Conrad 10217 Operation Manual [fr]

1435475-an-01-fr-Calendrier de l’Avent
Avant de commencer...

... quelques informations importantes pour un travail fructueux et sans stress avec le calendrier.
Ce manuel est complémentaire au site Internet www.iot.fkainka.de, sur lequel vous trouverez
également le logiciel nécessaire. Le manuel donne un premier aperçu de chaque expérience.
Comme l’Internet des Choses est un sujet complexe, vous trouverez sur ce site des informations
complémentaires pour vous aider à réussir vos expériences.

Sur la page Web figurent davantage de photos et des compléments d’information utiles pour
l’élaboration et la conception de vos propres projets.

La page offre une fonction de commentaire. Si vous rencontrez des difficultés sur un projet, vous
pouvez interroger la communauté. Vous pouvez également écrire des commentaires sur chaque
article, poser des questions, proposer des améliorations ou aider d’autres personnes.

Un autre avantage du site Web est le facteur de surprise. Le charme d’un calendrier de l’Avent
réside dans la découverte ce qui se cache derrière chaque porte. Avec un manuel, vous pouvez

anticiper la lecture de la page des jours suivants.... Sur la page Web, seul le chapitre

correspondant à la date du jour s’affiche. C’est pourquoi je vous conseille de ne plus utiliser ce

manuel après avoir lu le paragraphe correspondant au jour 1. Allez plutôt sur le site
www.iot.fkainka.de et insérez un marque-page dans le navigateur. Ensuite, vous pourrez lire
chaque jour le chapitre correspondant à l’expérience du jour, où que vous soyez, et passer ensuite
à la réalisation concrète du projet.

Gardez le livret à la main si vous préférez un support papier. Avoir un appareil numérique dans

les mains peut être gênant lorsqu’on veut avoir un premier aperçu de l’expérience du jour.
Cependant, une visite du site s’impose pour télécharger le programme correspondant. Vous le
trouverez sous l’onglet « Le programme ».

Je vous souhaite beaucoup de plaisir avec votre calendrier de l’Avent !

Fabian Kainka

Jour 1 : La carte NanoESP

Nous sommes le 1er décembre et le moment est venu d’ouvrir la première porte. Derrière cette
porte se trouve l’élément le plus important du calendrier : la carte NanoESP. Ce contrôleur

compatible Arduino avec fonction WiFi est au cœur des 24 expériences.

Pour résumer, on peut dire que la carte est plutôt un croisement entre une carte similaire à
Arduino-Nano et un module WiFi appelé ESP8266. La communication entre les deux éléments a
lieu par une interface sérielle générée par le logiciel qui est connectée aux broches D11 et D12.
Evitez donc d’utiliser ces broches dans vos propres projets.

Pour pouvoir programmer votre carte, vous devez d’abord installer le pilote ; celui-ci est
disponible sur la page http://iot.fkainka.de/driver. Il existe des versions pour différents

systèmes d’exploitation. Dans la version pour Windows, le dossier ZIP contient un fichier
Setup.exe que vous devez exécuter. Dans la fenêtre qui apparaît, cliquez sur « Install ».

Après l’installation, il est possible de connecter la carte pour la première fois à l’ordinateur. Le
PC détecte automatiquement le pilote, et les deux LED d’alimentation (D6 et D2) s’allument. La
troisième LED (D3) clignote d’abord. Si les LED s’allument, mais que le PC ne reconnaît pas le

nouveau matériel, vérifiez que vous utilisez un câble de données USB. Certains câbles permettent
de charger des Smartphones par exemple, mais ne permettent pas la transmission de données.
Vérifiez dans le gestionnaire de périphériques que l’appareil a été correctement détecté et installé.

Le pilote est maintenant installé, et la troisième LED doit cesser de clignoter et rester allumée en
permanence. C’est le signe que l’initialisation de la carte a réussi. Vous pouvez dès lors accéder à
un nouveau réseau WiFi. Ce réseau WiFi s’appelle NanoESP. Pour l’exercice pratique

d’aujourd'hui, connectez-vous à ce réseau. Quand le PC vous demande de choisir le type de
connexion, choisissez l’option « Réseau domestique ». Ainsi, la communication avec d’autres

appareils ne sera pas bloquée. Une fois que vous êtes raccordé au réseau WiFi, ouvrez un
navigateur de votre choix et entrez 192.168.4.1 dans la barre d’adresse. Il s’agit de l’adresse IP de
votre carte. La page que vous voyez est une petite page Web qui est envoyée par la carte vers

votre PC. C’est un Easter Egg, donc une fonction cachée. La première tentative est un test de

fonctionnement ; elle donne en même temps un aperçu de l’utilisation possible de la carte en tant
que serveur Web. Mais nous y reviendrons plus tard.

Jour 2 : L’IDE Arduino

La porte cache une matrice. Il est possible d’y assembler rapidement et facilement le matériel de
logiciel du calendrier de l’Avent. Jusqu'à présent, vous disposez uniquement du NanoESP. Placez

le contrôleur de manière à laisser une place suffisante pour les autres composants à venir (le
module WiFi peut dépasser de la carte). Placez le câble micro-USB entre les côtés de contact, de
manière à ce qu’il ne gêne pas. La carte doit être enfoncée doucement dans les contacts jusqu'à la
butée.

Aujourd’hui, nous allons évoquer le logiciel permettant de programmer la carte. Il s’agit de
l’environnement de développement Arduino (abrégé IDE Arduino). La dernière version peut être

téléchargée sur http://www.arduino.cc/en/Main/software, puis installée. Utilisez la version
Arduino 1.6.5 ou une version ultérieure.

La programmation se fait simplement avec C/C++. Vous pouvez maintenant ouvrir un premier
programme d’exemple dans l’IDE en cliquant sur Données > Exemples > 01.Basics > Blink. La
LED L3 clignote (une fois par seconde). Pour pouvoir exécuter le programme sur le NanoESP,
vous devez tout d’abord de le transférer sur la carte via l’interface USB. Sélectionnez auparavant
la bonne carte et le port de communication correct (COM) dans le logiciel :

1. Dans Tools > Board, sélectionnez « Arduino Nano ».

2. Dans Tools > Processor, sélectionnez « ATmega328 ».

3. Dans Tools > Serail Port, sélectionnez le port COM approprié.
Cliquez ensuite sur le bouton Upload. Le programme est maintenant compilé et transféré sur la
NanoESP. Vous pouvez suivre la progression dans la barre située en bas. Pendant le
téléchargement, les deux LED du milieu (TX1 et RX1) clignotent. Si le transfert a réussi, la LED

D3 commence à clignoter sur la carte (une fois par seconde). Vous avez ainsi téléchargé votre
premier programme Arduino avec succès.

Il s’agissait jusqu’ici d’un test permettant de voir si la carte fonctionne correctement. La partie

IoT de l’expérience d’aujourd'hui commence maintenant. Téléchargez d’abord la bibliothèque,
qui facilite grandement la manipulation de la carte. La dernière version est disponible sur

http://iot.fkainka.de/library. Ajoutez ce fichier ZIP dans Arduino, en les associant

Dans Sketch > ajouter Bibliothèque > ajouter bibliothèque ZIP. Il peut être nécessaire de

redémarrer l’IDE Arduino, en ouvrant le programme-exemple sous

Fichier > Exemples > NanoESP > Basics > Wifi_Scanner. Téléchargez ce programme.
Ensuite, allumez le moniteur série et réglez le débit en bauds sur 19200. Après un court instant,
des informations sur le micrologiciel s’affichent, ainsi que la liste de tous les réseaux WiFi à
portée de votre carte NanoESP.

Jour 3 : Le NanoESP en mode Access-Point

La troisième porte cache l’élément qui sera le fil conducteur de nombreuses expériences. En
guise de préparation pour les futures expériences, vous pouvez poser les câbles d’alimentation

GND et VCC sur les bandes extérieures. Ainsi, vous aurez plus tard un meilleur accès à ces
câbles.

Le projet d’aujourd’hui vous permettra d’effectuer des modifications dans un programme. Le

programme-exemple suivant sert de base :

Fichier > Exemples > NanoESP > Basics > AccessPoint

Après avoir téléchargé ce programme, vous ne constaterez d’abord aucune modification. Une

connexion WiFi ouverte avec le nom NanoESP est accessible. Si vous modifiez la ligne 16 dans
le programme avec la commande configWifi, les paramètres du point d’accès changent
également. Vous pouvez remplacer le « NanoESP » entre guillemets par un autre nom de WiFi ou
même choisir un mot de passe pour le réseau en ajustant le dernier paramètre de la fonction. Le
mot de passe doit comporter au moins huit caractères, par exemple :

nanoesp.configWifi(ACCESSPOINT, « MyNanoESP », « Mot de passe ») ;

Vous devez alors télécharger à nouveau le programme. Si la configuration a été effectuée avec

succès, la LED D3 clignote. Si une erreur est survenue, la LED ne s’allume pas ; vérifiez alors les
paramètres. Il n’a jamais été aussi facile de créer sa propre connexion WiFi.

Jour 4 : Etablir une connexion à Internet

La porte d’aujourd’hui cache une résistance de 1 kOhm. On n’en a pas besoin aujourd’hui mais
on l’utilisera demain. Dans l’expérience du jour, nous allons créer une première connexion à

votre réseau WiFi domestique. Pour ce faire, vous devez saisir vos données de connexion WiFi
dans le programme.

Téléchargez d’abord le programme du jour depuis le site Web www.iot.fkainka.de. Si vous avez
ouvert le programme dans l’IDE Arduino, vous voyez dès le début deux DEFINES. À ce stade,

entrez le nom de votre réseau WiFi et le mot de passe avant de télécharger le programme. Dans le

moniteur de série, vous pouvez vérifier l’état de la connexion WiFi. Normalement, l’indication «

WLAN Connected » s’affiche et la LED D3 s’allume. En cas de problème, consultez l’aide sur la
page Web.

Une fois la connexion établie, d’autres messages s’affichent sur le moniteur de série. L’adresse IP
de la carte apparaît d’abord. Elle a été transmise au NanoESP par le routeur, il s’agit de l’adresse

du routeur dans le réseau local. Puis la carte se connecte à un serveur sur Internet, pour vérifier

qu’elle y est bien connectée. Dans ce cas, un message apparaît sur le moniteur sériel et le temps
de réponse (en millisecondes) écoulé entre l’envoi du ping et la réception de la réponse s’affiche.

La connexion à Internet est maintenant disponible.

Jour 5 : Blynk

Vous avez déjà établi une première connexion de la carte à Internet. Dans les prochains jours,

cette connexion sera beaucoup utilisée. Aujourd’hui, nous nous occupons de la plate-forme en
ligne Blynk qui permet d’échanger de brèves commandes, des données de mesure ou des

messages entre votre Smartphone et la carte NanoESP.

Blynk permet de commander facilement les différentes cartes IoT comme la Raspberry Pi ou

notre NanoESP via une application. Vous pouvez établir l’interface graphique de manière

complètement indépendante et la programmation est elle aussi très facile. La carte peut être

commandée depuis n’importe quel endroit dans le monde. Tout à fait dans l’esprit de l’Internet

des choses.

Pour votre première tentative, vous avez besoin de la LED située derrière la porte d’aujourd’hui

et de la résistance d’hier. Il s’agit d’allumer la LED via un Smartphone ou une tablette.
Construisez le circuit représenté sur le schéma ci-dessous. Respectez la polarité de la LED (pattes
courtes à la terre).

Installez ensuite la bibliothèque Blynk. Une version adaptée à l’expérience du jour est disponible
sur http://iot.fkainka.de/day5-2016).

L’installation de cette bibliothèque est relativement complexe dans la mesure où le dossier ZIP

contient plusieurs fichiers bibliothèque. Il faudra donc l’installer manuellement : ouvrez le
dossier Sketch (si vous ne savez pas où il se trouve, regardez dans Fichier > Préréglages).

Le dossier Sketch contient un dossier appelé « Bibliothèques ». Copiez le dossier contenu dans le

fichier ZIP. Il s’agit des étapes effectuées par l’IDE Arduino le deuxième jour, lors de
l’installation de la bibliothèque NanoESP. C’est pourquoi le dossier Bibliothèques comprend

également un sous-dossier appelé NanoESP. Les dossiers provenant de l’archive téléchargée
doivent figurer également à cet emplacement.

