Cahier d’activités pour la carte ESP32

Cahier d’activités pour la carte ESP32

Introduction générale:

La robotique est une discipline qui concerne la conception, la construction, l’opération et l’application de robots. Les robots sont des machines conçues pour effectuer des tâches automatisées ou semi-automatisées, souvent de manière répétitive ou pendant de longues périodes.

La robotique inclut également l’étude de la manière de contrôler et de programmer ces robots afin qu’ils puissent accomplir leurs tâches de manière efficace et précise. Elle implique également l’utilisation de différents capteurs et actionneurs pour permettre aux robots de percevoir et d’interagir avec leur environnement.

La robotique est utilisée dans de nombreux domaines, notamment l’industrie, la médecine, l’agriculture et la recherche spatiale. Elle peut être utilisée pour effectuer des tâches dangereuses ou difficiles pour l’homme, ainsi que pour améliorer l’efficacité et la productivité dans de nombreux processus de production. En outre, la robotique est également utilisée dans l’enseignement et la recherche pour aider à comprendre comment les robots peuvent être utilisés de manière efficace et pour développer de nouvelles technologies robotiques.

Définition d’un robot

Un robot est une machine conçue pour effectuer des tâches automatisées ou semi-automatisées de manière répétitive ou pendant de longues périodes. Les robots peuvent être programmés pour effectuer un large éventail de tâches, allant de la manipulation d’objets à la réalisation de tâches complexes nécessitant une haute précision.

Les robots sont souvent conçus pour être polyvalents et capables de s’adapter à différentes situations et tâches. Ils peuvent être équipés de différents capteurs et actionneurs pour leur permettre de percevoir et d’interagir avec leur environnement. Ils peuvent être contrôlés par un ordinateur ou un autre dispositif de commande, qui envoie des instructions au robot pour lui indiquer comment effectuer ses tâches.

Les robots sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment l’industrie, la médecine, l’agriculture et la recherche spatiale. Ils peuvent être utilisés pour effectuer des tâches dangereuses ou difficiles pour l’homme, ainsi que pour améliorer l’efficacité et la productivité dans de nombreux processus de production. En outre, les robots sont également utilisés dans l’enseignement et la recherche pour aider à comprendre comment les robots peuvent être utilisés de manière efficace et pour développer de nouvelles technologies robotiques.

Qu’est ce qu’une carte électronique?

ESP32 est une carte de développement électronique basée sur le microcontrôleur ESP32 de la société Espressif. Il s’agit d’un microcontrôleur à double cœur avec un processeur principal Xtensa LX6 et un processeur secondaire dedié au traitement du signal. La carte ESP32 est conçue pour être utilisée dans les applications IoT (Internet des objets) et comprend une variété de fonctionnalités pour faciliter la communication avec d’autres dispositifs et l’accès à Internet.

Voici quelques-unes des principales caractéristiques de la carte ESP32 :

• Bluetooth et WiFi : La carte ESP32 inclut un module WiFi et Bluetooth pour faciliter la communication sans fil avec d’autres dispositifs.
• Connectivité : La carte ESP32 est équipée de plusieurs ports de communication, tels que USB, UART, I2C et SPI, ce qui la rend idéale pour la communication avec d’autres composants électroniques.
• Mémoire : La carte ESP32 dispose de 512 Ko de mémoire flash et de 8 Mo de RAM.
• Energie : La carte ESP32 est alimentée par une tension de 3,3 V et est dotée d’un circuit de gestion de l’alimentation pour gérer les périodes de veille et d’arrêt.
• Logiciels : La carte ESP32 est compatible avec un large éventail de logiciels de développement, tels que Arduino, ESP-IDF et MicroPython. Cela permet aux développeurs de choisir le logiciel de développement qui leur convient le mieux.

L’environnement de programmation de carte ESP32 :

Pour programmer la carte on peut utiliser les environnements de développement suivants:

• Thonny IDE (langage Python)
• uPyCraft (langage Python)
• Arduino IDE (langage C++)
• …

Utilisation des LEDs:

Une diode électroluminescente (LED) est un composant électrique qui s’allume lorsqu’un courant électrique passe à travers. Les éléments de ce composant peuvent être de la même couleur ou bien rouge, vert et bleu (R.G.B), qui, lorsqu’ils sont combinés, peuvent produire une vaste gamme de couleurs.

La LED se composent de 2 parties  : l’Anode et la Cathode. Pour s’illuminer, le courant parcourt la LED de l’anode (borne +) vers la cathode (borne -).

