{"id":968,"date":"2018-12-28T11:10:09","date_gmt":"2018-12-28T10:10:09","guid":{"rendered":"http:\/\/www.boichat.ch\/wpjrsp\/?p=968"},"modified":"2019-02-12T08:47:52","modified_gmt":"2019-02-12T07:47:52","slug":"controle-de-temperature-sur-un-raspberry-pi-depuis-un-tm37-depose-sur-un-esp8266-nodemcu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.boichat.ch\/wpjrsp\/2018\/12\/28\/controle-de-temperature-sur-un-raspberry-pi-depuis-un-tm37-depose-sur-un-esp8266-nodemcu\/","title":{"rendered":"Contr\u00f4le de temp\u00e9rature avec un Raspberry Pi par un LM35 d\u00e9pos\u00e9 sur un NODEMCU esp8266"},"content":{"rendered":"

Le titre suffit … presque!\u00a0<\/strong><\/span><\/p>\n

Nous allons tout d’abord d\u00e9crire la pr\u00e9paration sur le NODEMCU et commencerons \u00e9videmment par le sch\u00e9ma Fritzing! Dans la r\u00e9alit\u00e9, j’ai commenc\u00e9 par v\u00e9rifier l\u2019environnement IDE de l’Arduino avant de d\u00e9poser un LM37 sur une planche \u00e0 pain. Le LM37 avait d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 dans les articles Partie 1\/2 et Partie 2\/2 d’un communication USB entre un Arduino et le Raspberry Pi. Ici nous ferons la m\u00eame d\u00e9marche pour la pr\u00e9paration des sketches, avec le c\u00e2ble USB sur un PC, avant d’utiliser l’interface Wifi avec un petit, vraiment petit serveur Web sur le NODEMCU et une application Java sur le Raspberry Pi.<\/span><\/p>\n

Sch\u00e9ma Fritzing<\/h3>\n

\"\"<\/p>\n

Le fil jaune est attach\u00e9 \u00e0 la broche analogique A0<\/strong> du NODEMCU. Le LM35 ici, qui correspond au mien, est arrondi derri\u00e8re. Si on le regarde de face, le fil rouge positif positif est \u00e0 gauche et la terre, le fil noir, est \u00e0 droite.<\/p>\n

Une premier sketch<\/h3>\n

L’id\u00e9e est de d\u00e9velopper un premier sketch pour v\u00e9rifier le LM35.<\/p>\n

Il faudra commencer par configurer l’IDE de l’Arduino<\/a> qui doit \u00eatre utilis\u00e9 pour t\u00e9l\u00e9charger ce sketch. Le premi\u00e8re chose est de d\u00e9finir l’URL de r\u00e9f\u00e9rence pour t\u00e9l\u00e9charger le gestionnaire des cartes suppl\u00e9mentaire.
https:\/\/github.com\/esp8266\/Arduino\/releases\/download\/2.3.0\/package_esp8266com_index.json<\/strong> doit \u00eatre introduit correctement sous Pr\u00e9f\u00e9rences<\/strong> (menu Fichier<\/strong> \/ Pr\u00e9f\u00e9rences<\/strong>).<\/p>\n

Ensuite il sera possible sous Outils, Type de cartes et Gestionnaire de carte, de sp\u00e9cifier le paquet \u00e0 installer:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nous pourrons alors s\u00e9lectionner la bonne carte.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Si nous avons un autre type d’ESP8266, il faudra installer le bon.<\/p>\n

