SENSORS/ACTUATORS

INTERNET OF THING (IoT)

ESP32 - Bouton

Le bouton est un composant de base et largement utilisé dans de nombreux projets ESP32. Ce n'est pas aussi simple qu'il y paraît (en raison de caractéristiques mécaniques, physiques). Les débutants peuvent rencontrer de nombreuses difficultés avec. Ce tutoriel le rend facile pour les débutants. Commençons !

※ NOTE THAT:

Avant de présenter le bouton, nous aimerions souligner qu'il existe deux erreurs courantes que les débutants rencontrent souvent :

i. Le problème d'entrée flottante :

Symptôme : Lors de la connexion d'un bouton à la broche d'entrée de l'ESP32, l'état de la broche d'entrée est aléatoire et ne correspond pas à l'état de pression du bouton.
Cause : La broche du bouton n'utilise pas une résistance de tirage vers le bas ou de tirage vers le haut.
Solution : ⇒ Utilisez une résistance de tirage vers le bas ou de tirage vers le haut sur la broche d'entrée. Les détails seront décrits plus tard dans ce tutoriel.

ii. Le phénomène de rebond

Symptôme : Le code sur l'ESP32 lit l'état du bouton et identifie l'événement de pression en détectant le changement d'état (de HAUT à BAS ou de BAS à HAUT). Lorsque le bouton est réellement pressé une seule fois, le code ESP32 détecte plusieurs pressions plutôt qu'une seule.
Cause : En raison des caractéristiques mécaniques et physiques, lorsque vous appuyez une seule fois sur un bouton, l'état de la broche d'entrée bascule rapidement plusieurs fois entre BAS et HAUT plutôt qu'une seule fois
Solution : ⇒ Anti-rebond. Les détails seront décrits dans le tutoriel ESP32 - Bouton - Anti-rebond.

Le phénomène de rebond provoque un dysfonctionnement dans certains types d'applications qui ont besoin de détecter exactement le nombre de pressions. Dans certains types d'applications, il est inoffensif.

Préparation du matériel

1	×	ESP-WROOM-32 Dev Module
1	×	USB Cable Type-C
1	×	Push Button
1	×	(Optional) Panel-mount Push Button
1	×	Breadboard
1	×	Jumper Wires
1	×	(Optional) DC Power Jack
1	×	(Recommended) ESP32 Screw Terminal Adapter

Or you can buy the following sensor kits:

1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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À propos de Button

Le bouton-poussoir, également appelé bouton tactile ou interrupteur momentané, est un type d'interrupteur qui se ferme lorsqu'on le presse et le maintient, et s'ouvre lorsqu'on le relâche. Il existe divers types de boutons-poussoirs, généralement classés en deux catégories :

Boutons-poussoirs montés sur PCB (adaptés au montage sur plaque d'essai)
Boutons-poussoirs montés sur panneau

Brochage du bouton

Un bouton monté sur PCB a généralement quatre broches qui sont connectées en interne par paires.

Nous avons besoin uniquement d'utiliser deux des quatre broches, qui ne sont PAS dans la même paire connectée. Ainsi, il y a quatre manières de procéder au câblage avec le bouton (voir l'image ci-dessous)

En réalité, en raison de la symétrie, ces quatre manières se réduisent à deux. Le reste de ce tutoriel utilisera deux broches : la broche A et la broche B qui ne sont pas connectées ensemble.

Pourquoi le bouton a-t-il quatre broches alors que nous n'en avons besoin que de deux ?

⇒ Le bouton reçoit la force des utilisateurs. Pour qu'il reste stable et fermement en place sur le PCB (circuit imprimé), il dispose de quatre broches pour résister à la force de pression.

Un bouton monté sur panneau a généralement deux broches.

Brochage du bouton-poussoir à deux broches

image source: diyables.io

Comment fonctionne un bouton

Lorsque le bouton est pressé, la broche A est connectée à la broche B.
Lorsque le bouton n'est PAS pressé, la broche A n'est PAS connectée à la broche B.

ESP32 - Bouton

Un pin du bouton est connecté à une broche d'entrée numérique de l'ESP32. L'autre pin est connecté à VCC ou GND. Dans le code ESP32, en lisant l'état de la broche d'entrée, nous pouvons déduire si le bouton est pressé ou NON.

