ESP32 - Contrôle de l'élément chauffant
Ce tutoriel vous explique comment contrôler un élément chauffant avec l’ESP32 et MicroPython. En détail, nous apprendrons :
- Comment fonctionne un élément chauffant
- Comment connecter un élément chauffant à l'ESP32
- Comment écrire du code MicroPython pour l'ESP32 afin de contrôler un élément chauffant
- Comment régler le niveau de chaleur de l'élément chauffant avec un module MOSFET
Un élément chauffant peut être piloté par un relais ou par un module MOSFET. Le relais n'offre que deux états : chauffe à pleine puissance, ou pas de chauffe. Le module MOSFET l'allume et l'éteint aussi, mais avec le PWM il peut ne donner à l'élément qu'une partie de la puissance, donc vous pouvez choisir un niveau de chaleur plus bas. Il est silencieux, et il ne s'use pas quand il commute de nombreuses fois. Nous passons en revue les deux méthodes ci-dessous.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 (ESP32 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de l'élément chauffant
Schéma des broches
Un élément chauffant comporte généralement deux broches :
- Connectez la broche positive (+) (rouge) à l'alimentation CC de 12 V.
- Connectez la broche négative (-) (noire) à la masse (GND) de l'alimentation CC de 12 V.
Comment contrôler l'élément chauffant
Lorsqu'un élément chauffant de 12 V est connecté à une source d'alimentation de 12 V, il produit de la chaleur. Pour contrôler l'élément chauffant avec un ESP32, nous utilisons un relais. L'ESP32 envoie des signaux au relais, qui contrôle ensuite l'élément chauffant. Si vous avez besoin de plus d'informations sur le fonctionnement d'un relais, sa configuration de broches ou la façon de le mettre en place, consultez le ESP32 - Relais..
La deuxième option est un module MOSFET. Le guide ESP32 - Module MOSFET présente son brochage, les trois versions de puce, et comment le PWM change la puissance.
Relais ou module MOSFET pour l'élément chauffant
| Relais | Module MOSFET | |
|---|---|---|
| Contrôle de la chaleur | pleine chaleur ou pas de chaleur | pleine chaleur, pas de chaleur, ou un niveau de chaleur intermédiaire (PWM) |
| Commutation fréquente (par exemple, pour garder une température fixe) | les contacts s'usent plus vite | aucun problème, il n'a pas de pièces mobiles |
| Bruit | clics | silencieux |
| Vitesse | lente (millisecondes) | très rapide |
| Type d'alimentation | AC ou DC | DC uniquement |
| Alimentation minimale | pas de minimum (dans la limite du relais) | environ 6 V, car la grille reçoit sa tension de cette alimentation |
| Isolation | oui (la bobine et les contacts sont séparés) | oui (optocoupleur PC817) |
| À utiliser pour | radiateurs AC, simple allumé/éteint | radiateurs DC 12 V, contrôle du niveau de chaleur, commutation fréquente |
Si votre élément chauffant fonctionne en 12 V DC, le module MOSFET est un bon choix. Il peut garder un niveau de chaleur plus bas, et il peut s'allumer et s'éteindre toute la journée pour garder une température sans s'user. Pour un radiateur sur secteur (AC), vous devez rester avec le relais.
Diagramme de câblage
- Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant en utilisant planche de prototypage (alimenté par câble USB)
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
- Comment connecter l'ESP32 et contrôler un élément chauffant en utilisant une planche de prototypage (alimentée via la broche Vin)
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
- Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant en utilisant carte d'extension à bornes à vis (alimentée via un câble USB)
- Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant en utilisant carte breakout avec bloc de bornes à vis (alimentée via la broche Vin)
Code MicroPython pour ESP32
Ce code met l'élément chauffant sous tension pendant cinq secondes, puis l'éteint pendant cinq secondes également, et cela en continu.
Étapes rapides
Voici les instructions sur la façon de configurer et d’exécuter votre code MicroPython sur l’ESP32 en utilisant l’IDE Thonny :
- Assurez-vous que l'IDE Thonny est installé sur votre ordinateur.