Voici \u00e0 pr\u00e9sent ce premier sketch suivi de sa description:<\/p>\n

\/\/Pin A0 pour let capteur LM35<\/span>\nint outputpin = A0;<\/span>\nfloat calibre = .9;<\/span>\n\nint nbmes = 4; \/\/Nb de mesures<\/span>\nint myTemps[4];<\/span>\nint myTempsSort[4];<\/span>\n\nvoid setup() {<\/span>\n  Serial.println(\"Sketch started\");<\/span>\n  Serial.begin(9600);<\/span>\n  delay(2000);<\/span>\n\n  for (int i=0; i < nbmes; i++) {<\/span>\n    int analogValue = analogRead(outputpin);\n<\/span>    float millivolts = (analogValue\/1024.0) * 3300 * calibre;<\/span>\n    myTemps[i] = millivolts;<\/span>\n\n    delay(1000);<\/span>\n  }<\/span>\n  show(myTemps, nbmes);<\/span>\n  sort(myTemps, nbmes);<\/span>\n  show(myTemps, nbmes);<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid loop() { \/\/boucle principale et unique<\/span>\n  for (int i = 0; i < (nbmes-1); i++) {<\/span>\n    myTemps[i] = myTemps[i + 1];<\/span>\n  }<\/span>\n\n  int analogValue = analogRead(outputpin);<\/span>\n  float millivolts = (analogValue\/1024.0) * 3300 * calibre;<\/span>\n  myTemps[nbmes - 1] = millivolts;<\/span>\n\n  show(myTemps, nbmes);<\/span>\n\n  for (int i = 0; i < nbmes; i++) {<\/span>\n    myTempsSort[i] = myTemps[i + 1];<\/span>\n  } <\/span>\n  sort(myTempsSort, nbmes);<\/span>\n  show(myTempsSort, nbmes);<\/span>\n\n  float average = avg(myTempsSort, nbmes)\/10;<\/span>\n  Serial.print(\"T Celsius: \");<\/span>\n  Serial.println(average);<\/span>\n  delay(3000);<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid sort(int v[], int size) {<\/span>\n  for (int i=0; i < (size-1); i++) {<\/span>\n    for (int j = 0; j < (size-(i+1)); j++) {<\/span>\n      if (v[j] > v[j+1]) {<\/span>\n        int t = v[j];<\/span>\n        v[j] = v[j+1];<\/span>\n        v[j+1] = t;<\/span>\n      }<\/span>\n    }<\/span>\n  }<\/span>\n}<\/span>\n\nfloat avg(int v[], int size) {<\/span>\n  int nbval = 0;<\/span>\n  int calc = 0;<\/span>\n  for (int i=1; i < (size-1); i++) {<\/span>\n    calc += v[i];<\/span>\n    nbval += 1;<\/span>\n  } <\/span>\n  return calc \/ nbval;<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid show(int v[], int size) {<\/span>\n  for (int i=0; i < size; i++) {<\/span>\n    Serial.print(myTemps[i]);<\/span>\n    Serial.print(\" \");<\/span>\n  }<\/span>\n Serial.println(\"\");<\/span>\n}<\/span>\n<\/pre>\n
Le A0<\/strong> est clair, c’est celui indiqu\u00e9 dans le sch\u00e9ma Fritzing. Le calibre<\/strong> est particulier \u00e0 cause de la tension de 3.3V qui pourrait varier. Il faudrait donc faire une calibration avec un thermom\u00e8tre pr\u00e9cis. Le 9600<\/strong> devra correspondre \u00e0 la vitesse d\u00e9finie dans la fen\u00eatre du moniteur s\u00e9rie de l’IDE lors de l’ex\u00e9cution pour voir les textes des print<\/strong> s’afficher correctement.<\/p>\n
Au d\u00e9part nous lisons 4 fois la temp\u00e9rature pour remplir notre tableau\u00a0myTemps[]<\/strong>. Dans tout le sketch nous utilisons des entiers pour simplifier les calculs en float<\/strong>. Ce n’est que lors du calcul de moyenne, que nous passons en float<\/strong>. Tous les myTemps[]\u00a0<\/strong>sont des dixi\u00e8mes de degr\u00e9s, 243 pour 24.3 degr\u00e9s.\u00a0 Le\u00a0myTempsSort[]<\/span><\/strong> est essentiel: nous trions les 4 derni\u00e8re valeur en gardant les anciennes dans le tableau myTemps[] :\u00a0<\/strong>les valeurs de gauche restant les anciennes.<\/p>\n
L’id\u00e9e sera dans la boucle loop<\/strong>, de ne lire qu’une seule valeur et de la d\u00e9poser, apr\u00e8s d\u00e9calage, dans la derni\u00e8re position. Apr\u00e8s un sort()<\/strong> qui va nous trier les valeurs,\u00a0 nous retirerons les deux extr\u00eames et faire la moyenne du reste avec avg()<\/strong>. C’est un bon compromis!<\/p>\n
