ESP32 - Contrôle de l'élément chauffant

Ce tutoriel vous explique comment utiliser un ESP32 pour contrôler un élément chauffant. En suivant ce tutoriel, vous apprendrez à réaliser un système de chauffage dans un autre tutoriel.

L'ESP32 peut piloter l'élément chauffant avec un relais ou avec un module MOSFET. Le relais ne donne que deux états : chauffage à pleine puissance ou aucun chauffage. Le module MOSFET permet aussi de choisir un niveau de chaleur intermédiaire, par exemple 30% ou 70% de la puissance. Il est aussi silencieux et ne s'use pas quand il commute souvent. Nous verrons ici les deux méthodes.

Préparation du matériel

1	×	38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Narrow
1	×	Alternativement: 38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1	×	Alternativement: 30-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1	×	Alternativement: ESP32 Uno-form board
1	×	Alternativement: ESP32 S3 Uno-form board
1	×	Câble USB Type-A vers Type-C (pour PC USB-A)
1	×	Câble USB Type-C vers Type-C (pour PC USB-C)
1	×	Relais
1	×	Alternativement: MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1	×	Élément chauffant
1	×	Adaptateur secteur 12V
1	×	Optionnel: Connecteur d'alimentation DC
1	×	Plaque d'essai
1	×	Fils de connexion
1	×	Recommandé: Carte d'extension à bornier à vis pour ESP32
1	×	Recommandé: Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	Recommandé: Répartiteur d'alimentation pour ESP32

Ou vous pouvez acheter les kits suivants:

1	×	Kit de Démarrage DIYables ESP32 (ESP32 inclus)
1	×	Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans)

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À propos de l'élément chauffant

Brochage

L'élément chauffant a généralement deux broches :

Broche positive (+) (rouge) : doit être connectée au 12V de l'alimentation CC
Broche négative (-) (noire) : doit être connectée à la masse de l'alimentation CC

Comment contrôler un élément chauffant

Si un élément chauffant de 12V est alimenté par une alimentation de 12V, il émet de la chaleur. Pour contrôler un élément chauffant, nous devons utiliser un relais entre l'ESP32 et l'élément chauffant. L'ESP32 peut contrôler l'élément chauffant via le relais. Si vous ne connaissez pas le relais (brochage, fonctionnement, programmation ...), apprenez à propos du relais dans le ESP32 - Relais.

Un module MOSFET peut remplacer le relais. Vous ne le connaissez pas ? Lisez le tutoriel ESP32 - Module MOSFET pour voir son brochage et son fonctionnement.

Relais ou module MOSFET pour un élément chauffant

	Relais	Module MOSFET
Contrôle de la chaleur	pleine chaleur ou aucune chaleur	tout niveau de chaleur de 0% à 100% (PWM)
Bruit à la commutation	clic	aucun
Temps de commutation	lent (millisecondes)	très rapide
Usure	les contacts s'usent, encore plus avec des commutations fréquentes	aucune pièce mobile, aucune usure des contacts
Type d'alimentation	chauffages CA ou CC	chauffages CC uniquement
Tension minimale du chauffage	aucune (dans les limites du relais)	environ 6V
Isolation	oui, entre la bobine et les contacts	oui, par un optocoupleur PC817
À utiliser pour	les chauffages CA, un simple chauffage ON/OFF	les chauffages CC 12V, une chaleur réglable, de nombreuses commutations

Pour un élément chauffant CC 12V, choisissez le module MOSFET quand vous voulez garder une chaleur douce ou commuter très souvent. Si le chauffage fonctionne sur le secteur CA, seul le relais convient.

Diagramme de câblage

Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant avec une breadboard (alimenté via le câble USB)

Schéma de câblage de l'élément chauffant ESP32

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Si vous ne savez pas comment alimenter l'ESP32 et d'autres composants, consultez les instructions dans le tutoriel suivant : Comment alimenter l'ESP32..

Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant avec une breadboard (alimenté 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 avec une carte d'extension à bornier à vis (alimenté via le câble USB)

Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant

Comment connecter l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant avec une carte d'extension à bornier à vis (alimenté via la broche Vin)

Comment câbler l'ESP32 et contrôler l'élément chauffant

Code ESP32

Le code ci-dessous active l'élément chauffant pendant cinq secondes, puis le désactive pendant cinq secondes, en boucle,

Étapes rapides

Connectez l'ESP32 au PC via un câble USB
Ouvrez Arduino IDE, sélectionnez la carte et le port appropriés
Copiez le code ci-dessus et collez-le dans Arduino IDE
Compilez et téléchargez le code sur la carte ESP32 en cliquant sur le bouton Upload dans Arduino IDE
Vérifiez la température de l'élément chauffant

Soyez prudent. Cela peut vous brûler, vous et votre maison. C'est un sujet sérieux et nous voulons que vous soyez en sécurité. Si vous n'êtes pas sûr à 100% de ce que vous faites, faites-vous une faveur et ne touchez à rien. Demandez à quelqu'un qui s'y connaît ! Nous ne prenons aucune responsabilité pour votre sécurité.

Explication du code

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

Code ESP32 - Contrôler la puissance de l'élément chauffant avec un module MOSFET

Dans cette partie, le module MOSFET remplace le relais. Au lieu de seulement ON et OFF, l'ESP32 règle la quantité de puissance envoyée à l'élément chauffant.

Diagramme de câblage avec le module MOSFET

Schéma de câblage de l'ESP32, de l'élément chauffant et du module MOSFET

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 12V + → borne + du module
Élément chauffant + (rouge) → aussi la borne +, partagée avec le + de l'adaptateur
Élément chauffant − (noir) → borne LOAD
Adaptateur 12V − → borne − du module

Un élément chauffant n'a pas de bobine, donc aucune diode de roue libre (flyback) n'est nécessaire.

Code

L'élément chauffant reçoit la pleine puissance pendant 2 secondes, puis aucune puissance pendant 2 secondes. Ensuite, le code augmente la puissance pas à pas de 10% à 100%, puis la baisse de nouveau. Un chauffage se réchauffe et se refroidit lentement, donc vous ne sentirez pas chaque pas. Vous sentirez le changement de température seulement après un certain temps.

/* * 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-controls-heating-element */ const int MOSFET_PIN = 18; // ESP32 GPIO18 connected to the PWM pin of the MOSFET module void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); analogWrite(MOSFET_PIN, 0); // start with the load OFF } void setLoad(int percent) { int duty = map(percent, 0, 100, 0, 255); // convert 0-100% to 0-255 analogWrite(MOSFET_PIN, duty); Serial.print("Load power: "); Serial.print(percent); Serial.println("%"); } void loop() { // turn the load fully ON, then fully OFF Serial.println("Load: ON"); setLoad(100); delay(2000); Serial.println("Load: OFF"); setLoad(0); delay(2000); // increase the power step by step (PWM) for (int percent = 10; percent <= 100; percent += 10) { setLoad(percent); delay(500); } // decrease the power step by step (PWM) for (int percent = 90; percent >= 0; percent -= 10) { setLoad(percent); delay(500); } delay(1000); }

Étapes rapides

Préparez l'ESP32 et l'Arduino IDE comme décrit dans les Étapes rapides du relais ci-dessus.
Faites le câblage comme indiqué dans le schéma MOSFET, avec l'adaptateur 12V pas encore branché.
Collez le code dans Arduino IDE et cliquez sur Upload.
Branchez l'adaptateur 12V.
Ouvrez le Moniteur Série et réglez la vitesse de transmission sur 9600.
Lisez le niveau de puissance dans le Moniteur Série. Ne touchez pas l'élément chauffant pour le vérifier, car il peut être très chaud.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'ESP32 Dev Module' on 'COM15')

New Line

9600 baud

Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%

Ln 11, Col 1

ESP32 Dev Module on COM15

Astuce : gardez l'alimentation du chauffage à environ 6V ou plus, et utilisez uniquement du CC. Pour un chauffage CA, restez sur le relais.

Vidéo

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