Utiliser les pins GPIO de l’ESP32

L’UART sur l’ESP32

L’UART est le protocole série qui permet d’échanger facilement des données entre 2 appareils . Sur l’ESP32 3 bus UART sont disponibles : UART0, UART1 et UART2. Ils peuvent être utilisés pour communiquer avec un capteur, une Arduino, une Raspberry Pi, un ordinateur …

• L’UART0 est par défaut sur les pins GPIO1(TX0) et GPIO3(RX0) de l’ESP32, il est utilisé pour communiquer avec l’ordinateur via le moniteur série. C’est également celui qui est utilisé pour flasher la carte ESP32. En général, on l’utilise pour afficher des messages dans la console avec Serial.println() .

• Pour utiliser l’UART2, il suffit d’ajouter Serial2.begin() dans la fonction setup() et d’utiliser la fonction Serial2.println() pour envoyer des messages. Par défaut, le bus UART2 est sur les pins GPIO16(RX2) et GPIO17(TX2) mais on peut les changer (utile avec un module Wrover) lors du setup. Ce simple code permet d’utiliser le bus UART2 :

  void setup() {
    Serial2.begin(115200);
  }
  
  void loop() {
    Serial2.println("Hello from UART2");
    delay(100);
  }
  

  Note

  Le message ne sera pas affiché dans le moniteur série puisque l’UART2 n’est pas relié à l’USB de l’ordinateur.

  

• L’UART1 est par défaut sur les pins utilisés par la flash de l’ESP32. On peut cependant l’utiliser grâce à la “GPIO matrix” de l’ESP32 en choisissant les pins que l’on veut. Ainsi ce code permet d’avoir une liaison série sur les pins GPIO14 et GPIO12 en utilisant le bus UART1.

  void setup() {
    /*
    * UART1  -> Serial1
    * RX Pin -> GPIO 14
    * TX Pin -> GPIO 12
    * UART Configuration -> SERIAL_8N1
    */
    Serial1.begin(115200,SERIAL_8N1,14,12);
  
  }
  
  void loop() {
    Serial1.println("Hello from UART1");
    delay(100);
  }
  

  

L’I2C sur l’ESP32

L’ESP32 possède 2 bus I2C :

• Le bus I2C0 est celui qui est utilisé par défaut par les librairies Arduino. Il est relié aux pins GPIO22(SCL) et GPIO21(SDA) de l’ESP32. Il peut être utilisé sur n’importe quel pin de l’ESP32 quand vous utilisez la librairie Wire.h en précisant les pins avec la fonction Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN)

• Le bus I2C1 peut aussi être utilisé sur n’importe quel pin (faire attention aux pins limités décrits précédemment). Voici un exemple qui utilise le 2ème bus I2C:

  #include <Wire.h>
  
  TwoWire I2C1 = TwoWire(1);
  
  void setup() {
    I2C1.begin(14,12,400000); // SDA pin 14, SCL pin 12, 400kHz frequency
  }
  
  void loop() {
    I2C1.beginTransmission(0x42);
    I2C1.write(140);
    I2C1.endTransmission();
    delay(100);
  }
  

Le SPI sur l’ESP32

Même si l’ESP32 possède 3 bus SPI, seulement 2 peuvent être utilisés car un des bus est utilisé par la mémoire flash interne. Les 2 bus SPI disponibles s’appellent VSPI et HSPI.

Par défaut, la correspondance des pins est la suivante :

Comme pour l’I2C, il est possible de choisir manuellement les broches que l’on veut utiliser pour le SPI en précisant les broches lors de l’initialisation du bus SPI.begin(CLK_PIN, MISO_PIN, MOSI_PIN, SS_PIN);

Le PWM sur l’ESP32

L’ESP32 dispose de 16 canaux qui peuvent être utilisés pour générer des signaux PWM : on peut avoir jusqu’à 16 sorties PWM différentes. Tous les pins qui peuvent être configurés en sortie peuvent être utilisés pour sortir un signal PWM. L’utilisation du PWM est un différente de celle sur Arduino, on peut configurer plus de paramètres. Je vous suggère de consulter l’utilisation du PWM de l’ESP32 avec du code Arduino pour l’utiliser dans vos projets.

Les capteurs capacitifs sur l’ESP32

L’ESP32 possède 10 capteurs capacitifs (9 si le pin GPIO0 n’est pas disponible). Ils peuvent être utilisés comme des boutons tactiles. Ce sont les fameux TOUCH que l’on trouve sur les schémas des broches. On peut également les utiliser lorsque l’ESP32 est en mode DeepSleep (mode d’économie d’énergie) pour le réveiller. Je vous invite à lire l’utilisation des capteurs capacitifs sur l’ESP32 avec du code Arduino pour avoir plus de détails.

Les capteurs capacitifs internes sont connectés aux pins GPIO suivants :

L’ADC sur l’ESP32

L’ESP32 possède 2 ADC séparés : l’ADC1 avec 8 canaux et l’ADC2 avec 10 canaux, pour un total de 18 entrées analogique. Par exemple, il y a sur le pin GPIO34, le canal numéro 6 de l’ADC1 (ADC1_CH6) . Seulement en pratique, il y en a beaucoup moins de disponibles à cause du Wi-Fi.

De manière générale l’ADC de l’ESP32 n’est pas très fiable malgré ses 12 bits de résolution. Je vous invite à consulter pour avoir plus de renseignements l’article sur l’utilisation et les limites de l’ADC de l’ESP32 .

Le DAC sur l’ESP32

L’ESP32 possède 2 sorties DAC de 8 bits pour convertir un signal numérique en un signal analogique (générer un sinus par exemple). Les pins utilisés sont les suivants :