpeak est une plateforme d'analyse de données orientée vers l'Internet des Objets (IoT), qui permet aux utilisateurs de collecter, visualiser et analyser des données en temps réel provenant de capteurs connectés. Voici un aperçu de ses principales caractéristiques :

Principales fonctionnalités :

1- Collecte de données :

Les données peuvent être envoyées à ThingSpeak via des requêtes HTTP ou MQTT.

Compatible avec des dispositifs IoT comme Arduino, Raspberry Pi, ESP32, ou tout autre matériel capable de communiquer sur le web.

2- Visualisation en temps réel :

Permet de créer des graphiques pour afficher et suivre l'évolution des données collectées.

Offre une interface simple pour configurer des tableaux de bord avec des widgets.

3- Analyse et traitement de données :

Intégration avec MATLAB pour effectuer des analyses avancées.

Peut être utilisé pour des applications comme la détection de tendances, la prédiction ou le filtrage des données.

4- Notifications et alertes :

Peut envoyer des alertes par email ou via des services comme Twitter lorsque certaines conditions définies sont remplies.

5- API RESTful et MQTT :

ThingSpeak fournit une API REST pour la gestion des données (écriture et lecture).

Intégration avec le protocole MQTT pour une communication rapide et efficace.

Objectif de la connexion de l'Arduino à IoT pour envoyer des données à ThingSpeak

L'objectif principal de connecter un Arduino avec un capteur DHT11 et un module ESP8266 à la plateforme ThingSpeak est de collecter, surveiller, analyser et visualiser les données environnementales en temps réel. Cela permet de tirer parti de l'Internet des Objets (IoT) pour automatiser le traitement et la gestion des données.

Objectifs spécifiques :

1- Surveillance en temps réel :

Mesurer la température et l'humidité d'un environnement à l'aide du capteur DHT11.

Envoyer ces données en temps réel à ThingSpeak pour un suivi continu.

2- Analyse et visualisation des données :

Utiliser les graphiques et tableaux de bord de ThingSpeak pour visualiser les tendances des données (par exemple, la variation de température et d'humidité au fil du temps).

Explorer et analyser les données grâce à l'intégration avec MATLAB, permettant des calculs statistiques ou prédictifs.

3- Centralisation des données :

Rassembler les données provenant de plusieurs dispositifs IoT dans un seul espace centralisé sur ThingSpeak.

Permettre un accès distant aux données via internet, sans avoir besoin d'une connexion directe avec l'appareil.

4- Automatisation et alertes :

Configurer des alertes ou des actions automatiques via ThingSpeak (par exemple, envoyer un email ou tweeter en cas de dépassement d'un seuil de température ou d'humidité).

Les composants nécessaires

Arduino UNO

Arduino Uno

C'est un microcontrôleur qui sert de cerveau du projet IoT. Il collecte les données du capteur DHT11 et communique avec le module ESP8266 pour les envoyer à ThingSpeak.

Capteur DHT11 (ou DHT22)

C'est un capteur numérique pour mesurer la température et l'humidité. Le DHT11 est abordable et largement utilisé pour des projets IoT de base.

Module Wi-Fi ESP8266

C'est un module Wi-Fi qui permet à l’Arduino de se connecter à Internet et de transmettre les données à la plateforme ThingSpeak.

Plateforme ThingSpeak

ThingSpeak est une plateforme IoT basée sur le cloud qui permet de collecter, stocker, analyser et visualiser des données en temps réel provenant de capteurs connectés.

Câble de connexion

Fils de connexion

Vous aurez besoin d'un câble pour connecter le capteur de sol et le module Wifi ESP826 à la carte Arduino UNO.

Plaque d'essai (Breadboard) :

plaque d'essai

On utilise la plaque d'essai pour faciliter le câblage des différents composants.

Module d’alimentation 3.3V/5V

Un module d’alimentation 3.3V/5V est un module de conversion de tension qui permet de fournir une tension de 3,3V ou de 5V à un circuit électronique. Il est souvent utilisé pour alimenter le module Wifi ESP8266.

Câblage du système

1- Pour le module ESP8266, on connecte:

La broche RX à la broche 4 de la carte Arduino

La broche TX à la broche 3 de la carte Arduino

La broche GND au GND de la carte Arduino

Les deux broches 3V3 et EN à la broche 5V du module de l’alimentation

La broche RST à la broche 8 de la carte Arduino

les deux broches 3V3 et EN à la broche 5V du module de l’alimentation

2- Pour la capteur DHT11, on connecte:

la broche DATA à la broche N°5 de la carte Arduino

la broche VCC à la broche 3.3V de la carte Arduino

la broche GND à la broche GND de la carte Arduino

Programmation de l' Arduino

1- Création du compte et du canal ThingSpeak :

Créez un compte sur ThingSpeak.

