Afin de faciliter au maximum l’introduction à la technologie radio LoRa, presque tout est déjà en place dans notre solution. Toutes les cartes sont testées par nos soins avant la livraison, et un programme de test du logiciel RadioShuttle est chargé. Il n’y a que quelques pas vers les premiers tests de portée radio personnels.

Nous vous conseillons de lire le chapitre précédent Carte ESP32 ECO Power et sa technologie. Vous y trouverez des explications sur les différents composants de la carte, qui sont décrits ci-dessous.

Installer la prise en charge de l’IDE Arduino et ESP32

Pour un bon fonctionnement, l’IDE Arduino doit être installé et le support ESP32 doit également être disponible :

1. Installation de l’IDE Arduino

• Installez l’IDE Arduino actuel, que vous pouvez trouver sur le site Web d’Arduino

2. Installation de l’extension « Arduino Core » pour ESP32

À partir de la version 1.6.4, Arduino permet l’installation de paquets de plates-formes tierces disponibles pour Windows, macOS et Linux (32 et 64 bits).

• Démarrez Arduino et ouvrez la fenêtre « Préférences »

• Entrez https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json dans le champ « URL de gestionnaire de cartes supplémentaires » (voir figure). Plusieurs URL séparées par des virgules peuvent également être saisies ici

• Allez dans le menu « Outils > Type de carte », sélectionnez l’entrée « Gestionnaire de carte » et installez la plate-forme « esp32 » (voir figure)

Il existe différentes variantes de cartes pour l’ESP32. Pour programmer la carte ECO Power, sélectionner « ESP32 Dev Module » dans le menu « Outils > Type de carte » :

• Sélectionnez le port série « /dev/cu.SLAB_USBtoUART » (Mac) ou « COM3 » (Windows) dans le menu « Outils > Port ». Dans la fenêtre « Moniteur série », sélectionnez la vitesse de transmission « 115200 »

Remarque :
Si le port série n’est pas disponible sur votre plate-forme, vous devrez d’abord installer le pilote requis. Vous avez besoin du pilote « CP210x » de Silicon Labs, que vous trouverez ici.

Configurer la carte ECO Power

L’adaptateur de programmation USB avec l’interface série nécessaire pour le moniteur série Arduino et pour la programmation doit être branché à droite de la carte. Comme l’interface série de cette carte ne peut déclencher ni le mode réinitialisation ni le mode programmation, il faut procéder comme suit :

• Préparation à la programmation
  Dans l’IDE Arduino, ouvrez la fenêtre « Moniteur série ». La carte passe ensuite en mode programmation en maintenant le bouton « Utilisateur » enfoncée tout en appuyant brièvement sur le bouton « Réinitialiser ». Ceci est confirmé dans la fenêtre « Moniteur série » avec la ligne waiting for download. A partir de maintenant, la fonction « Téléverser » peut être sélectionnée dans l’IDE de l’Arduino, le logiciel étant chargé dans la carte
• Achèvement après la programmation
  Une fois la programmation dans l’IDE Arduino terminée, le message
  Leaving… / Hard resetting via RTS pin… apparaît. Comme il n’y a pas de ligne de reset sur l’adaptateur de programmation, le bouton « Réinitialiser » doit maintenant être pressé brièvement, et la carte commence avec le croquis chargé

Test de fonctionnement avec « Blinky » comme exemple

Pour vérifier si les étapes précédentes ont réussi, l’exemple de programme « Blinky » peut être utilisé comme test de fonctionnement :

• Dans l’IDE Arduino, allez dans « Fichier > Exemples > Arduino-mbed-APIs » et sélectionnez « Blinky »
• Sélectionnez ensuite « Croquis > Téléverser » dans la barre de menus
• Après avoir compilé le croquis (Leaving… / Hard resetting via RTS pin…), appuyer sur le bouton « Réinitialiser »
• Si tout est fait correctement, la LED 2 (verte) doit clignoter en permanence

Souder les bandes de broches

Les cartes ECO Power livrées ne comportent pas les borniers pour rallonges (collecteurs) soudés. Si nécessaire, cela doit être fait indépendamment. Même le capteur de température n’est pas soudé pour décider de manière flexible comment et où il doit être utilisé. Pour la première opération, il n’est pas nécessaire de souder les bandes de broches.

Souder la antenne

Pour vous donner une liberté totale dans le choix de la technologie d’antenne, il n’y a pas d’antenne filaire soudée à la carte. Pour la mise en service du module radio, une antenne doit être raccordée à la carte ECO Power, car un fonctionnement radio sans antenne peut détruire l’étage de sortie du module LoRa-RFM95.

Une antenne simple λ/4 avec de bonnes caractéristiques de performance peut consister en un fil normal. Avec une fréquence de 868,1 MHz, cela donne une longueur d’onde de 0,3453 mètre pour une utilisation européenne. Notre antenne filaire λ/4 doit donc avoir une longueur de 0,086325 m = 86 mm. Après un facteur de raccourcissement, le résultat est de 82 mm.

Le fil d’antenne fourni doit être soudé en bas à droite de la carte dans le trou de soudure prévu à cet effet (inscription : « ANT »). D’un point de vue haute fréquence, il faut prendre soin de produire un joint de soudure propre et fin. Le fil ne doit pas dépasser du fond du trou de soudure. Ce n’est qu’après la soudure que l’antenne est raccourcie pour la plage de fréquence souhaitée. Si vous ne voulez pas établir des records mondiaux, vous n’avez pas besoin de faire attention au ½ mm …

Source d’alimentation

Le concept général de l’alimentation électrique a déjà été expliqué dans la partie technique. Dans ce chapitre, nous montrons la sélection des différents types d’approvisionnement.