État d'entrée et état de pression

La relation entre l'état de la broche d'entrée et l'état de pression du bouton dépend de la manière dont nous connectons le bouton à l'ESP32 et du réglage de la broche de l'ESP32. Il existe deux manières d'utiliser un bouton avec un ESP32 :

I. Une broche du bouton est connectée à une broche d'entrée numérique de l'ESP32, l'autre broche est connectée à VCC :

Une résistance de tirage vers le bas DOIT être utilisée
Si le bouton est pressé, l'état de la broche de l'ESP32 est HAUT. Sinon, l'état de la broche de l'ESP32 est BAS.

I. Une broche du bouton est connectée à une broche d'entrée numérique de l'ESP32, l'autre broche est connectée à GND :

Une résistance de tirage vers le haut DOIT être utilisée
Si le bouton est pressé, l'état de la broche de l'ESP32 est BAS. Sinon, l'état de la broche de l'ESP32 est HAUT.

※ NOTE THAT:

Si ni une résistance de tirage vers le bas ni une résistance de tirage vers le haut ne sont utilisées, l'état de la broche d'entrée est aléatoire entre HAUT ou BAS (instable, non fixé) lorsque le bouton n'est PAS appuyé. Cela est appelé le "problème d'entrée flottante". Cela entraîne un dysfonctionnement.

Pour simplifier les choses pour les débutants, ce tutoriel recommande fortement aux débutants d'utiliser une résistance de tirage interne pour la broche ESP32. Aucune résistance externe n'est nécessaire. Cela économise le matériel et simplifie le schéma de câblage.

Schéma de câblage entre le bouton et l'ESP32

Schéma de câblage entre ESP32 et bouton monté sur PCB

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Si vous ne savez pas comment alimenter l'ESP32 et d'autres composants, vous pouvez trouver des conseils dans le tutoriel suivant : Comment alimenter l'ESP32.

Schéma de câblage entre l'ESP32 et le bouton monté sur panneau

Schéma de câblage du bouton-poussoir à deux broches ESP32

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Comment programmer un bouton

Initialise la broche ESP32 comme une entrée avec résistance de tirage interne en utilisant la fonction pinMode(). Par exemple, la broche GPIO21 :

pinMode(21, INPUT_PULLUP); // configurez GPIO21 en tant que broche d'entrée et activez la résistance de tirage interne

Lit l'état de la broche d'entrée en utilisant la fonction digitalRead().

int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);

※ NOTE THAT:

Il existe deux cas d'utilisation fréquemment utilisés :

Premier cas d'utilisation : Si l'état d'entrée est HAUT, faire quelque chose. Si l'état d'entrée est BAS, faire autre chose.
Deuxième cas d'utilisation : Si l'état d'entrée passe de BAS à HAUT, faire quelque chose. Si l'état d'entrée passe de HAUT à BAS, faire autre chose.

Selon l'application, l'un d'eux est utilisé. Par exemple, dans le cas de l'utilisation d'un bouton pour contrôler une LED :

Si nous voulons allumer la LED lorsque le bouton est pressé et l'éteindre lorsque le bouton n'est pas pressé, nous DEVONS utiliser le premier cas.
Si nous voulons faire basculer la LED entre ON et OFF à chaque fois que le bouton est pressé, nous DEVONS utiliser le deuxième cas.

L'exemple de code ci-dessous montre comment détecter le changement d'état de LOW à HIGH.

#define BUTTON_PIN 21 // GPIO21 pin connecté au bouton // Les variables changeront : int lastState = HIGH; // l'état précédent du pin d'entrée int currentState; // la lecture actuelle du pin d'entrée void setup() { Serial.begin(9600); // initialiser le pin du bouton poussoir comme une entrée avec résistance de tirage pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // lire l'état de l'interrupteur/du bouton : currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); if(lastState == LOW && currentState == HIGH) Serial.println("The state changed from LOW to HIGH"); // sauvegarder le dernier état lastState = currentState; }

Code ESP32

Étapes rapides

Si c'est la première fois que vous utilisez l'ESP32, consultez comment configurer l'environnement pour l'ESP32 sur Arduino IDE.
Réalisez le câblage comme sur l'image ci-dessus.
Connectez la carte ESP32 à votre PC via un câble micro USB.
Ouvrez Arduino IDE sur votre PC.
Sélectionnez la bonne carte ESP32 (par exemple, Module de développement ESP32) et le port COM.
Copiez le code ci-dessous et collez-le dans Arduino IDE.