Allumer une LED avec ESP32 :

Faire clignoter une LED avec ESP32

Allumer 2 LEDs avec ESP32

Faire clignoter 2 LEDs avec ESP32

Allumer 3 LEDs avec ESP32

Système de feu de circulation avec ESP32

Définition du buzzer :

– Buzzer est un composant électromagnétique qui transforme l’énergie électrique en vibration, donc en son.

– Il est alimenté d’une tension d’alimentation (3.3V-5.0V)

– Le buzzer joue généralement le rôle de l’alarme.

Faire sonner le buzzer avec ESP32

Définition du bouton poussoir:

– Bouton de poussoir : est un interrupteur (ou contacteur)

– Il connecte deux points d’un circuit entre eux lorsqu’il est appuyé

Détecter l’appuie du bouton poussoir avec ESP32 :

Allumer et éteindre une LED avec bouton poussoir et ESP32 :

Définition du servomoteur :

– Un servomoteur est un moteur capable de maintenir une position à un effort statique.

– Il tourne certes sur un axe, mais suivant un angle allant généralement de 0 à 180°.

– On utilise le servomoteur comme actionneurs ou pour la motorisation de petits robots.

Exemples des positions du servomoteur :

Faire tourner le servomoteur de 0° à 180° avec ESP32 :

Contrôler une barrière de parking avec ESP32 :

Définition du capteur Ultrason:

Le capteur à ultrason HC-SR04 est un capteur de distance: il émet à intervalles réguliers de courtes impulsions sonores à haute fréquence. Ces impulsions se propagent dans l’air à la vitesse du son. Lorsqu’elles rencontrent un objet, elles se réfléchissent et reviennent sous forme d’écho au capteur. Celui-ci calcule alors la distance le séparant de la cible sur la base du temps écoulé entre l’émission du signal et la réception de l’écho.

Fonctionnement du capteur HC-SR04 :

Calculer la distance entre un objet et le capteur HC-SR04 :

Système de détection des obstacles avec ESP32:

Système de barrière automatique avec ESP32 :

Définition du capteur DHT11:

– le capteur DHT11 est un capteur de température et d’humidité. Il communique avec des microcontrôleurs comme  la carte ESP32, Micro:bit et Arduino.

– Broches de connexion du capteur DHT11:

• VCC = Alimentation 3.3V-5V
• DATA = signal envoyé au microcontrôleur contenant la température ou l’humidité mesurée par le capteur DHT11
• GND = Masse de l’alimentation

Mesurer la température avec le capteur DHT11 :

Système de détection des incendies :

Définition du relais:

Un relais est un composant qu’on pourrait comparer à une vanne : il peut soit laisser passer le courant, soit ne pas le laisser passer.

– La différence entre un interrupteur traditionnel et le relais est qu’un interrupteur traditionnel fonctionne de façon mécanique, soit en l’activant physiquement avec votre doigt, alors qu’un relais fonctionne avec un courant électrique.

Définition du moteur courant continu de 5V :

Un moteur courant continu (CC) de 5V est un type de moteur électrique qui est alimenté par un courant électrique continu de 5 volts. Ces moteurs sont souvent utilisés dans les projets électroniques et de robotique pour entraîner des roues, des bras ou d’autres parties de machines de manière à effectuer des mouvements de rotation ou de translation.

Les moteurs CC de 5V sont généralement de petite taille et peu puissants, ce qui les rend idéaux pour les projets de petite échelle ou qui nécessitent une faible consommation d’énergie. Ils peuvent être facilement contrôlés à l’aide d’un microcontrôleur ou d’un autre dispositif de commande, qui envoie des signaux de commande pour changer la vitesse et la direction du moteur.

Contrôler un ventilateur par la carte ESP32 :

Système de refroidissement avec la carte ESP32 :

Commander une voiture par la carte ESP32 :

Définition du Module de capteur infrarouge Keyes IR:

Le capteur infrarouge Keyes IR est un capteur de détection de mouvement utilisé dans de nombreux projets électroniques pour détecter la présence d’un objet ou d’une personne dans un espace donné. Il est basé sur la technologie infrarouge, qui utilise des ondes électromagnétiques de longueur d’onde supérieure à celle de la lumière visible pour détecter la présence d’un objet.

Le capteur infrarouge Keyes IR est conçu pour être facile à utiliser et à intégrer dans différents projets. Il est généralement utilisé avec un microcontrôleur ou un autre dispositif de contrôle pour envoyer un signal lorsqu’un objet ou une personne est détecté. Il peut être utilisé pour créer des systèmes de sécurité, des capteurs de mouvement ou des dispositifs de contrôle de l’environnement.

utiliser le module récepteur infrarouge avec ESP32:

Commander une voiture par une commande de télévision: