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2019-07-01

Une large gamme de modules ESP32

ESP32 est un petit circuit intégré SoC (System on Chip) dans le boîtier QFN48. C’est un exemple du produit caractéristique du 21e siècle. Un module IoT multifonctionnel et relativement bon marché qui offre à des utilisateurs de grandes opportunités. Il est produit par un fabricant de Shanghai Espressif Systems - société fabless créée en 2008 (conception de microcontrôleurs fabriqués dans des usines externes). Le module est construit à l’aide d’un microprocesseur avec un cœur Xtensa qui a été conçu à l’origine par la société américaine Tensilica.

Les ingénieurs d’Espressif Systems ont déjà révolutionné la situation sur le marché en introduisant le système ESP8266 – une solution économique qui combine un microcontrôleur puissant avec le module Wi-Fi. ESP32 décrit dans l’article constitue le développement, le complément et l’enrichissement d’ESP8266 révolutionnaire. Cependant il convient de souligner qu’ESP32 n’est pas une continuation de la ligne basée sur le microcontrôleur précédent du fabricant. C’est un pas en avant très important qui peut intéresser également les personnes qui ont déjà travaillé avec ESP8266 et ceux qui n’ont pas utilisé ces modules. Les principales différences par rapport à ESP8266 sont : un microprocesseur plus puissant et plus rapide, Bluetooth, les capacités WiFi plus riches, deux fois plus de connexions entrée/sortie et beaucoup de ressources internes. Toutefois, le fonctionnement en mode du modem exécutant les commandes AT n’a pas été prévu pour ESP32.

La base d’ESP32 repose sur un microcontrôleur Xtensa rapide et efficace (de 80 à 160MHz, double cœur, jusqu’à 600 DMIPS selon la version), 520Ko de mémoire SRAM intégrée avec les mécanismes intégrés assurant la sécurité des données. Parmi les plus importantes caractéristiques il y a la présence de circuits d’émission/de réception 2,4GHz étendus qui permettent une communication également dans le standard Wi-Fi (avec une bande passante allant jusqu’à 150Mbps), ainsi que dans le standard Bluetooth (BT), également dans la version « classique » et celle permettant l’économie d’énergie BLE, avec les options supplémentaires telles que Piconet et Scatternet. ESP32 dispose de 34 entrées/de sorties numériques universelles (GPIO) qui peuvent remplir les fonctions optionnelles liées aux blocs de matériel intégré tels que : convertisseur 12 bits à 18 entrées ADC, deux convertisseurs DAC à 8 bits, 10 capteurs tactiles. Le système prend en charge les interfaces les plus populaires (4xSPI, 2xI2C, 2xI2S, 3xUART, IrDA) ainsi que celles plus complexes telles que SD/SDIO et EthernetMAC, CAN2.0, les contrôleurs de moteurs, de diodes LED, et le capteur de température et le capteur à effet Hall intégrés. Il y a différentes méthodes de chronométrage, de nombreux minuteries et modulateurs PWM. Tout est construit dans la technologie ultra-low-power qui permet de travailler avec une consommation d’énergie basse.

La gamme d’applications des modules ESP32 est très large. En particulier, ils sont bien adaptés aux appareils domotiques, à l’électronique portable et d’Internet des objets (IoT). Un processeur efficace et de nombreux périphériques permettent de réaliser des projets très complexes et avancés. Pour les utilisateurs débutants, cela peut poser problème, car la multitude de fonctions, d’options disponibles et même la documentation de base (ESP32 Technical Reference Manual) comprenant presque 700 pages peuvent déborder.

Heureusement, l’utilisation d’ESP32 est assez simple grâce à de nombreuses solutions toutes faites. Tous les logiciels nécessaires sont gratuits et, ce qui est le plus important, il est possible de trouver sur Internet de nombreuses bibliothèques et beaucoup de projets qui peuvent constituer une inspiration ou une base pour vos propres études.