Blynk est maintenant intégré à votre IDE Arduino (quoi qu’il en soit, vous avez toujours
l’application correspondante sur votre Smartphone). Pour effectuer une modification, téléchargez
l’application depuis l’App Store correspondant à votre système d’exploitation, ou allez sur

http://www.blynk.cc/getting-started/ et suivez le lien. La LED doit être raccordée en D9.

Ouvrez l’application. Les deux options « Login » et « Create New Account » s’affichent. Créez
un nouveau compte ; il vous suffit d’indiquer une adresse mail et un mot de passe, puis de vous
connecter.

Une fonction de l’application vous permet de visualiser sur votre Smartphone l’interface
d’aujourd’hui. Effleurez le symbole placé entre le i et le plus, en haut à droite. Un scanner de
code QR s’ouvre ; scannez le code ci-dessous, l’interface s’affiche sur votre appareil.

Effleurez ensuite le symbole hexagonal en haut à droite et notez le code figurant sous AUTH
TOKEN, ou envoyez-le par mail à votre adresse mail. Ce code fait partie du programme Arduino.

Le programme Arduino d’aujourd’hui doit d’abord être téléchargé depuis le site

www.iot.fkainka.de et ouvert dans l’IDE Arduino. Comme hier, vous devez ensuite saisir les

données WiFi dans « SSID » et « PASSWORD », puis le code mentionné plus haut dans le
champ « token ». Il est alors possible de charger le programme sur le NanoESP. Effectuez
quelques essais dans le moniteur sériel pour vérifier que la connexion est établie.

Reprenez ensuite la tablette ou le Smartphone. Ouvrez l’interface en effleurant le bouton Play en
haut à droite. Appuyez sur le bouton situé au milieu de l’interface pour allumer la LED de la
platine. La LED s’allume à chaque fois que l’on appuie sur ce bouton. Vous pouvez modifier le
type de bouton en mettant fin au programme à l’aide du bouton Stop et en appuyant brièvement

sur le bouton. Modifiez le type de bouton (de Push à Switch) puis appuyez à nouveau sur Play
dans la vue interface. Il suffit alors d’un simple effleurement pour que la LED s’allume en
continu.

Jour 6 : le bouton Hardware

Jusqu’ici, nous avons appris comment commander la LED via l’application Blynk. Nous allons
voir aujourd’hui que la commande fonctionne dans les deux sens. Pour cela, nous avons besoin

du bouton-poussoir caché derrière la porte du sixième jour. Installez-le dans le circuit (en D7).
Scannez le code ci-dessous pour visualiser l’interface d’aujourd’hui :

Dans l’application Blynk, il n’est pas possible d’utiliser simultanément des projets très

volumineux ou un grand nombre de petits projets. Ainsi, il vous faudra effacer les anciens projets
dès le huitième jour. Vous pourrez cependant sauvegarder votre projet en créant un code QR et en

l’enregistrant.

Le programme d’aujourd’hui est toujours disponible sur le site Internet. Vous devez saisir à

nouveau les données WiFi et le code AUTH TOKEN du projet dans le programme. Chaque
projet a son propre code Token, c’est pourquoi il est indispensable de renvoyer le code ou de le
saisir manuellement dans le programme. Après avoir lancé l’interface à l’aide du bouton Play,
effleurez le bouton pour allumer la LED sur la platine. Si vous manipulez le bouton sur la platine,

vous constaterez une modification dans l’application. La connexion fonctionne donc dans les

deux sens.

Jour 7 : Analog Write

La porte d’aujourd’hui cache un potentiomètre. Il permet de transférer des mesures analogiques à
l’application Blynk. Le potentiomètre utilise la ligne du bas pour le raccordement en A0.

Si le câble micro-USB gêne l’installation, débranchez-le de la platine puis aplatissez le plus
possible les fils de liaison. Vérifiez que le VCC n’est pas sur la partie réservée au raccordement

avec la broche A0.

L’interface Blynk peut être importée comme les jours précédents à l’aide du code QR ci-dessous.
Le programme figure sur le site Internet. N’oubliez pas de saisir le nouveau code Token et les

données WiFi avant de télécharger le programme sur la carte NanoESP.

Les données de mesure sont reçues toutes les secondes et affichées sous forme de graphiques.
Tournez le potentiomètre pour modifier les valeurs de mesure. La valeur maximale est de 1023.
En effet, le NanoESP lit la tension avec une résolution de 10 bits. Les données sont affichées sur
une plage de tension comprise entre 0 et +5 V. Le potentiomètre sert ici de répartiteur de tension,
il permet de régler la tension entre 0 et 5 V sur la broche du milieu.

Jour 8 : LED virtuelles

Nous avons vu au sixième jour comment configurer un bouton-poussoir à l’aide d’un bouton dans
l’application. Cependant, le widget LED est mieux adapté dans ce cas. L’expérience
d’aujourd’hui vous permettra d’apprendre à l’utiliser et de découvrir ses possibilités.

La porte d’aujourd’hui cache une nouvelle résistance 1 kOhm, qui sera utilisée pour des
expériences ultérieures. Le circuit d’hier comportera un bouton de plus.

Scannez le code QR pour insérer l’interface.

Il est possible que l’application Blynk vous indique que l’énergie est insuffisante. Comme
indiqué au jour 6, il suffit de supprimer des anciens projets pour résoudre ce problème.

Le programme du jour est disponible sur la page Internet. Saisissez les données WiFi et le code
Token puis téléchargez le programme.
Le programme réunit plusieurs acteurs matériels et logiciels ainsi que des boutons. Appuyez par
exemple sur le premier bouton de l’application, la LED en D9 s’allume. Le deuxième bouton

permet d’allumer la LED D3. Le bouton sur la carte modifie l’état de la première LED de
l’application. Le potentiomètre permet de modifier la luminosité de la deuxième LED. Il existe

donc de nombreuses possibilités de commande pour de nombreux éléments différents.

