Le ESP32 DEVKIT V1 DOIT est très polyvalent et intègre de base le WIFI et le Bluetooth. J’emploie ce module pour diverses utilisations. Afin d’améliorer mes circuits, j’ai décidé de fabriquer une plaquette de circuit imprimé organiser autour de celui-ci. J’ai abouti à une plaquette très souple qui permet différentes configurations et différents branchements. À travers une suite d’articles, je me propose de vous présenter ses possibilités et diverses applications.
Comme je mets le tout «open source», il vous sera possible de fabriquer vous même la plaquette ou d’en acheter toute prête à l’utilisation. Vous pouvez vous procurer la plaquette de montage pour le ESP32 DEVKIT V1 DOIT ici
Le principe de conception est que plusieurs emplacements sont prévus pour différentes pièces, mais que seules les pièces nécessaires à l’application souhaitée sont installées. La plaquette est conçue de façon à ce que le rôle de certaines parties soit fixé au moment de l’assemblage. Vous pouvez configurer pour une alimentation fixe, par exemple 12 volts ou 3,3 volts ou une alimentation variable entre 7 volts et 12,6 volts en installant le régulateur 7805. L’utilisateur peut choisir de souder les fils de connexion directement sur la carte, ou installez des connecteurs avec des broches mâles ou femelles selon ses besoins. Personnellement, je préfère les broches mâles, car il est possible d’enrouler des fils permanents (wire wrap) entre les broches pour l’utilisation finale. L’emploi de broches femelles est avantageux pour le prototypage de circuits. Le risque de court-circuit lors de la manipulation est moindre avec les broches femelles. En plaçant des broches mâles ou femelles sur tous les emplacements prévus, vous obtiendrez une carte de prototypage comme l’ARDUINO.
Le déclencheur de …
Je vous présenter en premier lieu une application pour la photographie: Le déclenchement d’appareil photo et/ou de flashs, par interrupteur, faisceaux lumineux, sons ou commande WIFI, Bluetooth ou sur le NRF24L01. Ce montage n’est pas limitatif, vous pourriez aussi bien déclencher un buzzer, contrôler un appareil électrique, etc. Le choix des senseurs aux entrées est varié. Personnellement, je m’en sers aussi comme barrière lumineuse pour chronométrer mes tours de piste avec ma voiture téléguidée (évidemment, la contrainte est que je sois seul en piste).
par relais ou autres optionnels
La mesure du voltage d’alimentation
Pour que cela soit plus simple à comprendre, car je veux aussi m’adresser aux débutants, je vais décortiquer le tout par étape. Commençons par le minimum sur la plaquette, le ESP32 DEVKIT V1 DOIT, le régulateur 5 volts 7805, un condensateur, un jeu de résistances pour la mesure de la tension d’alimentation. Si une pile Lipo est employée, il est important de ne pas aller sous un certain seuil au risque de rendre cette pile inutilisable, bonne pour le recyclage. Ce seuil est de 3 volts pour une 1S, 6 volts, pour une 2S et 9 volts pour une 3S. Une autre résistance et une DEL en série sont installées pour fournir un signal visuel.
Le choix de la tension d’alimentation
L’entrée Vin du «ESP32 DEVKIT DOIT» fonctionne entre 4,5 et 20 volts.
Si vous utilisez plus de 12V, le régulateur de tension peut surchauffer et endommager le circuit. Un régulateur (NCP1117) sur le circuit abaisse la tension à 3,3 volts et fournit un courant maximum de 800ma.
Pour permettre d’alimenter des composants avec du 5 volts, j’ai choisi d’installer le régulateur 5 Volts 7805. Son rôle est de conserver la même tension, 5 volts, à sa sortie quelque soit la tension d’alimentation relier sur le terminal bleu T1. Cette tension d’alimentation doit se situer entre 7 volts et 12,6 volts. Le cavalier JP1 remplace l’interrupteur S1. Le circuit démarre aussitôt qu’une source d’alimentation est branchée. Nous pourrions aussi relier un interrupteur externe à la place de JP1. Ce cavalier raccorde la source d’alimentation à l’entrée du 7805. Le cavalier JP2 raccorde la sortie 5 volts du régulateur à l’entrée Vin du module ESP32 DEVKIT .
Le diviseur de tension
Un jeu de résistances R1 et R2 sert de diviseur de tension pour acheminer un échantillon de la tension d’alimentation à la borne D35 du module ESP32. La valeur de la tension d’alimentation sera évaluée par le programme roulant dans le ESP32.
Le voltage maximum toléré par l’entrée D35 est de 3.6 volts comme pour toutes les autres entées/sorties du ESP32. Comme nous le verrons plus loin, le voltage maximum prévu dans ce montage est 3,3V. Le voltage maximum d’alimentation relier sur T1 est 12,6 volts. Le diviseur de tension va réduire ce voltage sous le seuil de 3,3 volts. Je suis parti de 12,6 volts, car c’est la valeur maximale pour une pile Lipo 3S.
Le choix des valeurs des résistances du diviseur de tension
Vs voltage d’entrée, Ra = R1, Rb = R2, Vb voltage appliqué à la borne D35.