#define BUTTON_PIN 21 // GIOP21 pin connected to button void setup() { // initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(9600); // initialize the pushbutton pin as an pull-up input // the pull-up input pin will be HIGH when the switch is open and LOW when the switch is closed. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // read the state of the switch/button: int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN); // print out the button's state Serial.println(buttonState); }

Compiler et télécharger le code sur la carte ESP32 en cliquant sur le bouton Upload dans l'IDE Arduino.

Comment télécharger le code ESP32 sur Arduino IDE

Ouvrez le moniteur série dans l'IDE Arduino

Comment ouvrir le moniteur série sur Arduino IDE

Appuyez et relâchez le bouton plusieurs fois
Observez le résultat sur le moniteur série. Cela ressemble à ce qui suit :

COM6

Send

1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

1 est ÉLEVÉ, 0 est BAS.

Explication du code ligne par ligne

Le code ESP32 ci-dessus contient une explication ligne par ligne. Veuillez lire les commentaires dans le code !

Modification du code ESP32

Modifions le code pour détecter les événements d'appui et de relâchement.

Étapes rapides

Si c'est la première fois que vous utilisez l'ESP32, consultez comment configurer l'environnement pour l'ESP32 sur Arduino IDE.
Modifiez le code comme ci-dessous

/* * Ce code ESP32 a été développé par newbiely.fr * Ce code ESP32 est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/esp32/esp32-button */ #define BUTTON_PIN 21 // GIOP21 pin connected to button // Variables will change: int lastState = LOW; // the previous state from the input pin int currentState; // the current reading from the input pin void setup() { // initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(9600); // initialize the pushbutton pin as an pull-up input // the pull-up input pin will be HIGH when the switch is open and LOW when the switch is closed. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // read the state of the switch/button: currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); if (lastState == HIGH && currentState == LOW) Serial.println("The button is pressed"); else if (lastState == LOW && currentState == HIGH) Serial.println("The button is released"); // save the the last state lastState = currentState; }

Compiler et télécharger le code sur la carte ESP32 en cliquant sur le bouton Upload dans l'IDE Arduino.

Ouvrez le moniteur série sur Arduino IDE

Appuyez sur le bouton puis relâchez.
Consultez le résultat sur le moniteur série. Cela ressemble à ce qui suit :

COM6

Send

The button is pressed The button is released

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

※ NOTE THAT:

Le moniteur série peut imprimer plusieurs événements d'appui et de relâchement même si vous n'avez effectué qu'une seule pression et relâchement. C'est un comportement normal du bouton. Ce comportement est appelé le "phénomène de rebond". Dans certaines applications, nous avons besoin d'une méthode pour l'éliminer. Vous pouvez en apprendre davantage dans le tutoriel ESP32 - Antirebond du bouton.
Pour simplifier les choses pour les débutants, surtout lors de l'utilisation de plusieurs boutons, nous avons créé une bibliothèque, appelée ezButton. Vous pouvez en savoir plus sur la bibliothèque ezButton ici.

Vidéo

Connaissances supplémentaires

Quand faut-il et ne faut-il PAS utiliser une résistance de tirage vers le haut ou vers le bas ?

DEVRAIT : Si le capteur possède deux états : fermé et ouvert, il nécessite une résistance de tirage vers le haut ou vers le bas pour transformer ces états en deux états : BAS et HAUT. Par exemple, bouton-poussoir, interrupteur, contact magnétique (capteur de porte)...
NE DEVRAIT PAS : Si le capteur produit deux niveaux de tension (BAS et HAUT), il n'a PAS besoin d'une résistance de tirage vers le haut ou vers le bas. Par exemple, capteur de mouvement, capteur tactile ...

Références linguistiques

Tutoriels connexes

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