Jour 9 : Luminosité de la LED réelle

La porte d’aujourd’hui cache une nouvelle résistance 1 kOhm. Le montage ne doit pas être
modifié aujourd’hui, il suffira d’effectuer une légère modification sur l’interface.

Il n’est pas indispensable de télécharger à nouveau le programme, il suffit d’adapter l’interface
d’hier. Si vous souhaitez cependant charger une nouvelle fois l’application, utilisez le code QR

ci-dessous. Dans tous les cas, il est nécessaire de saisir le code Token dans votre programme.

Pour effectuer les modifications manuellement, commencez d’abord par effacer le bouton qui

servait pour la LED en D9. Pour cela, effleurez brièvement le bouton (avec l’interface fermée),

puis le point « delete ». L’énergie « recyclée » s’affiche. Insérez un curseur à la place du bouton :
effleurez le Plus en haut à droite et sélectionnez « Slider_L ». Le curseur apparaît. Effleurez
l’élément pour accéder aux réglages. Réglez «Digital D9 » sur « Output ». Vérifiez que la
mention « PWM3 figure en rouge derrière « D9 ». Une fois ces modifications effectuées, vous
pouvez démarrer l’interface à l’aide du bouton Play en haut à droite.

Ce qui était possible uniquement avec la LED virtuelle devient possible avec les objets réels.
Tout changement de la position du curseur modifie la luminosité de la LED en D9. Ainsi, vous

pouvez par exemple créer une lampe de salon, gérée via l’application. Le terme à retenir ici est
PWM (modulation de largeur d’impulsion). En effet, il n’est pas facile de faire varier une LED

avec une tension faible, contrairement à une lampe à incandescence. Le processus est plus
complexe et requiert une mise en marche et une coupure rapide du port. Les durées de mise en

marche et d’arrêt varient de sorte que l’on a l’impression que les LED sont plus claires ou plus

foncées. Plus la durée de mise en marche est longue par rapport au temps d’arrêt, plus la LED
semble claire. Le clignotement de la LED est imperceptible à cause de la vitesse de commutation
élevée du port. Ce procédé permet également de générer des signaux audio ou de commander des
moteurs.

Jour 10 : Mélange de couleurs

La porte d’aujourd’hui cache une LED RVG (rouge-vert-bleu), qui permettra d’utiliser les
résistances 1 kOhm. Cette LED est en réalité composée de 3 LED raccordées à une cathode
commune. En variant la luminosité des LED individuellement par PWM, il est possible de
générer presque toutes les couleurs imaginables.

Installez la LED RVB sur la platine. Veillez à insérer les pattes plus longues (la cathode) dans la
bande de contact GND.

Aujourd’hui, il faudra utiliser un nouvel élément dans l’application Blynk : l’élément ZeRGba
(contraction de Zebra et RGB). Vous pouvez ajouter l’élément à votre propre projet et régler les
broches manuellement (rouge sur D3, vert sur D5 et bleu sur D3), ou télécharger comme

d’habitude l’interface via le code QR. Dans tous les cas, n’oubliez pas s’insérer le nouveau code
Token dans le programme, après l’avoir téléchargé comme d’habitude depuis la page web.

Une fois le programme téléchargé avec vos données et l’interface ouverte, il est possible de

déplacer le cercle dans le widget ZeRGBa. La couleur du cercle change, ainsi que le couleur de la
LED RVG sur la carte. Vous pouvez vous amuser à essayer toutes les couleurs. Pour obtenir du
blanc, déplacez le cercle en haut à gauche dans le coin. Les trois chiffres en haut correspondent à

la valeur PWM des broches D3, D5 et D6. Il est possible là encore de l’utiliser pour une lampe de
salon avec lumière d’ambiance, qui pourra être commandée via l’application.

Jour 11 : Lumière diurne et nocturne

La porte de ce onzième jour cache une résistance 10 kOhm, que nous n’utiliserons pas
aujourd’hui. Nous allons réutiliser le circuit construit hier. Le projet du jour permet de construire

une lampe jour-nuit, dont la couleur change à certaines heures déterminées. Elle peut par exemple
diffuser une lumière claire pendant la journée et une lumière rouge sombre la nuit pour servir

d’éclairage d’urgence ou faciliter l’orientation dans l’obscurité.

Téléchargez d’abord l’interface Blynk grâce au code QR ci-dessous, puis téléchargez, modifiez et

chargez le programme du jour sur le contrôleur.

Deux éléments ZeRGBa apparaissent sur l’interface Blynk, avec les indications « DayLight » et
« NightLight ». Les boutons externes permettent de passer du mode jour au mode nuit, et la
couleur correspondante de l’élément ZeRGBa s’affiche. Le passage du mode jour au mode nuit
peut également être automatisé. Pour cela, effleurez l’un des deux éléments de minuteur situés
directement sous les éléments de choix de la couleur. Lorsque l’interface est éteinte, vous pouvez
choisir un délai au bout duquel le changement de mode doit avoir lieu. Adaptez l’horaire de mise
en marche. Effectuez la même démarche avec l’autre élément de minuteur. Le changement de
mode se fait à l’heure choisie : la LED passe de la couleur « jour » à la couleur « nuit » ou vice­versa, à condition que l’application ne soit pas ouverte aux horaires programmés. Le serveur
Blynk règle le changement de mode automatiquement.

Jour 12 : Moniteur lumineux

La porte d’aujourd’hui cache un phototransistor. Il s’agit d’un capteur de mesure de la
luminosité. Le projet du jour permet de réaliser cette mesure et d’installer une alarme en cas de
dépassement des valeurs limites déterminées au préalable via l’application. Pour cela, raccordez
le capteur à la broche A0 avec un circuit de division de tension. Respectez la polarité du
phototransistor (les pattes plus courtes sur VCC). En cas d’inversion de polarité, le système
fonctionne quand même, mais est moins sensible.

L’interface Blynk est maintenant complète. De nombreuses fonctions différentes sont prises en
charge par des widgets. L’un de ces widgets, symbolisé par l’oiseau Twitter, permet de connecter
votre projet à votre compte Twitter. C’est un des moyens permettant de recevoir des messages

d’avertissement.