- Confirmez que le firmware MicroPython est chargé sur votre carte ESP32.
- Si c'est la première fois que vous utilisez un ESP32 avec MicroPython, consultez le guide ESP32 - Premiers pas. pour des instructions étape par étape.
- Connectez la carte ESP32 à l'élément chauffant selon le diagramme fourni.
- Connectez la carte ESP32 à votre ordinateur avec un câble USB.
- Ouvrez l'IDE Thonny sur votre ordinateur.
- Dans l'IDE Thonny, allez dans Outils Options.
- Sous l'onglet Interpréteur, choisissez MicroPython (ESP32) dans le menu déroulant.
- Assurez-vous que le bon port est sélectionné. L'IDE Thonny le détecte généralement automatiquement, mais vous devrez peut-être le sélectionner manuellement (comme COM12 sur Windows ou /dev/ttyACM0 sur Linux).
- Copiez le code MicroPython fourni et collez-le dans l'éditeur de Thonny.
- Enregistrez le code sur votre ESP32 en procédant comme suit:
- En cliquant sur le bouton Enregistrer ou en appuyant sur Ctrl+S.
- Dans la boîte de dialogue d'enregistrement, choisissez périphérique MicroPython.
- Nommez le fichier main.py.
- Cliquez sur le bouton vert Exécuter (ou appuyez sur F5) pour exécuter le script.
- Vérifiez la température de l'élément chauffant.
WARNING
Faites attention, car une mauvaise manipulation peut causer des brûlures ou même provoquer un incendie à la maison. Votre sécurité est très importante. Si vous n'êtes pas sûr, n'essayez pas de le faire vous-même — demandez l'aide de quelqu'un d'expérimenté. Nous ne sommes pas responsables de votre sécurité.
Explication du code
L'explication se trouve dans la section des commentaires au-dessus de ce code MicroPython ESP32.
Code MicroPython ESP32 - Contrôler l'élément chauffant avec un module MOSFET
Remplaçons maintenant le relais par un module MOSFET. Avec un signal PWM de l'ESP32, l'élément chauffant peut fonctionner à 30 %, 50 %, ou à tout autre niveau de puissance, pas seulement à pleine puissance.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Faites ces connexions :
- GPIO18 de l'ESP32 → broche PWM du module
- GND de l'ESP32 → broche GND du module
- Adaptateur 12 V + (via la prise jack DC) → borne +
- Fil rouge (+) de l'élément chauffant → aussi la borne +
- Fil noir (−) de l'élément chauffant → borne LOAD
- Adaptateur 12 V − (via la prise jack DC) → borne −
Un élément chauffant n'a pas de bobine, donc vous n'avez pas besoin d'une diode de roue libre (flyback) ici.
Code MicroPython
À chaque boucle, l'élément reçoit la pleine puissance pendant 2 secondes, puis aucune puissance pendant 2 secondes. Après cela, la puissance monte de 10 % à 100 % puis redescend. Un élément chauffant change de température lentement, donc vous sentirez le changement seulement après un certain temps, pas à chaque étape.
Étapes rapides
- Préparez Thonny et l'ESP32 comme décrit dans les étapes rapides du relais.
- Câblez l'élément chauffant au module MOSFET en suivant le diagramme, sans brancher l'adaptateur 12 V pour l'instant.
- Copiez le code dans Thonny et enregistrez-le sur l'ESP32 sous le nom main.py.
- Branchez l'adaptateur 12 V, puis cliquez sur Exécuter (ou appuyez sur F5).
- Lisez le niveau de puissance dans le Shell. Ne touchez pas l'élément chauffant pour le vérifier.
Astuce : le module MOSFET est réservé aux radiateurs DC, et l'alimentation doit être d'environ 6 V ou plus. Un radiateur peut consommer un courant important, donc vérifiez que la puce de votre module ne devient pas trop chaude.