Artemia76/formation-arduino
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Passe à Quarto : projet, gabarit PDF (Typst) et module 3 en .qmd

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Le Markdown remplace le .odt binaire comme source : modifications lisibles dans git, PDF produit par 'quarto render'. Le gabarit reprend la charte des supports (titres bleus, encadrés, code coloré, en-tête et pied de page). Conversion vérifiée : 865 mots, aucun écart avec le .odt.

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Artemia
2026-10-18 14:55:16 +02:00
co-authored by Claude Opus 5.5
parent 8012ce98b3
commit ff1628efeb
5 changed files with 455 additions and 0 deletions
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.gitignore
+8
View File
@@ -22,3 +22,11 @@ secrets.h
# Environnement Python
.venv/
__pycache__/
/.quarto/
**/*.quarto_ipynb
# Sorties Quarto (PDF générés)
_output/
.quarto/
modules/*.typ
_quarto.yml
+25
View File
@@ -0,0 +1,25 @@
project:
type: default
output-dir: _output
render:
- modules/*.qmd
lang: fr
subtitle: "Formation ESP32-S3 avec Arduino Framework"
crossref:
fig-title: Figure
fig-prefix: figure
format:
typst:
papersize: a4
margin:
x: 2cm
y: 2.2cm
mainfont: "Segoe UI"
fontsize: 10pt
codefont: "Consolas"
toc: false
highlight-style: modele/code.theme
include-in-header: modele/entete.typ
modele/code.theme
+217
View File
@@ -0,0 +1,217 @@
{
"custom-styles": {
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"selected-text-color": "#6f42c1",
"text-color": "#6f42c1"
}
},
"Python": {
"Builtin Function": {
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"text-color": "#6f42c1"
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"text-color": "#d73a49"
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"text-color": "#005cc5"
}
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"Rust": {
"Attribute": {
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"text-color": "#24292e"
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"Macro": {
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"text-color": "#005cc5"
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"Self": {
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"text-color": "#005cc5"
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"text-color": "#24292e"
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"text-color": "#22863a"
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"TemplatePlaceholder": "#22231d",
"TemplateReadOnlyPlaceholder": "#262721",
"TextSelection": "#dee6fc",
"WordWrapMarker": "#e1e4e8"
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"metadata": {
"copyright": [
"SPDX-FileCopyrightText: 2020 GitHub Inc.",
"SPDX-FileCopyrightText: 2020 Waqar Ahmed <waqar.17a@gmail.com>"
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"revision": 2
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"Annotation": {
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"Attribute": {
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"Char": {
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"text-color": "#032f62"
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"Comment": {
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"text-color": "#6a737d"
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"CommentVar": {
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"text-color": "#6a737d"
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"text-color": "#ff5555",
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"Extension": {
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"text-color": "#d73a49"
},
"Float": {
"selected-text-color": "#005cc5",
"text-color": "#005cc5"
},
"Function": {
"selected-text-color": "#6f42c1",
"text-color": "#6f42c1"
},
"Import": {
"selected-text-color": "#032f62",
"text-color": "#032f62"
},
"Information": {
"selected-text-color": "#6a737d",
"text-color": "#6a737d"
},
"Keyword": {
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"text-color": "#d73a49"
},
"Normal": {
"selected-text-color": "#24292e",
"text-color": "#24292e"
},
"Operator": {
"selected-text-color": "#24292e",
"text-color": "#24292e"
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"Others": {
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"text-color": "#6f42c1"
},
"Preprocessor": {
"selected-text-color": "#d73a49",
"text-color": "#d73a49"
},
"RegionMarker": {
"selected-text-color": "#6a737d",
"text-color": "#6a737d"
},
"SpecialChar": {
"selected-text-color": "#005cc5",
"text-color": "#005cc5"
},
"SpecialString": {
"selected-text-color": "#032f62",
"text-color": "#032f62"
},
"String": {
"selected-text-color": "#032f62",
"text-color": "#032f62"
},
"Variable": {
"selected-text-color": "#e36209",
"text-color": "#e36209"
},
"VerbatimString": {
"selected-text-color": "#032f62",
"text-color": "#032f62"
},
"Warning": {
"selected-text-color": "#ff5555",
"text-color": "#ff5555"
}
},
"background-color": "#f6f8fa"
}
modele/entete.typ
+43
View File
@@ -0,0 +1,43 @@
// Note : Quarto décale les titres d'un niveau (## -> niveau 1, ### -> niveau 2).
