Guide Brochage NodeMCU : Connexions Essentielles pour Développement IoT

NodeMCU

Êtes-vous confus sur les détails du brochage d'un NodeMCU ? Voulez-vous en savoir plus pour vos projets IoT ? Vous êtes au bon endroit.

Le nom NodeMCU combine « node » et « micro-controller unit ». Il désigne le firmware, pas les kits de développement. Si vous utilisez NodeMCU avec Arduino, vous pourriez penser que les deux sont identiques. Mais il y a des différences, surtout au niveau du brochage.

Pas de souci, nous vous aiderons à mieux comprendre ces différences dans cet article.

Vous apprendrez aussi tout sur le NodeMCU, ses kits de développement et comment les intégrer à vos circuits.

Présentation du NodeMCU ESP8266

NodeMCU ESP8266

NodeMCU est un jeu de puces open-source et de développement fournissant une plateforme pour prototypes avec fonctionnalités open-source. Vous pouvez aussi utiliser le firmware pour prototyper des projets IoT exécutant du code Lua.

Le Wi-Fi SoC ESP8266 du système Espressif donne au NodeMCU une plateforme d'opération. Son matériel fonctionne donc sur la plateforme ESP-12.

Le NodeMCU ESP8266 est le kit de développement pour le firmware NodeMCU. Il comporte le module ESP-12E avec une puce ESP8266.

La puce ESP8266 intègre un microprocesseur « Tensilica Xtensa 32-bit LX106 RISC ». Elle supporte un RTOS et fonctionne à une fréquence d'horloge modifiable de 80 à 160 MHz.

Avec le NodeMCU, vous disposez de 4 Mo et 128 Ko de RAM et mémoire flash pour stocker programmes et données.

Sa haute puissance de traitement et ses fonctionnalités intégrées (veille profonde, Bluetooth, Wi-Fi) le rendent parfait pour les projets IoT.

Vous pouvez alimenter la carte de développement NodeMCU via la broche d'alimentation externe (VIN) et un connecteur micro USB. Vous pouvez aussi utiliser les interfaces I2C, UART, SPI.

Brochage de la Carte de Développement NodeMCU

Voici la configuration du brochage pour la carte de développement NodeMCU :

Spécifications et Caractéristiques du NodeMCU ESP8266

• Microcontrôleur 32 bits
• Tension de fonctionnement : 3,3 V
• Tension d'entrée : 7-12 V
• Broches E/S numériques (DIO) : 16
• Broches d'entrée analogique (ADC) : 1
• 2 UART
• 4 SPI
• 1 I2C
• Mémoire flash : 4 Mo
• SRAM : 64 Ko
• Vitesse d'horloge modifiable : 80 - 160 MHz
• Antenne PCB
• Petite taille, tient facilement dans une poche

Carte d'Extension (Breakout Board) ESP8266 NodeMCU

Alors que le module ESP-12E sert de carte de base, l'équipe NodeMCU a développé une carte d'extension (breakout board) exclusivement pour leur firmware, également open-source.

Examinons le schéma de brochage et les détails des broches de cette carte d'extension :

Schéma de brochage NodeMCU

La carte d'extension NodeMCU a 30 broches. Huit gèrent l'alimentation, deux sont réservées. Les vingt autres fonctionnent avec les broches du module ESP-12E.

Captures d'écran du tableau des broches :

Alimentation, Périphériques et Broches

Alimentation du NodeMCU

Comme mentionné, deux méthodes : port micro-USB ou broche Vin. L'ESP8266EX est compatible 3,3 V. La carte NodeMCU intègre un régulateur AMS1117-3,3 V.

Vous pouvez appliquer une alimentation régulée 5 V sur la broche Vin. Il y a aussi trois broches 3,3 V connectées à la sortie du régulateur.

Périphériques Disponibles sur NodeMCU

Broches GPIO

L'ESP8266EX a jusqu'à 17 broches GPIO. Mais toutes ne sont pas utilisables car certaines servent à leurs fonctions alternatives : SDIO, UART, SPI.

UART

UART

Deux UART matériels sur l'ESP8266EX : UART0 et UART1. Les deux supportent des baud rates jusqu'à 115200.

UART0 pour contrôle de flux et communication. UART1 pour journalisation (logging) avec seulement la broche TX (la broche RX est utilisée par SDD1). Voir tableau ci-dessous pour correspondances GPIO/UART :

Captures d'écran des broches UART sous forme tabulaire

I2C

Modules I2C

Pas de matériel I2C sur l'ESP8266, mais implémentation logicielle possible. GPIO4 et GPIO5 peuvent servir de SDA et SCL car sans fonctions alternatives.

SPI

SPI

Deux interfaces SPI sur l'ESP8266EX SoC : SPI et HSPI. Les deux supportent modes Maître et Esclave. Horloge maître configurable à 80 MHz, esclave à 20 MHz.

Capture montrant les différents numéros de broches GPIO

Note : il y a un multiplexage de broches GPIO pour SPI avec quelques broches SDIO. SPI connecte la flash SPI 4 Mo sur l'ESP-12E. Donc les broches SPI ne sont pas accessibles. Seules les broches HSP peuvent être utilisées pour la communication SPI.

Fonctionnalités Supplémentaires

Fonctions d'interruption sur toutes les broches GPIO sauf GPIO16. Deux LED sur la carte d'extension : l'une connectée à GPIO2 sur le module ESP-12E, l'autre à GPIO16 sur la carte NodeMCU.

Utiliser ESP8266 NodeMCU avec Arduino IDE

Pour utiliser l'ESP8266 NodeMCU avec Arduino IDE, ajoutez-le d'abord au logiciel. C'est facile. Copiez l'URL du code et suivez ces étapes :

• Étape 1 : Ouvrez Arduino IDE, allez dans Fichier > Préférences. Collez l'URL dans « URLs supplémentaires du gestionnaire de cartes ».
• Étape 2 : Outils > Carte > Gestionnaire de cartes, recherchez ESP8266. Installez les cartes ESP8266 disponibles. Vous verrez l'étiquette « INSTALLÉ ».

Vous verrez alors les cartes basées sur ESP8266 comme NodeMCU dans Arduino IDE. Choisissez votre carte préférée pour téléverser votre code.

Autres Cartes Espressif et Cartes de Développement

Cartes Espressif et alternatives de développement :

• ESP8266
• ESP12E
• ESP32

Cartes de Développement :

• Arduino

Arduino

• Raspberry Pi

Raspberry Pi

• Carte de développement PIC
• Carte de développement AVR
• MSP430 Launchpad
• Intel Edison

Intel Edison

• Beagle Bone

Applications

• Prototypage d'appareils IoT
• Applications nécessitant faible consommation sur batterie
• Projets réseau
• Applications nécessitant multiples interfaces E/S avec Wi-Fi et Bluetooth

Mot de la Fin

NodeMCU

NodeMCU est un firmware open-source programmable excellent pour diverses applications IoT. Son brochage est simple, abordable, intelligent et inclut le Wi-Fi.

Vous pouvez réduire le stress de configuration matérielle grâce à l'API avancée NodeMCU pour E/S matériel. Le kit de développement complet intègre PWM, I2C, GPIO, 1-Wire, ADC sur une seule carte.

Si vous avez des questions, contactez-nous, nous serons heureux de vous aider.