Pour ne pas consommer trop de courant, j’ai choisi Ra = 100Kohms. La valeur de Vb attendue lorsque la tension est à 12,6 V est de 2,2 volts. Valeur choisie en fonction de la plage de fonctionnement du convertisseur Anologue/Digital du ESP32. Nous reverrons ce point ultérieurement.
Rb = Ra/((Vs/Vb)-1) -> Rb = 100/((12,6/2,2)-1) -> Rb = 21,15
Truc : je copie et je colle 100/((12,6/2,2)-1) dans GOOGLE, il fait le calcul et affiche le résultat
La résistance commerciale courante ayant la valeur la plus proche est une 22Kohms. La résistance interne de l’entrée D35 (identique pour les autres entrées) est très élevée, elle n’affecte pratiquement pas la valeur du voltage aux bornes de R2.
Calculons Vb avec la résistance de 22Kohms.
Vb = Vs*((Rb/(Ra+Rb)) -> Vb = 12,6*((22/(100+22)) -> Vb = 2,27 V c’est bon.
Calculons la tension maximale pour ne pas dépasser 3,3 volts à l’entrée de D35.
Vs = Vb*((Ra+Rb)/Rb) -> Vs = 3,3*((100+22)/22) -> Vs = 18.3 Volts
Puissance à dissiper par le diviseur de tension
Le courant qui circule dans une pièce électronique produit de la chaleur. Il faut s’assurer que la pièce électronique soit en mesure de supporter ou de dissiper cette chaleur. On évalue cette chaleur en calculant la puissance à dissiper. Cette puissance est fonction de la résistance, du courant et du voltage. P = V * I , P = V * V/R
R1 = 100K = 100000 R2 = 22K = 22000
Pour R2 : P = 3,3*3,3/22000 -> P = 0.000495 Watt
Pour R1 : P = (18,3-3,3)*(18,3-3,3)/100000 -> 0.00225 Watt
De petites résistances de 1/4 de watt (0,25 watt) seront donc adéquates.
Identification de la valeur d’une résistance
Un code d’écriture de la valeur ohmique a été adopté et normalisé. Selon la taille du composant, la valeur peut être inscrite en clair, en code de couleurs ou en code chiffré. Le site sonolec-musique.com détaille très bien ce code.
http://www.sonelec-musique.com/electronique_theorie_resistance_codes_valeur.html
Résistance R1
Code à 4 barres
Premier chiffre significatif Brun : 1
Deuxième chiffre significatif Noir : 0
Multiplicateur Jaune : 4
Tolérance Or : 5%
R = 100000 ohms + ou – 5000 ohms
Résistance R2
Code à 4 barres
Premier chiffre significatif Rouge : 2
Deuxième chiffre significatif Rouge : 2
Multiplicateur Orange : 3
Tolérance Or : 5%
R = 20000 ohms + ou – 1000 ohms
Le circuit de la DEL
Comme il a déjà été mentionné, la plaquette a été pensée de telle façon que le rôle de certaines parties est fixé à l’assemblage.
R4 et R5 sont montés en diviseur de tension, le point de jonction des deux résistances est relié à un côté de J4. En ajoutant un cavalier à l’autre côté de J4 le signal est appliqué à D34 ( GPIO entrée seulement). De même, R6 et R7 sont montés en diviseur de tension, le point de jonction des deux résistances est relié à un côté de J3. En ajoutant un cavalier à l’autre côté de J3 le signal est appliqué à Vn ( GPIO entrée seulement). Ces 2 diviseurs de tension peuvent servir à mesurer des voltages. Ils peuvent aussi servir comme abaisseur de tension avec les capteurs qui ont une sortie 5 volts.
Pour le circuit avec DEL, une résistance de 330 ohms est installée à la position R6. R7 est vide. Ici, un cavalier, sous la plaque, relie le point de jonction R6-R7 au GPIO D33. Une DEL est branchée entre le – et la résistance 330 ohms.
La sortie D33 à l’état HAUT fourni 3,3V. Je voulais 10 ma pour alimenter la DEL. Ce qui donne R=V/I R= 3,3/10E-3 R= 330 ohms. La DEL peut supporter 20 ma , mais je ne voulais pas surcharger inutilement le ESP32. La puissance à dissiper : P = V I , P= 3,3Volts * 10E-3 ampère , P= 0,033 Watt.
Sur le circuit de la voiture présentée plus haut, trois diviseurs de tension sont montés ( R1-R2, R4-R5, R6-R7). Il y a trois piles à surveiller.
Alimentation sans régulateur de tension
Voyons le montage sans régulateur de tension
Un cavalier est placé sur J11 ce qui remplace l’interrupteur S1. Le circuit démarre aussitôt qu’une source d’alimentation est branchée. Nous pourrions aussi relier un interrupteur externe sur J11. Un cavalier est installé sur J12, ce qui route le circuit vers J14 sans passer par le régulateur. Le cavalier JP2 raccorde l’alimentation reliée sur le terminal bleu à l’entrée Vin du module ESP32 DEVKIT. Comme mentionné plus haut, l’entrée Vin du «ESP32 DEVKIT DOIT» fonctionne entre 4,5 et 20 volts. Si vous utilisez plus de 12V, le régulateur de tension peut surchauffer et endommager le circuit.
Contrôleur multifonctionnel élaboré autour du ESP32 DEVKIT V1 DOIT (2 de 4) ->