Les show()<\/strong>\u00a0pour v\u00e9rifier notre code et les\u00a0print()<\/strong> seront \u00e9videmment retir\u00e9s dans la version finale Web.<\/p>\n
Le moniteur s\u00e9rie de l’IDE pourrait appara\u00eetre ainsi:<\/p>\n
\"\"<\/p>\n
En appuyant avec deux doigts le LM35<\/strong> nous pouvons faire varier rapidement la temp\u00e9rature et v\u00e9rifier ce qui vient dans les deux listes avant et apr\u00e8s le tri.<\/p>\n
Le code de ce premier sketch sera utilis\u00e9 pour le suivant.<\/p>\n
Le second sketch Web<\/h3>\n
C’est la version de notre sketch pr\u00e9c\u00e9dent pour recevoir la temp\u00e9rature par le Web avec notre NODEMCU connect\u00e9 en WiFi:<\/p>\n
Voici \u00e0 pr\u00e9sent ce premier sketch suivi de sa description:
<\/span><\/p>\n
#include <ESP8266WiFi.h><\/span>\n#include <WiFiClient.h><\/span>\n#include <ESP8266WebServer.h><\/span>\n#include <ESP8266mDNS.h><\/span>\n\nconst char* ssid = \".....\";<\/span>\nconst char* password = \".....\";<\/span>\n\n\/\/Pin A0 pour let capteur LM35<\/span>\nint outputpin = A0;<\/span>\nfloat calibre = 0.9;<\/span>\n\nint loopVal = 0;<\/span>\nint nbmes = 4; \/\/Nb de mesures<\/span>\nint myTemps[4];<\/span>\nfloat myTemp = 0.0;<\/span>\n\nESP8266WebServer server(80);<\/span>\n\nvoid handleRoot() {<\/span>\n  String temps = String(loopVal) + \": \";<\/span>\n  for (int i=0; i < nbmes; i++) {<\/span>\n    temps += String(myTemps[i]) + \" \";<\/span>\n  }<\/span>\n  server.send(200, \"text\/plain\", temps);<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid handleNotFound(){<\/span>\n  String message = \"File Not Found\\n\\n\";<\/span>\n  message += \"URI: \";<\/span>\n  message += server.uri();<\/span>\n  message += \"\\nMethod: \";<\/span>\n  message += (server.method() == HTTP_GET)?\"GET\":\"POST\";<\/span>\n  message += \"\\nArguments: \";<\/span>\n  message += server.args();<\/span>\n  message += \"\\n\";<\/span>\n  for (uint8_t i=0; i<server.args(); i++){<\/span>\n    message += \" \" + server.argName(i) + \": \" + server.arg(i) + \"\\n\";<\/span>\n  }<\/span>\n  server.send(404, \"text\/plain\", message);<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid setup(void){<\/span>\n  Serial.begin(115200);<\/span>\n  Serial.println(\"Setup started\");<\/span>\n\n  WiFi.begin(ssid, password);<\/span>\n\n  \/\/Config static IP<\/span>\n  IPAddress ip(192, 168, 1, 70);<\/span>\n  IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);<\/span>\n  IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); <\/span>\n  WiFi.config(ip, gateway, subnet);<\/span>\n\n  Serial.println(\"\");<\/span>\n\n  \/\/ Wait for connection<\/span>\n  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {<\/span>\n    delay(500);<\/span>\n    Serial.print(\".\");<\/span>\n  }<\/span>\n  Serial.println(\"\");<\/span>\n  Serial.print(\"Connected to \");<\/span>\n  Serial.println(ssid);<\/span>\n  Serial.print(\"IP address: \");<\/span>\n  Serial.println(WiFi.localIP());<\/span>\n\n  if (MDNS.begin(\"esp8266\")) {<\/span>\n    Serial.println(\"MDNS responder started\");<\/span>\n  }<\/span>\n\n  server.on(\"\/\", handleRoot);<\/span>\n\n  server.on(\"\/temperature\", []() {<\/span>\n    server.send(200, \"text\/plain\", String(myTemp));<\/span>\n  });<\/span>\n\n  server.onNotFound(handleNotFound);<\/span>\n\n  server.begin();<\/span>\n  Serial.println(\"HTTP server started\");<\/span>\n\n  delay(2000);<\/span>\n\n  for (int i=0; i < nbmes; i++) {<\/span>\n    int analogValue = analogRead(outputpin);<\/span>\n    float millivolts = (analogValue\/1024.0) * 3300 * calibre;<\/span>\n    myTemps[i] = millivolts;<\/span>\n\n    delay(1000);<\/span>\n  } <\/span>\n}<\/span>\n\nvoid sort(int v[], int size) {<\/span>\n  for (int i=0; i < (size-1); i++) {<\/span>\n    for (int j = 0; j < (size-(i+1)); j++) {<\/span>\n      if (v[j] > v[j+1]) {<\/span>\n        int t = v[j]; <\/span>\n        v[j] = v[j+1];<\/span>\n        v[j+1] = t;<\/span>\n      }<\/span>\n    }<\/span>\n  }<\/span>\n}<\/span>\n\nfloat avg(int v[], int size) {<\/span>\n  int nbval = 0;<\/span>\n  float calc = 0.0;<\/span>\n  for (int i=1; i < (size-1); i++) {<\/span>\n    calc += v[i];<\/span>\n    nbval += 1;<\/span>\n  }<\/span>\n\n  return calc \/ nbval;<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid show(int v[], int size) {<\/span>\n  for (int i=0; i < size; i++) {<\/span>\n    Serial.print(myTemps[i]);<\/span>\n    Serial.print(\" \");<\/span>\n  }<\/span>\n  Serial.println(\"\");<\/span>\n}<\/span>\n\nvoid loop(void){<\/span>\n  server.handleClient();<\/span>\n  delay(50);<\/span>\n\n  loopVal++;<\/span>\n  if (loopVal == 40) {<\/span>\n    loopVal = 0;<\/span>\n\n    for (int i = 0; i < (nbmes-1); i++) {<\/span>\n      myTemps[i] = myTemps[i + 1];<\/span>\n    }<\/span>\n\n    int analogValue = analogRead(outputpin);<\/span>\n    float millivolts = (analogValue\/1024.0) * 3300 * calibre;<\/span>\n    myTemps[nbmes - 1] = millivolts;<\/span>\n\n    show(myTemps, nbmes);<\/span>\n  \n    int myTempsCopy[4];<\/span>\n    for (int i = 0; i < nbmes; i++) {<\/span>\n      myTempsCopy[i] = myTemps[i + 1];<\/span>\n    }<\/span>\n\n    sort(myTempsCopy, nbmes);<\/span>\n    show(myTempsCopy, nbmes);<\/span>\n    myTemp = avg(myTempsCopy, nbmes)\/10;<\/span>\n    Serial.println(myTemp);<\/span>\n  }<\/span>\n}<\/span><\/pre>\n
Le fichier webmodemcu.ino est t\u00e9l\u00e9chargeable ici<\/a>. Il doit \u00eatre install\u00e9 dans un sous-r\u00e9pertoire webmodemcu<\/strong> que nous pourrons alors charger dans l’IDE de l’Arduino.<\/p>\n
J’avais d\u00e9j\u00e0 \u00e9crit un article, en janvier 2017,\u00a0ESP8266 NodeMCU: Un projet plateforme<\/a>, qui pourrait aussi \u00eatre consult\u00e9.<\/p>\n
Les premiers include<\/strong> correspondent \u00e0 des biblioth\u00e8ques disponible dans l’IDE apr\u00e8s l’installation du gestionnaire de la carte ESP8266.<\/p>\n
Il faudra commencer par adapter le ssid\u00a0 et le password pour qu’ils correspondent \u00e0 notre routeur WiFi. Les proc\u00e9dures pour attribuer une adresse IP fixe sont les m\u00eames que pour un Raspberry Pi et expliquer dans le livre. Ici nous avons choisi l’adresse\u00a0192.168.1.70<\/strong>.<\/p>\n
Le code pour la mesure de la temp\u00e9rature est pratiquement un copier\/coller du sketch\u00a0lm35modemcu<\/strong>\u00a0pr\u00e9c\u00e9dent int\u00e9gr\u00e9 au code du serveur Web\u00a0 sur le port 80 (ESP8266WebServer server(80);<\/span>) . C’est tr\u00e8s similaire \u00e0 un serveur \u00e9crit en Java (chapitre 22 du livre).<\/p>\n
Il est clair que la premi\u00e8re v\u00e9rification se fera \u00e0 partir de l’IDE et en utilisant les URL d\u00e9crits ci-dessous.<\/p>\n
Ensuite nous connecterons notre\u00a0NODEMCU esp8266 avec une alimentation traditionnelle USB et d\u00e9placerons notre \u00ab\u00a0bijou\u00a0\u00bb dans une pi\u00e8ce dont nous d\u00e9sirons conna\u00eetre la temp\u00e9rature!\u00a0<\/strong><\/span><\/p>\n
V\u00e9rification depuis un navigateur Web<\/h5>\n
Nous avons programm\u00e9 deux gestionnaires, un pour la racine, handleRoot()<\/strong>, et un pour la temp\u00e9rature, server.on(\u00ab\u00a0\/temperature\u00a0\u00bb, []()<\/strong>:<\/p>\n