Créez un nouveau Channel :

Donnez-lui un nom.

Ajoutez deux champs : Température et Humidité.

2- Notez la clé API d'écriture (Write API Key) du canal (nécessaire pour envoyer des données).

3- Ouvrez l’IDE Arduino.

4- Installez cette bibliothèque Adafruit_ESP8266

#include <Adafruit_ESP8266.h>
#include <SoftwareSerial.h>

#define ESP_RX 3
#define ESP_TX 4
#define ESP_RST 8
SoftwareSerial softser(ESP_RX, ESP_TX);

// Must declare output stream before Adafruit_ESP8266 constructor; can be
// a SoftwareSerial stream, or Serial/Serial1/etc. for UART.
Adafruit_ESP8266 wifi(&softser, &Serial, ESP_RST);
// Must call begin() on the stream(s) before using Adafruit_ESP8266 object.

#define ESP_SSID "HUAWEI Y5 2019" // Your network name here
#define ESP_PASS "b582058c4d86" // Your network password here

String API = "KM7MYIGX8G2X6GA0"; // CHANGE ME
#define HOST "api.thingspeak.com" // Find/Google your email provider's SMTP outgoing server name for unencrypted email

#define PORT 80 // Find/Google your email provider's SMTP outgoing port for unencrypted email
String field = "field1";
int count = 0; // we'll use this int to keep track of which command we need to send next
bool send_flag = false; // we'll use this flag to know when to send the email commands
#include <dht11.h>
#define DHT11PIN 5 // broche DATA -> broche 4
dht11 DHT11;

void setup() {
char buffer[50];

// This might work with other firmware versions (no guarantees)
// by providing a string to ID the tail end of the boot message:

// comment/replace this if you are using something other than v 0.9.2.4!
wifi.setBootMarker(F("Version:0.9.2.4]\r\n\r\nready"));

softser.begin(9600); // Soft serial connection to ESP8266
Serial.begin(57600); while(!Serial); // UART serial debug

// Test if module is ready
Serial.print(F("Hard reset..."));
if(!wifi.hardReset()) {
Serial.println(F("no response from module."));
for(;;);
}
Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Soft reset..."));
if(!wifi.softReset()) {
Serial.println(F("no response from module."));
for(;;);
}
Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Checking firmware version..."));
wifi.println(F("AT+GMR"));
if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {
Serial.println(buffer);
wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows
} else {
Serial.println(F("error"));
}

Serial.print(F("Connecting to WiFi..."));
if(wifi.connectToAP(F(ESP_SSID), F(ESP_PASS))) {

// IP addr check isn't part of library yet, but
// we can manually request and place in a string.
Serial.print(F("OK\nChecking IP addr..."));
wifi.println(F("AT+CIFSR"));
if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {
Serial.println(buffer);
wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

Serial.print(F("Connecting to host..."));

Serial.print("Connected..");
wifi.println("AT+CIPMUX=0"); // configure for single connection,
//we should only be connected to one SMTP server
wifi.find();
wifi.closeTCP(); // close any open TCP connections
wifi.find();
Serial.println("Type \"send it\" to send an email");

} else { // IP addr check failed
Serial.println(F("error"));
}
} else { // WiFi connection failed
Serial.println(F("FAIL"));
}
}

void loop() {
send_flag = true;
if(send_flag){ // the send_flat is set, this means we are or need to start sending SMTP commands
if(do_next()){ // execute the next command
count++; // increment the count so that the next command will be executed next time.
}
}
}

boolean do_next()
{
switch(count){
case 0:
Serial.println("Connecting...");
return wifi.connectTCP(F(HOST), PORT);
break;
case 1:
DHT11.read(DHT11PIN);
char charVal2[100];
char charVal1[100]="GET /update?api_key=KM7MYIGX8G2X6GA0&field1=";
//itoa(sensor, charVal2, 10);
dtostrf((float)DHT11.temperature, 4, 2, charVal2);
strcat(charVal1,charVal2);
strcat(charVal1,"&field2=");
dtostrf((float)DHT11.humidity, 4, 2, charVal2);
strcat(charVal1,charVal2);
return wifi.cipSend(charVal1); // Envoi des données au site Thinkspeak
delay(60000);
}
}

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#include <Adafruit_ESP8266.h>

#include <SoftwareSerial.h>

#define ESP_RX 3

#define ESP_TX 4

#define ESP_RST 8

SoftwareSerial softser(ESP_RX, ESP_TX);

// Must declare output stream before Adafruit_ESP8266 constructor; can be

// a SoftwareSerial stream, or Serial/Serial1/etc. for UART.

