Les objets connectés

CLASSE :

Titulaire : Nom : Prénom :

Binôme : Nom : Prénom :

ampoule-connectee et application Smartphone

Les objets connectés sont omniprésents de nos jours : alarmes, smartphones, montres, lumières, chauffage, voiture, ...

Une application peut être associée pour commander l'objet connecté à distance dans le monde entier.

De nombeux microcontrôleur permettent de se connecter en réseau wifi. Vous allez créer une diode éléctroluminescente RVB connectée en réseau interne (wlan).

1. Cablâge du microcontrôleur avec la DEL :

cablage

Le connecteur avec les fils jaune et blanc sont connectés à D5 et D6, l'autre avec les fils rouge et noir à D7 et GND.

Chaque sortie D5 à D7 va commander l'intensité lumineuse d'une led RVB. En fonction de leur intensité on pourra réaliser de nombreuses couleurs

1.1. Modifier l'intensité lumineuse des LEDs :

Dans le chapitre précédent, vous avez apris à allumer ou éteindre une LED en lui appliquant un niveau logique 1 ou 0.

Afin de modifier son intensité lumineuse on va jouer sur la durée d'allumage de la LED comme le montre la figure ci-dessous :

MLI

Lorsque la fréquence du signal est assez rapide (freq > 100 hz), l'oeil humain ne voit pas clignotter la LED.

Une methode duty (rapport cyclique alpha) compris entre 0 et 1023 permettra de varier l'intensité lumineuse.

Une méthode freq permet de modifier la fréquence

Tableau de commande de la LED RVB

connecteur	N° de broche	Couleur
D5	12	vert
D6	13	rouge
D7	14	bleu

Nous allons utiliser l'objet PWM qui possède 3 attributs : n°broche, fréquence et rapport cyclique, pour faire varier l'intensité lumineuse de la led verte.

PWM(<n° broche>, <frequence>, <duty>)

Exemple :

vert = PWM(12, freq=1, duty=0) crée un objet vert de type PWM sur la broche n° 12 de fréquence 1Hz et de rapport cyclique 0.

Pour changer le rapport cyclique alpha (duty), on appelle une méthode duty :

vert.duty(<intensité lumineuse>)

Exemple :

vert.duty(1023)

Exécuter le logiciel Thonny

Dans le menu cliquer sur Executer - Configurer l'interpréteur

Sélectionner MicroPython (ESP8266)

Dans la console saisir les 3 lignes suivantes :

Saisir différentes valeurs de luminosités et observez le clignottement de la LED verte.
Changer la fréquence afin de ne plus voir le clignottement, lorsque duty=500, grâce à la méthode freq :
vert.freq(<valeur en Hz>)

Faire valider le fonctionnement par le professeur

Programme suivant permet de varier l'intensité lumineuse de la diode verte connectée à la broche 12 du microcontrôleur :

Copier-coller le code python dans le logiciel Thonny python.
Modifier la fréquence
Ajouter au programme les lignes de codes permettant de régler l'intensité lumineuse de toutes les 3 LED.
Coller le programme modifié ci-dessus et enregistrez-le.

Demander au professeur la couleur qu'il désire , composer cette couleur et lui faire valider votre programme.

2. Veilleuse connectée :

Le microcontrôleur ESP8266 utilisé est capable de créer un point d'accès wifi afin pour se connecter à partir d'une Smartphone ou d'un ordinateur. Il intègre un serveur Web qui peut traiter les requêtes "GET" et générer une page HTML permettant de d'afficher une IHM (Interface Homme Machine)

Format de la requête reçu par le microcontrôleur lors d'un changement de couleur est une chaîne de caractère.

Exemple :

La couleur en base hexadécimale est indiquée après val=

à partir de l'indice 12 de la chaine de caractère, D9 est le niveau du rouge (217 en décimal)
à partir de l'indice 14 de la chaine de caractère, 30 est le niveau du vert (48 en décimal)
à partir de l'indice 16 de la chaine de caractère, 30 est le niveau du bleu (48 en décimal)

FF représente le plus grand nombre héxadécimal codé sur un octet (255)

En langage python, pour extraire une cous chaîne de caractère : si requete="b'GET /?val=d930FF HTTP ..." alors requete[12:14] retournera la sous chaine "d9

Dans la console python tester les deux lignes de code ci-dessus et montrer au professeur comment extraire les niveaux du vert et du bleu

Quel est le rôle de la commande int("0x"+requete[12:14]) ?

