AVERTISSEMENT :

  • Ce projet « Objet Connecté » est une expérimentation menée localement par votre professeur à l’occasion de l’introduction de la spécialité NSI en classe de première.
  • Ce projet est particulièrement ambitieux car il est mené en classe entière (36 élèves) et que chaque élève réalise son propre objet connecté.
  • Votre investissement individuel dans le projet sera évalué au troisième trimestre.
  • Selon le programme officiel, ce projet devrait occuper au moins 1/4 du temps annuel d’enseignement, par groupe de 2 à 4 élèves. Soit 30 heures.

Cette page vous permettra d’installer tous les modules, drivers, et bibliothèques nécessaires à votre objet connecté.

Vous devez suivre scrupuleusement toutes les étapes une par une.

Assurez-vous de valider les étapes une par une avant de passer à la suivante.

Demandez de l’aide et ne restez pas bloqué en cas de diffiulté. Pensez « Réseaux sociaux » !

Temps de travail estimé : de 3 h à 8 h.

  • Carte des ports GPIO de l’ESP8266

Étape 1 : Préparer le matériel

Préparer le matériel nécessaire et le stocker dans une boite.

Pour l’année 2021/2022, on utilisera :

  • Carte microcontrôleur ESP 8266 : V3 module sans fil NodeMcu 4M octets Lua WIFI – ESP8266 ESP-12E pour arduino CP2102.
  • Module d’affichage LCD OLED, couleur bleue, 0.96 pouces, 12864 128×64, carte de commande SSD1306 pour Arduino, 0.96 pouces, I2C.

07/10/2021 : commande du matériel (porter 5€ pour les 2 composants par groupe de 3 élèves).
08/10/2021 : former les groupes de 3 élèves.


Étape 2 : Installer le logiciel IDE Arduino

Télécharger et Installer le logiciel IDE Arduino sur votre PC

Bien veiller à installer tous (il y en a trois) les drivers USB LORS de l’installation. Pour cela, il faudra cliquer sur le bouton « Installer » plusieurs fois lors de l’installation du logiciel.


Étape 3 : Flasher la carte ESP 8266

Durée 10 minutes

D’origine, le microcontrôleur est programmable en LUA, dans l’environnement Arduino… Le flashage permet de le programmer en C++, avec un code semblable à celui d’une carte Arduino.

  1. Télécharger le LOGICIEL ESP8266Flasher pour flasher la carte esp8266.
  2. Lancer le logiciel de flashage en cliquant directement sur le .exe téléchargé.
    • Réussite : le logiciel vous propose un choix de port COM (ici, le port COM1).
    • Échec : si aucun port COM n’est proposé, retourner à l’étape 2.
  1. Cliquer sur Flash pour flasher la carte. Une barre de progression apparaît à l’écran (ici avec un port COM 5, d’un autre PC)

Ressources facultatives de l’étape 3 :


Étape 4 : Installer la bibliothèque ESP8266 sur le logiciel IDE Arduino

  1. Lancer le logiciel IDE Arduino.
  2. Connecter le PC à Internet 😉
  3. Aller dans le menu Préférences.
  1. Ajouter l’URL du gestionnaire de cartes supplémentaires : la copier-coller dans la fenêtre du logiciel.
    https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
  1. Ensuite, aller dans le gestionnaire de cartes et taper esp8266 dans le gestionnaire (voir ci-dessous). Attention, si vous êtes connecté à Internet par le réseau du lycée, cette installation de carte pourrait ne pas fonctionner (blocage de l’adresse URL ). La solution consiste à connecter votre PC à Internet à l’aide d’un partage de connexion personnel (smartphone + Wi-Fi)

Installer ensuite la carte esp8266 en la recherchant dans le gestionnaire et en installant le package suivant :

  • Réussite si INSTALLED apparaît.
  1. Il faut à présent sélectionner le type de carte désiré, ici un esp8266. Son nom apparaît dans la liste si le point précédent a été réussi !

Étape 5 : Faire clignoter une del (blink !)

  1. Lancer le logiciel IDE Arduino.
  2. Choisir le « bon » port de communication dans l’IDE Arduino (ici le port COM1), il peut y en avoir plusieurs.
  • Réussite si un port COM est proposé (ici le port COM 1)
  • Échec si « Port » est grisé : refaire toute l’étape 2 .
  1. Télécharger le Sketch n°2.
  2. Brancher la carte esp8266 au pc avec un câble USB.
  3. Ouvrir le sketch n°2 en faisant Fichier>Ouvrir…
    NE PAS faire de glisser/déposer.
  1. Téléverser le sketch en cliquant sur le bouton « Téléverser » :
  1. Les diodes de la carte clignotent lors du transfert du sketch sur la carte. La progression en % s’affiche sur le logiciel IDE Arduino.
  1. Réussite si la diode de la carte clignote une fois par seconde, avec un bleu MAGNIFIQUE.
  • Réussite si vous pleurez de joie car vous venez de lancer votre premier programme. Votre environnement est parfaitement fonctionnel. Ne vous inquiétez pas si vous ressentez de la joie, ceci est parfaitement normal : c’est de l’adrénaline 😉
Molécule d’adrénaline : saurez-vous donner sa formule brute ?
  • Échec si la diode clignote et que vous ne ressentez rien. Arrêtez l’informatique, ce n’est pas pour vous ! 😉