Adaptateur de programmation avec connexion USB

Remarque :
Raccordez une source d’alimentation externe soit via le port USB de l’adaptateur de programmation, soit via le port USB en haut à droite – jamais aux deux en même temps !

Après avoir raccordé l’adaptateur de programmation à la carte « ECO Power » par l’intermédiaire d’une barrette à une rangée (6x broche, carte de droite) et à l’ordinateur à l’aide d’un câble micro USB, la LED rouge « +5V » de l’adaptateur de programmation doit s’allumer en permanence. Ceci indique que la tension d’entrée USB de 5 volts est disponible via USB.

Si une pile est insérée et qu’aucune alimentation USB n’est connectée, la carte fonctionne sur batterie. Dès que l’adaptateur de programmation est branché et que la prise USB est connectée à un ordinateur ou à un bloc d’alimentation, la carte fonctionne automatiquement sur alimentation USB. Pour la programmation, l’adaptateur de programmation doit être branché ; dans ce cas, le connecteur d’alimentation USB supérieur supplémentaire ne doit pas être branché, car la carte est déjà alimentée par l’adaptateur de programmation.

Alimentation externe « VDD » par batterie externe

Au milieu de la carte, sur le bord inférieur, il y a un autre connecteur de batterie à 2 broches qui doit fournir 2,5 à 3,6 volts, par exemple à partir d’un compartiment de batterie séparé. Si ce connecteur est utilisé, aucune pile ne doit être insérée dans le compartiment sous la carte. Utilisez donc soit le compartiment à piles situé sous la carte de circuit imprimé, soit l’alimentation externe de la batterie.

Alimentation externe par bloc d’alimentation

Remarque :
Raccordez une source d’alimentation externe soit via le port USB de l’adaptateur de programmation, soit via le port USB en haut à droite – jamais aux deux en même temps !

Une utilisation simple avec un chargeur USB, un ordinateur ou un bloc d’alimentation est possible via le connecteur micro-USB (« USB Power ») en haut à droite. Veuillez noter que dans ce cas, l’adaptateur de programmation ne doit pas être branché. L’entrée micro-USB n’est pas économe en énergie, car la tension est régulée à 3,3 volts par un régulateur LDO. Cependant, ceci n’est pas pertinent pour une alimentation électrique enfichable ou un ordinateur.

Alimentation externe (5 … 9 volts)

Les broches supérieures « VUSB » et « VUSB-GND » se trouvent à droite du câble adaptateur de programmation. Une tension externe (5-9 volts) peut être appliquée ici. Si l’alimentation électrique est connectée via cette prise, le connecteur supérieure micro-USB ne doit pas être utilisée. Il est à noter que cette entrée n’est pas économe en énergie, car la tension est régulée à 3,3 volts par un régulateur LDO.

En règle générale, la tension d’entrée ne doit pas dépasser 9 volts. Des tensions plus élevées peuvent conduire à un échauffement inadmissible du régulateur de tension et donc à une perte totale de l’ensemble de la carte ECO Power.

Fonctionnement sur batterie

Le porte-piles situé à l’arrière de la carte peut accueillir une pile CR123 ou une pile LiFePo₄. L’ESP32 et le module RFM95 étant stables entre 2,5 et 3,6 volts, seules des piles au lithium ou des accus LiFePo₄ peuvent être utilisées.

Fonctionnement avec des piles AA/AAA ou des piles rechargeables

N’utilisez pas de piles alcalines au manganèse de 2x 1,5 volts pour le fonctionnement sur piles, car la tension minimale de 2,5 volts n’est pas atteinte pendant le fonctionnement après une courte période ou sous charge. Les piles nickel-hydrure métallique (NiMH) de 1,2 volts ne conviennent pas non plus pour cette raison (2x 1,2 V = 2,4 V). En outre, il faut garder à l’esprit que le fonctionnement WiFi ou LoRa nécessite plus d’énergie que les piles standard ne peuvent en fournir. L’utilisation de trois piles NiMH (AA/AAA) ne fonctionne pas non plus, car elles dépassent la tension maximale de 3,6 volts

Des piles au lithium ou des batteries rechargeables LiFePO₄ doivent donc être utilisées pour un fonctionnement correct, car une batterie au lithium (3 V ou 2x 1,5 V) maintient la tension entre 2,7 et 3 V. Pour les batteries au lithium, plus de 90 % de la capacité est fournie à plus de 2,7 V. Le fonctionnement avec une batterie LiFePo4 est également possible, car ces batteries maintiennent la tension de fonctionnement à environ 3 V et ne tombent pas en dessous de la tension minimale de 2,5 V.

La commutation entre le fonctionnement sur batterie et l’alimentation USB est automatique. L’alimentation USB est prioritaire et coupe automatiquement la batterie. En cas de fonctionnement avec une alimentation électrique stationnaire, cela présente également l’avantage que la batterie prend automatiquement en charge l’alimentation électrique en cas de panne de courant.

Continuer avec Installation d’un Croquis RadioShuttle pour ECO Power