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====== ESP32 ======

L'**ESP32** est un SOC développé par la société Espressif dédié à l'internet des objets (**IoT**) et plus particulièrement les communications sans fil Wifi et Bluetooth pour un coût réduit. Il a été décliné en version module l'**ESP-WROOM-32** qui a lui même été intégré par différents fabricants (Essentiellement Chinois) sur des cartes de développement.

Il présente plusieurs intérêts : 
  * Prix faible ~5€ pour le module ~8€ pour une petite carte de développement
  * Intègre du Wifi 802.11 b/g/**n**/e/i (WPA)/WPA2/WPA2-Enterprise/Wi-Fi Protected Setup (WPS)
  * Intègre Bluetooth **5.0** - BLE Bluetooth low Energy
  * Compatible avec l'environnement de développement **ARDUINO**
  * Intègre un microcontrôleur 32 bits performants et de nombreux périphériques (ADC **12bit**, DAC, 3xUART, PWM, I2C, SPI, etc ...) 
  * S'alimente directement en USB
  * etc.

{{::esp32-wroom.jpg?200|}}

===== Quel micro ? =====

Il existe un nombre important de références. Il peut être compliqué de définir ce qu'on doit utiliser en fonction de nos besoins. Donc pour résumer :\\
  * ESP32 : Première série maintenant remplacée mais toujours largement utilisée
  * ESP32-Sx : Remplacement des ESP32 
  * ESP32-Cx : Moins performants que les ESP32-Sx mais aussi moins cher. 
  * ESP32-Hx : Orienté basse consommation

^   Modèle   ^ Année^ Core ^ Wifi ^BLE^ Zigbee/Thread ^ Matter ^Commentaire ^
| ESP32-C2   | 2020  |  1  |  4  |  5.0  |   Non          |Non|                           |
| ESP32-C3   | 2020  |  1  |  4  |  5.0  |     Non        | Non| Remplace l'ancien ESP8266                         |
| ESP32-C5   | 2022  |  1  |  **6** 2.4+5Ghz |  5.2 |      Oui     |Oui|                           |
| ESP32-C6   | 2021  |  1  |  **6**  |  5.3  |      Oui     | Non|Wifi 6 + Zigbee           |
| ESP32-C61  | 2025?  |  1  |  **6**  |  5.0  |      Oui     |Oui|                           |
| ESP32-H2   | 2023  |  1  | Non |  5.0  |      Non        |  **Oui**  |Basse consommation|
| ESP32-S2   | 2020  |  1  |  4  |  Non  |     Non         | Non|                           |
| ESP32-S3   | 2020  |  **2**  |  4  |  5.0  |     Non         |Non|Remplace l'ancien ESP32   |
| ESP32      | 2016  |  2  |  4  |  4.2  |      Non        |Non |Ancien|

Vous voulez un micro **performant** 2 coeurs pour du **Wifi+BLE** ? **ESP32-S3**\\
Vous voulez du **Wifi 6** ? **ESP32-C6**\\
Vous voulez du **Matter** ? **ESP32-H2**\\
Vous voulez du **Zigbee** ? **ESP32-C6**\\

Pourquoi choisir un ESP32-S3 vs un ancien ESP32 ?\\
Le -S3 est plus performant pour une consommation 10 fois plus faible
  
Pourquoi choisir un ESP32-C6 vs un ancien ESP32 ?\\
Le -C6 a plus de fonctionnalité (Wifi 6, BLE 5.3, Zigbee/Thread) pour une consommation plus faible

Sources:\\
  * https://www.youtube.com/watch?v=u5unB24lhC4\\
  * https://www.espboards.dev/blog/esp32-soc-options/
===== Caractéristiques de l'ESP32 =====

==== CPU ====
Xtensa® single-/dual-core 32-bit LX6 microprocessor(s), up to 600 DMIPS (200 DMIPS for single-core microprocessor)
  * 448 kB ROM
  * 520 kB SRAM
  * 16 kB SRAM in RTC
  * QSPI flash/SRAM, up to 4 x 16 MB
  * Power supply: 2.3V to 3.6V


==== Hardware ====
  * Périphériques : SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor
PWM, I2S, IR
  * GPIO : capacitive touch sensor, ADC, DAC, LNA preamplifier
  * Capteurs intégrés : Hall sensor, temperature sensor
  * Alimentation : 2.7 ~ 3.6V
  * Courant max : 500 mA
  * Température de fonctionnement : -40°C ~ +85°C
==== WIFI ====
  * Wi-Fi Protocols : 802.11 b/g/n/e/i (802.11n up to 150 Mbps)
  * Wi-Fi mode : Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2P
  * Wi-Fi Security : WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS
  * Network protocols : IPv4, IPv6, SSL, TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT
==== OS ====
  * FreeRTOS

===== Brochage =====

==== PINOUT ====

{{::esp32_pinout.jpg?direct}}
{{::esp32_oled_pinout.jpg?direct}}

==== ESP-WROOM-32 ====
{{::esp32_wroom.png?300|}}

{{::esp32_wroom_pinout1.png?400|}}

{{::esp32_wroom_pinout2.png?400|}}


==== Installation de l'environnement de développement ====
[[https://projetsdiy.fr/programmer-cartes-esp32-ide-arduino-macos-windows-arm-raspberry/|Procédure d'installation de l'environnement ARDUINO]]