Étape 6 : Utiliser l’afficheur MAX7219

  1. Lancer le logiciel IDE Arduino.
  2. Installer la bibliothèque ledControl.h avec le Gestionnaire de bibliothèque de l’IDE Arduino, comme à l’étape 4.
  3. Réussite si INSTALLED apparaît, comme ci-dessous.

  1. Effectuer les soudures nécessaires pour l’afficheur (demander au professeur).
  1. Connecter l’afficheur à la carte avec 5 fils de connexion
    1. VCC sur une sortie de tension 3.3 V
    2. GND ou Ground (masse), sur un des GND de la carte
    3. CLK sur le port D7
    4. CS sur le port D6
    5. DIN sur le port D8
  2. Télécharger le sketch n°3 et l’ouvrir avec l’IDE Arduino
  3. Vérifier que le port COM est toujours sélectionné dans l’IDE Arduino.
  4. Téléverser le sketch.
  • Réussite si l’afficheur affiche des chiffres et un compteur.
  • Échec si rien ne s’affiche. Pistes de dépannage :
    • Vérifier les soudures.
    • Tester avec l’afficheur d’un camarade (qui a déjà fonctionné).
    • Réinstaller la bibliothèque ledControl.h .

Étape 7 : Routeur Wi-Fi

  • Télécharger la bibliothèque ESP8266wifi disponible en .zip
  • Installer cette bibliothèque en faisant :
  • Télécharger le sketch n°4 et l’ouvrir avec l’IDE Arduino.
  • Vérifier que le port COM est toujours sélectionné.
  • Changer le SSID et le mot de passe du programme en y insérant les identifiants du réseau Wi-Fi auquel on souhaite connecter la carte (partage de connexion ou votre box Internet).
    • Veiller à bien laisser les guillemets car ce sont des chaînes de caractères.
  • Téléverser le sketch n°4 ainsi modifié dans la carte ESP8266.
    • Réussite si ESP8266WiFi apparaît en orange
    • Échec sinon

  • Ouvrir rapidement la liaison série pour y lire :

À ce stade , l’esp8266 a été connecté avec succès à votre réseau en Wi-Fi. Il possède une IP locale (ici 192.168.1.9) qui lui a été attribuée automatiquement par le serveur DHCP de la box (si le mode DHCP est activé, ce qui est préférable 😉 )


Étape 8 : Serveur web

  • Installer la bibliothèque ESP8266WebServer.h avec le Gestionnaire de bibliothèque de l’IDE Arduino.
  • Télécharger puis téléverser le sketch n°5 dans l’IDE Arduino.
    • Succès si ESP8266WebServer apparaît en orange dans le sketch (voir ci-dessous), ce qui signifie qu’il a été installé.
    • Échec si ESP8266WebServer.h reste en noir ou gris : recommencer l’étape 8.

À ce stade ultime, utiliser un navigateur web connecté au même réseau que l’esp8266, et saisir l’adresse IP (voir étape 7) de l’objet connecté dans la barre d’adresse :

  • Résultat :
    • Succès si le message suivant s’affiche dans une page web :

« Page d’accueil de l’objet connecte »

  • Échec, sinon.

Vous disposez d’un objet connecté à Internet et muni d’une interface web accessible à distance. On pourra lire sur cette page web toutes les informations collectées ou les mesures effectuées par la carte (voir l’étape 9).


Étape 9 : Choix d’un capteur ou d’une API YouTube ou autre

C’est à cette étape que les projets deviennent uniques. À vous d’inventer un scénario…


Étape 10 : Dessiner un objet en 3D

  • Grâce au logiciel en ligne TINKERCAD ou encore à Autodesk Fusion 360 (+++ et gratuit pour les élèves).
  • Attention la création d’un compte Tinkercad au lycée ne respecte pas le RGPD.

Étape 11 : Impression 3D

  • Impression de l’objet dessiné à l’étape précédente avec une imprimante 3D

Étape 12 : Assemblage et tests


Étape 13 : Batterie

  • Ajoût d’une (petite) batterie d’alimentation rechargeable par port usb.

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