Adafruit_ESP8266 wifi(&softser, &Serial, ESP_RST);

// Must call begin() on the stream(s) before using Adafruit_ESP8266 object.

#define ESP_SSID "HUAWEI Y5 2019" // Your network name here

#define ESP_PASS "b582058c4d86" // Your network password here

String API = "KM7MYIGX8G2X6GA0"; // CHANGE ME

#define HOST "api.thingspeak.com" // Find/Google your email provider's SMTP outgoing server name for unencrypted email

#define PORT 80 // Find/Google your email provider's SMTP outgoing port for unencrypted email

String field = "field1";

int count = 0; // we'll use this int to keep track of which command we need to send next

bool send_flag = false; // we'll use this flag to know when to send the email commands

#include <dht11.h>

#define DHT11PIN 5 // broche DATA -> broche 4

dht11 DHT11;

void setup() {

char buffer[50];

// This might work with other firmware versions (no guarantees)

// by providing a string to ID the tail end of the boot message:

// comment/replace this if you are using something other than v 0.9.2.4!

wifi.setBootMarker(F("Version:0.9.2.4]\r\n\r\nready"));

softser.begin(9600); // Soft serial connection to ESP8266

Serial.begin(57600); while(!Serial); // UART serial debug

// Test if module is ready

Serial.print(F("Hard reset..."));

if(!wifi.hardReset()) {

Serial.println(F("no response from module."));

for(;;);

}

Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Soft reset..."));

if(!wifi.softReset()) {

Serial.println(F("no response from module."));

for(;;);

}

Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Checking firmware version..."));

wifi.println(F("AT+GMR"));

if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

Serial.println(buffer);

wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

} else {

Serial.println(F("error"));

}

Serial.print(F("Connecting to WiFi..."));

if(wifi.connectToAP(F(ESP_SSID), F(ESP_PASS))) {

// IP addr check isn't part of library yet, but

// we can manually request and place in a string.

Serial.print(F("OK\nChecking IP addr..."));

wifi.println(F("AT+CIFSR"));

if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

Serial.println(buffer);

wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

Serial.print(F("Connecting to host..."));

Serial.print("Connected..");

wifi.println("AT+CIPMUX=0"); // configure for single connection,

//we should only be connected to one SMTP server

wifi.find();

wifi.closeTCP(); // close any open TCP connections

wifi.find();

Serial.println("Type \"send it\" to send an email");

} else { // IP addr check failed

Serial.println(F("error"));

}

} else { // WiFi connection failed

Serial.println(F("FAIL"));

}

void loop() {

send_flag = true;

if(send_flag){ // the send_flat is set, this means we are or need to start sending SMTP commands

if(do_next()){ // execute the next command

count++; // increment the count so that the next command will be executed next time.

}

boolean do_next()

{

switch(count){

case 0:

Serial.println("Connecting...");

return wifi.connectTCP(F(HOST), PORT);

break;

case 1:

DHT11.read(DHT11PIN);

char charVal2[100];

char charVal1[100]="GET /update?api_key=KM7MYIGX8G2X6GA0&field1=";

//itoa(sensor, charVal2, 10);

dtostrf((float)DHT11.temperature, 4, 2, charVal2);

strcat(charVal1,charVal2);

strcat(charVal1,"&field2=");

dtostrf((float)DHT11.humidity, 4, 2, charVal2);

strcat(charVal1,charVal2);

return wifi.cipSend(charVal1); // Envoi des données au site Thinkspeak

delay(60000);

}

Téléverser et tester :

1- Téléversez le code dans l'Arduino via l'IDE.

2- Rendez-vous sur votre canal ThingSpeak pour voir les graphiques des champs Température et Humidité.

Exemple des valeurs de la température envoyées par la carte Arduino au site thinkspeak.com

Exemple des valeurs de l'humdité envoyées par la carte Arduino au site thinkspeak.com

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Objectifs spécifiques :

Les composants nécessaires

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