  * Installer l'environnement ARDUINO : [[https://www.arduino.cc/en/Main/Software]]
  * Télécharger l'add-on pour l'ESP32 : [[https://github.com/espressif/arduino-esp32]]
  * Deziper l'add-on dans le répertoire : Mes Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32

{{::esp32_install_directory.png?400|}}

 * Executer get.exe qui se trouve dans le répetoire Mes Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32\tools
 * L'executable get.exe va télécharger et intégrer l'add-on dans l'environnement ARDUINO

<note>L'executable get.exe va télécharger 3 fichiers ZIP qui seront téléchargés dans le répertoire dist (esptool-4dab24e-windows.zip, mkspiffs-0.2.1-windows.zip et xtensa-esp32-elf-win32-1.22.0-75-gbaf03c2-5.2.0.zip) </note>

 * Démarrer l'environnement ARDUINO et vérifier que l'ESP32 apparait bien dans les types de carte :

 {{::esp32_arduino.png?400|}}

 * Brancher votre carte ESP32, vérifier le port COM qui lui a été attribué : 

{{::esp32_cp210x.png?200|}}

 * Créer un nouveau sketch, sélectionner la carte: ESP32 Dev Module et le port qui lui a été associé

{{::esp32_arduino2.png?300|}}

 * Vérifier la compilation et le transfert

==== 1er sketch de test - clignotement LED ====

<note>Ma carte intègre une LED sur la sortie IO2 </note>

<code>
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(2, OUTPUT);           // set pin to input
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

  digitalWrite(2, HIGH);   // sets the LED on
  delay(200);                  // waits for a second
  digitalWrite(2, LOW);    // sets the LED off
  delay(800);  
}
</code>

==== Sketch exemples ====

<note>De nombreux exemples sont fournis dans le répertoire : Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32\libraries</note>

==== Sketch transmission wifi ====

Le sketch ci dessous va transmettre une trame toutes les secondes vers un serveur UDP.
Remplacer par **your-ssid** par le nom de votre réseau WIFI, **your-password** par le mot de passe de votre réseau WIFI et 192.168.1.10 par l'adresse IP de votre PC. 

<code>
/*
 *  This sketch sends random data over UDP on a ESP32 device
 *
 */
#include <WiFi.h>
#include <WiFiUdp.h>

// WiFi network name and password:
const char * networkName = "**your-ssid**";
const char * networkPswd = "**your-password**";

//IP address to send UDP data to:
// either use the ip address of the server or 
// a network broadcast address
const char * udpAddress = "**192.168.1.10**";
const int udpPort = 2205;

//Are we currently connected?
boolean connected = false;

//The udp library class
WiFiUDP udp;

void setup(){
  // Initilize hardware serial:
  Serial.begin(115200);
  
  //Connect to the WiFi network
  connectToWiFi(networkName, networkPswd);
}

void loop(){
  //only send data when connected
  if(connected){
    //Send a packet
    udp.beginPacket(udpAddress,udpPort);
    udp.printf("Seconds since boot: %u", millis()/1000);
    udp.endPacket();
  }
  //Wait for 1 second
  delay(1000);
}

void connectToWiFi(const char * ssid, const char * pwd){
  Serial.println("Connecting to WiFi network: " + String(ssid));

  // delete old config
  WiFi.disconnect(true);
  //register event handler
  WiFi.onEvent(WiFiEvent);
  
  //Initiate connection
  WiFi.begin(ssid, pwd);

  Serial.println("Waiting for WIFI connection...");
}

//wifi event handler
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event){
    switch(event) {
      case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
          //When connected set 
          Serial.print("WiFi connected! IP address: ");
          Serial.println(WiFi.localIP());  
          //initializes the UDP state
          //This initializes the transfer buffer
          udp.begin(WiFi.localIP(),udpPort);
          connected = true;
          break;
      case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
          Serial.println("WiFi lost connection");
          connected = false;
          break;
    }
}
</code>

L'ESP32 va transmettre toutes les secondes une trame vers le port 3333 de votre PC. 
Pour visualiser les trames envoyées, il suffit d'utiliser un serveur UDP comme [[https://www.hw-group.com/products/hercules/index_en.html|HERCULE]] 

Démarrer HERCULE et dans l'onglet UDP mettre 3333 dans le port à utiliser puis cliquer sur "Listen"

{{::hercule_esp32.png?400|}}

==== Consommation ====

{{::consommation_esp32png.png?400|}}

Source : [[https://www.youtube.com/watch?v=7bBDMW_m5vc|Andreas Spiess]]
===== Liens utiles =====

  * [[http://espressif.com/en/products/hardware/esp32/overview|Site Espressif sur le ESP32]]
  * [[http://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf|Datasheet ESP32]]
  * [[http://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp-wroom-32_datasheet_en.pdf|Datsheet carte ESP WROOM 32]]

  * [[https://projetsdiy.fr/esp8266/esp32-iot/|Projets DIY - Excellent site avec pas mal d'infos en français]]

Schema de la carte de developpement ESP32 DEVKIT V1 www.doit.am
{{::schematicsforesp32.pdf|}}