Aujourd’hui, vous devez également intervenir sur le programme Arduino. En plus des données
WiFi et du code Token, vous pouvez saisir une adresse mail. Il s’agit de la deuxième solution
pour recevoir des messages d’avertissement.

Lorsque vous démarrez l’interface, vous pouvez visualiser une série de valeurs de mesure. Il est
possible de suivre l’évolution de ces valeurs. Si vous passez la main sur le capteur, les valeurs

diminuent sensiblement. Le curseur situé sous les valeurs de mesure permet de régler la valeur
seuil et la valeur limite. Un bouton bleu et un bouton blanc sont placés un peu plus bas : ils

permettent d’activer ou de désactiver les avertissements par mail ou sur Twitter. La LED à côté
de chaque symbole indique l’état. Si une valeur de mesure n’est pas dans la plage autorisée, le

système passe en mode alarme et envoie un message d’avertissement. De plus, un terminal au

milieu indique les événements en cours ; il permet également de saisir un nouveau texte pour le

message d’avertissement. Ainsi, vous pouvez par exemple savoir à tout moment si votre plante
dispose d’une luminosité suffisante.

Jour 13 : Système d’alarme avec messages Push

Le projet d’aujourd’hui vous permettra de mettre au point un système d’alarme simple et
silencieux, avec mot de passe pour la réinitialisation. La platine envoie un message Push sur le

Smartphone. Le capteur placé derrière la porte d’aujourd’hui sert de détecteur de mouvement. Il
détecte les vibrations et signale que quelqu’un touche à la carte NanoESP.

L’interface Blynk du projet du jour ne change pas. Les informations importantes transitent par le

terminal, qui sert également à la saisie du mot de passe. Le mot de passe peut être configuré dans

le programme. S’il n’a pas été modifié, le mot de passe est « password ». Le widget Push permet
l’envoi de messages Push sur le Smartphone. Ce message apparaît directement sous forme de
message d’alerte sur le téléphone. Il est possible de choisir « Normal » ou « High Priority »
(priorité élevée). Dans ce deuxième cas, le message s’affiche immédiatement, mais la

consommation électrique est plus importante. A partir de maintenant, vous recevrez un message
d’alerte sur votre portable si quelqu’un tente de s’emparer de votre NanoESP.

Jour 14 : Mesure de la température sur le long terme

La porte d’aujourd’hui cache un capteur NTC (Negative Temperature Coefficient, thermistor). Sa
conductibilité varie en fonction de la température. Le capteur d’aujourd’hui permet une mesure
de la température sur le long terme. Il est également possible de recevoir un résumé par mail.

Ce NTC est indispensable au montage d’aujourd’hui, ainsi que le potentiomètre et une résistance

1 kOhm. Le potentiomètre permet un réglage précis de la température.

Le code QR permet de télécharger l’interface dans votre application Blynk. Téléchargez le

programme depuis la page Internet puis saisissez le code Token actuel et les données WiFi, ainsi
que l’adresse mail à laquelle le résumé devra être envoyé.

L’élément central de l’interface Blynk est le History Graph. Il permet de visualiser la température
minimale et maximale. L’espace en-dessous permet de sélectionner l’emplacement des données à

visualiser. Pour effacer les données enregistrées, effleurez le widget vers la gauche lorsque

l’interface est active. La température du moment est affichée sous le graphique. Les éléments en
bas à gauche permettent de régler les paramètres pour l’envoi automatique du résumé. Il est

possible cependant de recevoir un résumé à tout moment en utilisant le bouton sur la droite.

Jour 15 : Serveur Web

Nous changeons aujourd’hui de thématique : nous allons utiliser le NanoESP comme serveur
web.

Derrière la porte d’aujourd’hui se cache un câble spécial à 3 fils, qui permet également de
raccorder par exemple des LED ou des capteurs en dehors d’une platine. Pour l’expérience
d’aujourd’hui, aucun montage n’est nécessaire, vous avez besoin uniquement du programme et
d’un navigateur.

Téléchargez le programme et programmez-le sur la carte. Vous n’aurez pas aujourd’hui à saisir
les données WiFi, car la carte (ou plus précisément la puce WiFi) a mémorisé vos données WiFi
lors de votre précédente connexion. Une nouvelle fonction de la bibliothèque requiert un
redémarrage pour établir une connexion au réseau WiFi connu. Si vous utilisez un nouveau
réseau WiFi, décommentez la ligne

nanoesp.configWifi(DUAL, SSID, PASSWORD);

afin que les nouvelles données puissent être paramétrées. Ceci reste valable pour les expériences
de tous les jours suivants. Aujourd’hui, la carte sera utilisée en mode dual, ce qui constitue
également une nouveauté : elle pourra aussi bien être raccordée à votre réseau WiFi domestique

que générer un point d’accès propre. Vous pouvez donc accéder à la carte de deux façons.

Une fois le téléchargement terminé, deux adresses IP s’affichent sur le moniteur. L’adresse qui
figure après +CIFST:APIP est celle de la carte dans le WiFi en point d’accès. Celle qui figure
après +CIFST:STAIP correspond à l’adresse qui a été attribuée à la carte par le routeur. Il est fort
probable que votre ordinateur soit encore raccordé à votre réseau domestique ; c’est donc la
deuxième adresse IP qui doit être saisie dans le navigateur. La page principale s’affiche, elle vous
permet d’accéder à d’autres pages, mémorisées sur la carte, grâce à des liens.

Si vous raccordez maintenant votre PC au réseau WiFi propre à la NanoESP, saisissez l’adresse
IP du point d’accès dans le navigateur. Les pages sont les mêmes, mais les images ne s’affichent
pas. En effet, le PC n’a pas de connexion Internet dans ce cas, et les images considérées comme
ressources externes ne peuvent pas être chargées. L’avantage de ce mode de réseau réside dans le
fait qu’il ne requiert pas de routeur servant de station intermédiaire : l’accès se fait directement

sur la carte. Les deux méthodes ont donc chacune leurs avantages et leurs inconvénients.

Jour 16 : Serveur Web piano

La porte d’aujourd’hui cache un transducteur acoustique piezo. Il permet de générer des sons,
comme dans l’expérience d’aujourd’hui. Nous allons fabriquer une espèce de piano, utilisable via

une page Internet.

