Séance 0 · Présentation OT & PlatformIO

Objectifs : présenter la matière et les objectifs, puis prendre en main l'environnement jusqu'à un premier échange sur la liaison série.

1. L'OT et les objets connectés (IoT)

OT (Operational Technology) : les technologies qui pilotent et contrôlent des procédés physiques — capteurs, actionneurs, automates — par opposition à l'IT (systèmes d'information et de gestion). Dans l'industrie 4.0, IT et OT convergent.

IoT (Internet of Things, en français « Internet des objets ») : des objets qui mesurent leur environnement et communiquent leurs données sur un réseau. Toute l'année, on met en œuvre de tels objets communicants autour de la carte ESP32.

2. Découverte de VSCode — la notion d'IDE

Un IDE (Environnement de Développement Intégré) regroupe dans un seul outil tout ce qu'il faut pour développer. Le code source — le texte du programme écrit par le développeur, ici en langage C++ — y est saisi, puis l'IDE se charge de :

• La compilation : traduire le code source écrit en C++ en un code machine — le binaire, c'est-à-dire une suite de 0 et de 1 — directement compréhensible par le microcontrôleur de la carte.
• Le téléversement (upload) : transférer ce programme compilé dans la mémoire de l'ESP32, via le câble USB, pour qu'il s'exécute sur la carte.
• Le débogage : rechercher et corriger les erreurs du programme — exécution pas à pas, points d'arrêt, observation de la valeur des variables.
• Les extensions : des modules que l'on ajoute à l'IDE pour lui apporter de nouvelles fonctions (par exemple platformio pour l'embarqué, ou le pack de langue française).

On utilise Visual Studio Code avec l'extension platformio IDE pour programmer l'ESP32.

3. L'environnement : VSCode + platformio

Pour ce cours, on travaille dans un profil VSCode dédié « OT-Rayssac » : une configuration séparée, avec ses propres extensions et réglages.

L'environnement de développement — VSCode et l'extension platformio IDE — s'installe une seule fois sur le poste. La procédure complète (prérequis, extensions, configuration) est décrite dans la ressource 01 · Installation de platformio.

4. Importer le programme de test

Le projet fourni, test_ESP32Wroom_seance0, est volontairement plus riche qu'un simple test de liaison série : il pilote un écran OLED, lit un potentiomètre, fait clignoter des LED et envoie un message de bienvenue par liaison série. Ce n'est pas grave si le code n'est pas encore compris en détail : l'objectif ici est de découvrir comment un projet platformio est organisé, en observant les dossiers qui le composent.

Découverte de l'arborescence du projet

Dans l'Explorateur (à gauche), sans ouvrir chaque fichier en détail, repérer les dossiers suivants :

• src : le code source, réparti en un fichier .cpp par fonctionnalité plutôt que tout regroupé dans un seul fichier :
  • main.cpp : le programme principal, qui assemble et appelle toutes les autres fonctionnalités ;
  • LogoCarnus.cpp : affiche le logo du lycée sur l'écran OLED au démarrage ;
  • LectureADCpin39.cpp : lit la tension du potentiomètre sur la broche 39 (ADC) ;
  • ClignotementPin27.cpp et ClignotementLedBleueInterne.cpp : font clignoter respectivement une LED externe (broche 27) et la LED bleue intégrée à la carte ;
  • messageUART.cpp : envoie le message de bienvenue dans le moniteur série.
• include : un fichier d'en-tête .h pour chaque fichier .cpp de src (même nom, ex. LogoCarnus.h) — il permet à main.cpp d'utiliser les fonctions définies dans les autres fichiers.
• lib : les bibliothèques externes, ici trois bibliothèques Adafruit nécessaires pour piloter l'écran OLED : Adafruit SSD1306 (le pilote de l'écran), Adafruit GFX Library (dessin : texte, formes, jauges…) et Adafruit BusIO (communication de bas niveau avec l'écran).
• platformio.ini : le fichier de configuration du projet — carte utilisée, framework, plateforme (voir aperçu ci-dessous).

Aperçu du fichier platformio.ini de ce projet :

[env:upesy_wroom]
platform = https://github.com/pioarduino/platform-espressif32/releases/download/stable/platform-espressif32.zip
board = upesy_wroom
framework = arduino

5. Connecter, compiler et transférer

Avant de compiler, câbler les composants sur les broches utilisées par le programme.

Vérifier le bon fonctionnement :

• l'écran OLED affiche d'abord le logo du lycée ;
• puis l'écran affiche le réglage du potentiomètre sous forme d'une jauge de 0 à 100 % ;
• tourner le potentiomètre fait varier cette jauge et la vitesse de clignotement de la LED.

6. Utiliser le moniteur série

La carte ESP32 dialogue avec l'ordinateur par une puce USB-série CP210x (pilote déjà installé) qui crée un port COM virtuel.

7. Créer un projet simple « moniteur série »

Pour finir, créer soi-même un nouveau projet platformio n'utilisant que la liaison série (un message puis un compteur), le téléverser et l'observer.

Remplacer le contenu de src/main.cpp par le code ci-dessous. Attention, il contient des erreurs de saisie volontaires. Même si vous les repérez à la lecture, ne les corrigez pas tout de suite : lancer directement la compilation, puis corriger les erreurs une par une, au fur et à mesure des messages affichés par le compilateur, en s'aidant de la ressource 04 · Compiler et transférer un programme.

#include <Arduino.h>

void setup() {
  Serial.begin(115200)
  Serial.println("Bonjour depuis l'ESP32 !");
}

void loop() {
  static int compteur = 0;
  Serial.println(comptuer);
  compteur++;
  dalay(1000);
}

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