\"\"<\/p>\n
Le gestionnaire de la racine (http:\/\/192.168.1.70<\/strong>) va nous v\u00e9rifier que la boucle fonctionne (variable\u00a0loopVal<\/strong>, ici 11<\/strong>) et nous montrer les 4 derni\u00e8res valeurs retourn\u00e9es au dixi\u00e8me de degr\u00e9s et \u00e0 un intervalle de 2 secondes.<\/p>\n
Le gestionnaire temperature<\/strong>\u00a0(http:\/\/192.168.1.70\/temperature<\/strong>) nous retournera la valeur moyenne, ici 22.6 degr\u00e9s:<\/p>\n
\"\"<\/p>\n
R\u00e9ception de la temp\u00e9rature depuis une classe Java<\/h3>\n
Nous nous r\u00e9f\u00e9rerons \u00e0 la classe LectureUrl<\/strong> du chapitre 22 pour la pr\u00e9paration du projet. Voici un premier exemple de classe Java, ReadNodeMcuTemperature<\/strong> , qu’il faudra \u00e9videmment adapter (pas mal de travail):<\/p>\n
import java.net.*;<\/strong><\/span>\nimport java.io.*;<\/strong><\/span>\n\npublic class ReadNodeMcuTemperature {<\/strong><\/span>\n  public static void main(String[] args) throws Exception {<\/strong><\/span>\n    URL notreUrl = new URL(\"http:\/\/192.168.1.70\/temperature\");<\/strong><\/span>\n    BufferedReader in = \n<\/strong>        new BufferedReader(\n<\/strong>            new InputStreamReader(notreUrl.openStream()));\n\n<\/strong>    String inputLine = in.readLine(); \n    System.out.println(inputLine);\n    in.close();<\/strong><\/span>\n  }<\/strong><\/span>\n}<\/strong><\/span><\/pre>\n
Mais \u00e7a marche. La temp\u00e9rature sera retourn\u00e9e dans notre console d’Eclipse, par exemple 22.35. Nous pourrons ensuite transf\u00e9rer le fichier\u00a0\u00a0ReadNodeMcuTemperature.class <\/strong>pour ex\u00e9cution sur le Raspberry Pi.<\/p>\n
L’article\u00a0Communication socket \u2013 ESP8266 \u2013 Raspberry Pi \u2013 Python \u2013 Java<\/a> pourrait aussi int\u00e9resser les lecteurs.<\/strong><\/p>\n
Exercices<\/h3>\n
C’est le m\u00eame principe que le livre: nous pr\u00e9sentons et d\u00e9veloppons un composant ou une application, et nous passons \u00e0 des extensions ou des am\u00e9liorations. La meilleure des mani\u00e8res d’apprentissage et de se familiariser avec le logiciel.<\/p>\n
Exercice 1<\/h5>\n
Modifions lm35modemcu.ino<\/strong> et\u00a0webmodemcu.ino<\/strong> pour int\u00e9grer dans la fonction avg()<\/strong>\u00a0\u00e0 la fois la fonction sort()<\/strong> et l’utilisation d’une copie identique \u00e0\u00a0myTempsSort[]<\/strong>.<\/p>\n
Exercice 2<\/h5>\n
Ecrire une \u00ab\u00a0vraie\u00a0\u00bb\u00a0<\/strong>classe Java ReadNodeMcuTemperature\u00a0<\/strong>pour lire la temp\u00e9rature \u00e0 intervalle r\u00e9gulier, la stocker dans une base de donn\u00e9es SQLite<\/strong> (chapitre 23) avec la date et l’heure et envoyer\u00a0 chaque jour un Email<\/strong> (chapitre 24) de statistique de temp\u00e9rature.<\/p>\n
Exercice 3<\/h5>\n
En utilisant l’article\u00a0Communiquer entre un Arduino et un Raspberry Pi via USB (Python, Java) (2\/2)<\/a>\u00a0imaginer des cas de figures pour faire varier certains param\u00e8tres sur le NODEMCU, par exemple le nombre de mesures, comme 6 au lieu de 4, ou les intervalles de mesures (comme 10 au lieu de 3 secondes). Il faudra donc envoyer du Raspberry Pi ces nouvelles valeurs \u00e0 r\u00e9ceptionner dans le(s) sketch(s) \u00e0 adapter.<\/p>\nDate de la derni\u00e8re modification: 12 f\u00e9vrier 2019\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le titre suffit … presque!\u00a0 Nous allons tout d’abord d\u00e9crire la pr\u00e9paration sur le NODEMCU et commencerons \u00e9videmment par le sch\u00e9ma Fritzing! 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