Après avoir téléchargé le programme, ouvrez la page web de la carte via l’adresse IP dans le

navigateur. Vous pouvez vous connecter à la carte via le réseau domestique ou via le point
d’accès ; ce choix n’a pas d’importance, puisqu’il ne s’agit pas de télécharger des données

externes. La page web présente plusieurs boutons permettant de déclencher un son. La
transmission est très rapide, mais il est préférable d’attendre que le son ait été émis avant d’en
envoyer un autre.

Jour 17 : Simulateur d’aube

Le projet d’aujourd’hui s’inspire d’une célèbre lampe de Philips : le simulateur d’aube. Au lieu
d’émettre une sonnerie forte, l’appareil augmente progressivement la luminosité, comme un lever

de soleil, pour un réveil en douceur.

La porte d’aujourd’hui cache un nouveau potentiomètre. Installez-le sur la carte puis téléchargez
le programme. Ouvrez ensuite le navigateur et entrez l’adresse IP de la carte dans le navigateur.
Sur la page qui s’affiche, il est possible d’indiquer l’heure de démarrage du processus de réveil,
ainsi que sa durée (le réglage par défaut est de 30 minutes). A l’heure indiquée, la LED s’allume

en rouge et brille faiblement. Elle devient de plus en plus claire et se mêle à la LED verte, pour

donner une couleur jaune. La LED bleue s’allume en dernier, on obtient alors une lumière

blanche qui éclaire toute la chambre.

Jour 18 : Surveillance du climat

La porte d’aujourd’hui cache un composant un peu particulier : un capteur d’humidité. Associé
au phototransistor et au NTC, il permet de construire une station météo pour un usage
domestique.

Le montage du jour est un peu délicat, notamment à l’endroit où le premier potentiomètre touche
le NanoESP. Ceci n’est cependant pas problématiquee tant que le contact reste bien fixé sur la
carte.

Ouvrez la page web après avoir téléchargé le programme. Trois valeurs s’affichent, sous forme
de texte et de barres. Le potentiomètre permet d’ajuster les valeurs. Il est important de mesurer la

température à l’aide d’un thermomètre et de l’ajuster, afin de garantir que les données figurant

sur la page Web sont exactes.

Jour 19 : Page de configuration pour la carte NanoESP

La porte d’aujourd’hui cache un nouveau câble. Les deux câbles permettent de placer la LED
RVB par exemple en dehors de la platine. Nous allons utiliser les LED RVB pour le projet du
jour : il s’agit d’une page web permettant de régler les couleurs. Ce n’est cependant pas l’aspect
le plus important : pour configurer facilement la carte NanoESP, il existe une page de
configuration permettant de paramétrer les données WiFi du module.

Après avoir téléchargé le programme dans la carte, ouvrez la page web du module. Nous allons
faire comme si la carte ne connaissait pas encore vos données WiFi, il est donc nécessaire
d’utiliser le point d’accès. Connectez-vous au réseau NanoESP, puis saisissez l’adresse IP

192.168.4.1 dans le navigateur. Vous accédez alors à la page principale de la carte, qui permet de
régler la couleur des LED RVB. Suivez le lien vers la page de configuration.

Une boîte de teste s’affiche sur la page de configuration, puis le message « Scanning… » apparaît
dans cette boîte. La carte recherche les réseaux disponibles à proximité et transmet les réseaux les
plus puissants à la page web. Le message « Done » s’affiche ensuite dans la boîte de texte. Vous
pouvez alors choisir le réseau dans le champ « SSID ». Si le réseau n’a pas été trouvé, il est
possible de saisir manuellement le nom du réseau. Le mot de passe du réseau doit être saisi dans
la zone de texte du bas.

Dans les boîtes du bas de la page, il est possible d’entrer un autre nom pour le réseau point
d’accès ainsi qu’un mot de passe (huit caractères minimum). Mais attention : ce procédé peut

poser problème si les données du réseau domestique saisies sont fausses, et que vous avez oublié

le mot de passe pour le réseau point d’accès. Dans ce cas, téléchargez d’abord un autre

programme avec les données réseau correctes ou un point d’accès ouvert pour avoir à nouveau
accès au serveur web de la carte.

Jour 20 : MQTT (Message Queue Telemetry Transport)

Les derniers jours de ce calendrier sont consacrés à la découverte d’une thématique qui joue un
grand rôle dans l’Internet des Choses : il s’agit du protocole de message MQTT, qui permet la

communication entre machines (M2M), par exemple l’échange de données de commande,
données de mesure ou textes. L’overhead (données transmisses en plus des données utiles) est
bien plus faible qu’avec le HTTP et peut être pris en charge par des appareils intégrés, c’est-à-

dire des microcontrôleurs comme notre NanoESP. De plus, le contrôleur ne doit pas créer une
connexion à chaque fois et demander si une modification a été effectuée : la connexion est
maintenue durablement et le client est informé automatiquement des modifications.

L’élément de base pour la communication est le broker. Un broker est une application serveur qui
prend en charge toutes les données. Il est possible de raccorder un appareil au broker et de
« publier » les messages, c’est-à-dire de les envoyer au broker. Un autre appareil peut «souscrire
un abonnement » à certains sujets (topics) et ainsi recevoir du broker les nouveaux messages
publiés en rapport avec ce sujet. Un broker public est disponible à l’adresse broker.fkainka.de.

Les topics sont classés de manière hiérarchique, les sous-topics sont séparés par une barre
oblique. Des « jokers » y figurent également. Le « + » ou le « # » permettent de s’abonner à
plusieurs topics simultanément. Les jokers « + » ou « # » ne permettent cependant pas de publier.
Les messages concernant les sujets

MyHome/Kitchen/Temperature
MyHome/Bathroom/Temperature

peuvent par exemple être reçus après un abonnement au topic

MyHome/+/Temperature

Le plus remplace toujours une seule catégorie de topics. Le # les remplace tous. Avec le topic

MyHome/#

vous recevez ainsi tous les messages publiés dans tous les sous-topics de MyHome. Les données
publiées dans un topic peuvent avoir des formes très différentes : texte pur, valeurs de mesure ou
commandes 1/0 simples pour allumer la lumière.