Faire valider le fonctionnement par le professeur

Programme permettant de commander la luminosité de 3 couleurs :

# Serveur Web Veilleuse connectée V1.2
import usocket as socket
import network
from machine import PWM
import time
rouge = PWM(13,freq=1000,duty=1024)
vert =  PWM(12,freq=1000,duty=0)
bleu =  PWM(14,freq=1000,duty=0)

def web_page():
    html = '''
    <!DOCTYPE html>
    <html>
        <head>
            <meta name='viewport' content='width=device-width, initial-scale=1'>
            <title>ESP32 Serveur Web</title>
        </head>
        
        <body>
            <h1>Choix de la couleur</h1>
            <input type='color' id='choix_couleur' onchange='envoie()' value='#FF0000'>
            <p>Valeurs : <span id='valeur_couleur'></span></p>
            
            <script>    // Java script
            
            function envoie(){
                var couleur = document.getElementById('choix_couleur').value;
                document.getElementById('valeur_couleur').innerHTML = couleur;
                var req='/?val='+couleur.substring(1);
                var objet_XHR = new XMLHttpRequest();
                objet_XHR.open('GET', req, true);
                objet_XHR.send();
            }
            
            </script>
        </body>
    </html>
    '''
    return html

ssid = 'Veilleuse-1'
password = '123456789'

ap = network.WLAN(network.AP_IF)
ap.active(True)
ap.config(essid=ssid, password=password)

while ap.active() == False:
    pass

print('Connection réussie')
print('Adresse IP du serveur :',ap.ifconfig()[0])

socketServeur = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socketServeur.bind(('', 80))
socketServeur.listen(5)

while True:

# attend une connexion d'un client sur le site web
    connexionClient, adresse = socketServeur.accept()

requete = connexionClient.recv(1024)     #requête du client
    requete = str(requete)
    connexionClient.settimeout(None)

#analyse de la requête, recherche de 'GET /?val='
    if 'GET /?val=' in requete:
      
        alpha_r = int('0x'+requete[12:14])
        print('niveau de rouge :',alpha_r)
        rouge.duty(alpha_r)

#print('Envoi reponse du serveur : code HTML a afficher')
    connexionClient.send('HTTP/1.1 200 OK\n')
    connexionClient.send('Content-Type: text/html\n')
    connexionClient.send('Connection: close\n\n')
    reponse = web_page()
    connexionClient.sendall(reponse)
    connexionClient.close()

Copier-coller le programme dans le logiciel Thonny et exécuter le code.
Modifier la ligne 41 du programme en personnalisant le nom wifi de la veilleuse.
Avec un Smartphone ou un ordinateur portable, connectez-vous à ce réseau, le mot de passe d'accès est indiqué dans le programme
Renseigner l'adresse IP indiquée dans la console python dans la barre d'adresse d'un navigateur Internet
Changer les couleurs et observer les valeurs affichées dans la console
Modifier le programme pour que la valeur le MLI varie de 0 à 1020
A partir de la ligne 73, ajouter les instructions permettant de commander les autres LEDs.
Coller le programme modifié ci-dessus et enregistrez-le.

Faire valider le fonctionnement par le professeur

SCIENCES NUMERIQUES ET TECHNOLOGIE

D
É
C
O
N
N
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C
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1. Cablâge du microcontrôleur avec la DEL :

1.1. Modifier l'intensité lumineuse des LEDs :

2. Veilleuse connectée :

SCIENCES NUMERIQUES ET TECHNOLOGIE

DÉCONNECTÉ

Les objets connectés

1. Cablâge du microcontrôleur avec la DEL :

1.1. Modifier l'intensité lumineuse des LEDs :

2. Veilleuse connectée :

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