Modules et cartes de développement ESP32

Il convient de souligner, que seulement une version du circuit intégré (ESP32-D2WD) comprend 2Mo de mémoire Flash mais elle n’est pas disponible sous la forme d’un module. Par conséquent les modules populaires, appelés aussi ESP32, contiennent une mémoire Flash externe supplémentaire d’une capacité comprise dans la plage (4Mo … 16Mo).

Actuellement sur le marché il y a plusieurs modules ESP32 (disponibles également dans notre offre). De tels modules, avec les sorties de bord, espacées de 1,27mm (50 mils), peuvent être soudés à la carte à la main, avec un peu de pratique.

Sauf ESP32-SOLO et ESP32-PICO, ils diffèrent par la version d’ESP32 et de la quantité de mémoire. Ils sont divisés en deux groupes principaux : ESP32-WROOM (18 x 25,3 x 3mm) contenant une mémoire Flash externe et ESP32-WROVER (18 x 31,4 x 3,3mm), un peu plus grands, contenant non seulement la mémoire externe Flash mais également 8 Mo de mémoire externe SPI SRAM externe pour les applications avancés et les calculs. De plus, les modules diffèrent entre eux par le type d’antenne WiFi/BT : ceux avec la désignation finale 32D ont une antenne intégrée dans la carte du module et ceux portant la désignation 32U ont une prise d’antenne externe. Il n’y a pas de stabilisateur de tension ici et le module doit être alimenté dans une plage de tension 2,3V à 3,6V (typiquement 3,3V).

Pour le confort des constructeurs professionnels mais également des amateurs, les cartes de développement, dont une certaine partie est également appelée modules ESP32, ont été développées. Par exemple WROOM 32D comprend un stabilisateur 3,3V (AMS1117) et le circuit CP2102 qui est un convertisseur d’USB-UART. De telles cartes peuvent être équipées de fiches ou de prises goldpin, les mêmes comme dans les ensembles Arduino. Certaines des cartes de développement ESP32 sont disponibles à des prix vraiment très attractifs.

Programmation

Espressif Systems sur son site web propose plusieurs outils de programmation utiles, y compris les outils gratuits pour la programmation de modules. Par exemple, il s’agit de l’environnement de programmation MSYS2 avec les « additifs » appropriés, il est possible d’utiliser Eclipse. Un kit ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework) est également disponible. Ces outils recommandés et partagés (et toujours améliorés) par le fabricant sont conçus plutôt pour les utilisateurs plus avancés.

Les programmeurs moins expérimentés, ainsi qu’un grand nombre d’amateurs, utilisent le package extrêmement populaire Arduino IDE. Une superposition pour ce package a été créée de sorte que les programmes peuvent être créés de manière typique pour l’environnement Arduino, à l’aide du compilateur gratuit GCC. La superposition permet de compiler un tel dessin et de charger le code machine obtenu dans ESP32. Jusqu’à récemment, la superposition devait être téléchargée et installée à la main. Actuellement, il est possible de l’installer dans Arduino IDE en entrant dans le panneau de configuration le lien – l’adresse du site web du fabricant, Espressif Systems. C’est un exemple de développement continu du système ESP32 et de conquête des zones qui n’ont pas été encore utilisées.

La création de programmes à l’aide d’Arduino IDE avec « une superposition ESP32 » est très facile. Pratiquement, toutes les instructions et les solutions de base connues des dessins classiques Arduino peuvent y être utilisées.

Les utilisateurs débutants et moins avancés peuvent analyser et modifier les exemples existants, disponibles sur une base open source, qui sont de plus en plus fréquents sur Internet. Cependant, pour les utilisateurs avancés et ceux qui ont déjà travaillé avec ESP8266 c’est une excellente occasion d’apprendre et d’utiliser les détails pour pouvoir pleinement bénéficier du potentiel énorme d’ESP32.

 

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