La porte d’aujourd’hui cache un bouton-poussoir. L’expérience du jour se compose
essentiellement d’exercices sur le thème MQTT. Téléchargez le programme du jour dans la carte

et ouvrez le moniteur sériel.

La carte s’est d’abord connectée au réseau WiFi puis au Broker online. Pour éviter que les

différents utilisateurs ne se gênent mutuellement, il convient de garder une structure particulière.
Vous pouvez donc écrire uniquement dans les sous-thèmes de la forme
NanoESP/MyMQTTiD/…, en remplaçant MyMQTTiD par l’ID affichée par la carte sur le
moniteur sériel. Pour aujourd’hui, écrivez dans le topic NanoESP/MyMQTTiD/test.
Pour que vous puissiez visualiser ce que vous écrivez dans un topic, nous utilisons sur
l’ordinateur un outil en ligne de l’entreprise HiveMQ. Cet outil permet d’établir une connexion
avec le broker, de souscrire des abonnements à des topics personnels ou de les écrire. Allez sur le
site www.hivemq.com/try-out/ et cliquez sur « Try the websocket client ». Vous devez ensuite
établir une connexion avec le broker : pour cela, saisissez l’adresse broker.fkainka.de dans le
point « Connection » sous « Host ». Le port, l’ID Client et les autres paramètres sont corrects.
Cliquez sur « Connect ». Normalement, le message « connected » s’affiche en haut à droite à côté
d’un point vert ; vous avez alors la possibilité de publier ou de vous abonner à un topic.

Cliquez ensuite sur « Add New Topic Subscription » et entrez dans le champ Topic
NanoESP/myMQTTiD/test ; remplacez MyMQTTiD par l’ID donnée par le moniteur sériel.
Appuyez sur le bouton Reset sur la carte pour réinitialiser le NanoESP. Normalement, le message
« Hello from my NanoESP » s’affiche dans le navigateur sous le point « Messages ». Vous
pouvez également envoyer un message à la carte : pour cela, entrez NanoESP/myMQTTiD/test
sous « Publish » dans le champ Topic, puis écrivez le message de votre choix, par exemple
« Hello from my browser ». Le message doit s’afficher sur le moniteur sériel. La communication
est donc bien établie.

Jour 21 : Domotique

Aujourd’hui, nous allons étudier les propriétés du MQTT et les possibilités qu’il offre à l’aide un
scénario pratique. Dans notre exemple, nous considérons un bâtiment de deux pièces avec

chacune un interrupteur, une lampe et un capteur d’alarme. Les interrupteurs permettent
d’allumer et d’éteindre la lumière dans chaque pièce. Les capteurs activent une alarme à l’échelle

du bâtiment.

En théorie, il faudrait utiliser ici sept appareils différents, reliés les uns aux autres par un Broker
MQTT. Un NanoESP suffit, qui simule tous ces appareils. C’est pourquoi le montage
d’aujourd’hui est un peu plus complexe. La LED D3 est utilisée comme deuxième lampe et non
plus comme indication de la connexion au WiFi. Les capteurs tilt sur les câbles de raccordement
sont utilisés comme capteurs d’alarme. Il est possible par exemple de les fixer sur des portes ou

des fenêtres, afin qu’ils déclenchent l’alarme lorsque la porte s’ouvre. La porte d’aujourd’hui

dissimule le deuxième capteur.

Le programme s’abonne aux topics suivants, MyMQTTiD est remplacé par votre ID :

NanoESP/MyMQTTiD/room1/light
NanoESP/MyMQTTiD/room2/light
NanoESP/MyMQTTiD/+/alarm

Les boutons permettent d’activer la lumière dans la pièce concernée. L’alarme se déclenche si
vous basculez un capteur Tilt. Elle s’arrête au bout de 20 secondes, ou peut être désactivée en
envoyant 0 au topic alarme via le site http://www.hivemq.com/try-out/. Toutes les modifications
s’affichent sur le moniteur sériel.

Jour 22 : MQTT-Cheerlights

L’expérience d’aujourd’hui s’articule autour du MQTT et d’un projet présenté l’an dernier : le
projet Cheerlights de Hans Schaaler. Il s’agit de lumières multicolores raccordées dans le monde
entier, qui peuvent être commandées via Twitter.

La porte d’aujourd’hui dissimule une résistance de 1 kOhm. Le montage se compose d’une LED
RVB avec prérésistances et d’un bouton-poussoir.

Téléchargez le programme du jour. Avant de transférer le programme sur la NanoESP, installez
la bibliothèque Crossfade de Radek Wierzbiecki (sur

https://github.com/radekw/Arduino/tree/5f24ce7c8db9dfbb5252b59824c3217d851b3a3c). Pour

simplifier l’installation, une copie de la version de bibliothèque utilisée est disponible dans le

dossier Sketch sous forme de fichier ZIP. Elle peut être insérée dans l’IDE Arduino via le
gestionnaire de bibliothèque : pour cela, sélectionnez le répertoire ZIP dans le dossier Sketch
sous Sketch > Intégrer bibliothèque > Intégrer bibliothèque.ZIP. Le programme est alors
compilé et peut être téléchargé sur la NanoESP.

Une fois que le programme est chargé, retournez sur la page www.hivemq.com/try-out/ et
établissez une connexion avec le Broker broker.fkainka.de. Le topic

NanoESP/MyMQTTiD/rgb/mode

permet de changer le mode (Cheerlights ou couleur personnalisée), en publiant 1 ou 0. Pour tous
les messages, il est important de cocher la case « Retain » avant d’envoyer le message à l’aide du
bouton « Publish ». « Retain » signifie que le broker enregistre le message. A partir de

maintenant, dès qu’un appareil s’abonne au topic, le message enregistré est immédiatement
envoyé à l’appareil. Le bouton-poussoir sur la platine permet également de changer le mode via

un message avec Retain-Flag. Il n’est donc pas indispensable de retourner sur la page Try-Out
pour changer de mode.

En mode personnel (mode 0), il est possible d’associer une couleur à la LED RVB en publiant
dans le topic

NanoESP/MyMQTTiD/rgb/color

un message de la forme

rgb(X,X,X)

Le X représente une valeur PWM comprise entre 0 et 255. L’ordre des couleurs est rouge, vert,
bleu. Pour une couleur verte avec une luminosité maximale, vous devez donc publier

rgb(0,255,0)

N’oubliez pas de cocher la case Retain.

En mode Cheerlights (mode 1), la carte est abonnée à un topic qui publie la couleur Cheerlights
du moment. Pour modifier cette couleur, rédigez un message Twitter qui permettra de modifier la
couleur de votre LED et de celle de tous les autres utilisateurs Cheerlights. Le message doit
contenir #Cheerlights, @Cheerlights ou simplement le mot Cheerlights, suivi d’une des couleurs
prédéfinies :
red, green, blue, cyan, white, warmwhite, purple, magenta, yellow, orange, pink
par exemple : Testing my #cheerlights #MQTT project on my #NanoESP with the color blue

Votre LED et les autres LED raccordées partout dans le monde prennent cette couleur. Si vous
souhaitez garder votre couleur et que personne ne puisse la modifier, revenez au mode
personnel ; la LED reprend la couleur prédéfinie.

Jour 23 : MQTT Climate

La porte d’aujourd’hui cache un clip pour pile 9 V qui permet de rendre l’ensemble du système

mobile. Il est également possible d’utiliser une Power Bank (pack d’accus conçu pour les
téléphones portables).

Le montage du jour permet de saisir à nouveau des données climatiques. Cette fois, elles seront
publiées via le Broker MQTT et peuvent être consultées dans le monde entier. Les données
peuvent être consultées via un plugin et enregistrées dans une banque de données.

Téléchargez le programme du jour et programmez votre NanoESP. La carte est alors raccordée au
WiFi et au Broken et commence à envoyer les données de mesure. Allez sur la page

http://www.hivemq.com/tryout/ et connectez-vous au Broken. Abonnez-vous à ces topics :

NanoESP/MyMQTTiD/climate/temp
NanoESP/MyMQTTiD/climate/light
NanoESP/MyMQTTiD/climate/hum

Remplacez comme d’habitude MyMQTTiD par votre ID personnel. Les données s’affichent
dans le navigateur à un rythme rapide. Abonnez-vous ensuite au topic suivant :

NanoESP/MyMQTTiD/climate/status

Vous devez recevoir le message « online ». Débranchez la platine de l’alimentation électrique.
Vous ne devez alors plus recevoir de données de température. Au bout de 10 secondes, le statut
passe de « online » à « offline ». Comment cela se fait-il, puisque la carte ne peut plus envoyer
aucun message ?
La réponse à cette question réside dans le message Last-Will défini lors de la connexion avec le
broker. Ce message est envoyé en cas de coupure soudaine de la connexion. Il faut cependant un
certain temps avant que le broker ne remarque la coupure de la connexion. Cette durée est définie
lors de l’établissement de la connexion (durée Keep-Alive). Si aucun message n’est envoyé par la
carte au broker dans le temps imparti, le broker considère que la connexion a été rompue. Par

défaut, cette durée est fixée dans la bibliothèque à 120 secondes. Pour l’expérience d’aujourd’hui,

elle est en revanche de 10 secondes. Pour éviter toute interruption de la connexion à cause d’une
absence de message sur la NanoESP, utilisez la commande stayConnected. Sauf indication

contraire, cette commande permet l’envoi d’un Ping au Broker dès que la moitié de la durée

Keep-Alive est écoulée ; ainsi, le Broker sait que la connexion est toujours active.

Jour 24 : Boîte cadeau

En ce dernier jour, nous allons construire une boîte cadeau réutilisable. A chaque fois que
quelqu’un ouvre le cadeau, le contenu s’éclaire d’une couleur personnalisée et une chanson de
Noël retentit.

La porte d’aujourd’hui cache une barrière photoélectrique reflex. Il s’agit en fait de deux
composants, une diode émettrice IR et un phototransistor. Respectez la polarité de ces éléments
lors du montage.

Le montage du jour peut sembler confus car il contient de nombreux composants. En plus de la

Topic

Value

Retain
NanoESP/MyMQTTiD/present/maman/color

rgb(255,255,0)

X

NanoESP/MyMQTTiD/present/maman/song

2 X NanoESP/MyMQTTiD/present/papa/color

rgb(0,0,255)

X

NanoESP/MyMQTTiD/present/papa/song

1 X NanoESP/MyMQTTiD/present/soeur/color

rgb(255,0,255)

X

NanoESP/MyMQTTiD/present/soeur/song

4

X

barrière photoélectrique reflex (qui sert de capteur pour détecter l’ouverture du paquet), nous

allons utiliser la LED RVB et le transducteur acoustique piezo.

Après avoir chargé le programme du jour sur le contrôleur, retournez sur la page

http://hivemq.com/try-out/ et connectez-vous au broker broker.fkainka.de. Vous pourrez alors

attribuer un topic à chacune des personnes à qui vous voulez offrir un cadeau. Respectez le
schéma suivant :

NanoESP/MyMQTTiD/present/person/color
NanoESP/MyMQTTiD/present/person/song

Remplacez « MyMQTTiD » par votre ID personnel et « person » par le nom de la personne qui
recevra le cadeau. Dans le topic « color », publiez une couleur selon le schéma rgb(X,X,X), et
dans le topic « song », saisissez un chiffre compris entre 0 et 5 (correspondant à une chanson
prédéfinie). Ces deux messages doivent être signalés par le drapeau Retain. Pour trois personnes,
on aurait par exemple :

Pour passer d’une personne à l’autre, publiez le nom de la personne dans le topic

NanoESP/MyMQTTiD/present

Par exemple, si vous saisissez « sœur » (respectez l’orthographe), les paramètres pour cette
personne sont chargés et utilisés lors de l’ouverture de la boîte. Une fois que le cadeau a été retiré
de la boîte, refermez-la et chargez les paramètres suivants en publiant le nom de la personne
suivante. Pour effectuer un test, tenez une feuille blanche devant le capteur afin de simuler la

fermeture de la boîte (la feuille permet d’occulter la lumière du jour). Lorsque vous enlevez la

feuille, le système considère que la boîte a été ouverte.