// Gabarit commun des supports : couleurs, titres, en-tête et pied de page.
#let bleu-formation = rgb("#1a5fb4")
#let gris-doux = rgb("#6b7280")
#set page(
header: context {
if counter(page).get().first() > 1 [
#set text(size: 8pt, fill: gris-doux)
Formation ESP32-S3 avec Arduino Framework
#h(1fr)
#document.title
#v(-4pt)
#line(length: 100%, stroke: 0.4pt + gris-doux)
]
},
footer: context [
#set text(size: 8pt, fill: gris-doux)
#h(1fr)
#counter(page).display("1 / 1", both: true)
],
)
#show heading.where(level: 1): it => block(above: 1.6em, below: 0.8em, width: 100%)[
#set text(size: 14pt, weight: "semibold", fill: bleu-formation)
#it.body
#v(-6pt)
#line(length: 100%, stroke: 0.6pt + bleu-formation.lighten(60%))
]
#show heading.where(level: 2): set text(size: 11.5pt, weight: "semibold", fill: bleu-formation)
#show heading.where(level: 2): set block(above: 1.3em, below: 0.6em)
// Code : le fond et les couleurs viennent du thème modele/code.theme
#show raw: set text(size: 8.5pt)
// Tableaux : en-tête bleu
#set table(
stroke: 0.5pt + rgb("#d0d7de"),
fill: (_, y) => if y == 0 { bleu-formation } else if calc.even(y) { rgb("#f6f8fa") },
)
#show table.cell.where(y: 0): set text(fill: white, weight: "bold")
#show figure.caption: set text(size: 8.5pt, style: "italic", fill: gris-doux)
modules/03-pwm-adc.qmd
+162
View File
@@ -0,0 +1,162 @@
---
title: "Module 3 — Signaux analogiques : PWM & ADC"
---
## Objectifs du module
- Comprendre le principe du PWM (modulation de largeur d'impulsion) et son usage sur ESP32-S3 via l'API LEDC.
- Réaliser un variateur de luminosité et un contrôle de servomoteur.
- Comprendre le fonctionnement du convertisseur analogique-numérique (ADC) et ses limites.
- Lire un potentiomètre et convertir la valeur brute en unité physique.
## 1. Qu'est-ce que le PWM ?
Le PWM (Pulse Width Modulation) simule une sortie analogique en faisant varier rapidement le rapport cyclique (duty cycle) d'un signal carré : plus la portion « HIGH » est longue par rapport à la période, plus la valeur moyenne perçue (tension, luminosité, vitesse) est élevée. C'est la technique utilisée pour faire varier la luminosité d'une LED ou piloter un servomoteur.
![Le rapport cyclique fixe la tension moyenne perçue par la charge (LED, moteur)](../schemas/svg/m03-pwm-rapport-cyclique.svg){#fig-m03-pwm-rapport-cyclique}
## 2. Le PWM sur ESP32-S3 : l'API LEDC
Contrairement à un Arduino Uno où `analogWrite()` suffit, l'ESP32 utilise un contrôleur matériel dédié appelé LEDC (LED Control), plus flexible (fréquence et résolution configurables) mais nécessitant une configuration explicite. Depuis les versions récentes du core Arduino-ESP32, une API simplifiée `analogWrite()` est également disponible et gère LEDC en interne — nous verrons les deux approches.
### 2.1 Approche simplifiée : `analogWrite()`
```cpp
#define LED_PIN 4
void setup() {
// Rien de particulier a configurer avec l'API simplifiee
}
void loop() {
for (int duty = 0; duty <= 255; duty++) {
analogWrite(LED_PIN, duty); // 0 = eteint, 255 = pleine puissance
delay(10);
}
for (int duty = 255; duty >= 0; duty--) {
analogWrite(LED_PIN, duty);
delay(10);
}
}
```
### 2.2 Approche explicite : API LEDC (contrôle fin)
Utile lorsqu'on a besoin d'une fréquence ou d'une résolution précise (par exemple pour piloter un servomoteur, qui attend une fréquence de 50 Hz).
![Commande d'un servomoteur : la largeur de l'impulsion (1 à 2 ms) fixe l'angle](../schemas/svg/m03-servo-50hz.svg){#fig-m03-servo-50hz}
```cpp
#define LED_PIN 4
#define PWM_FREQ 5000 // 5 kHz
#define PWM_RES 8 // resolution 8 bits (0-255)
void setup() {
ledcAttach(LED_PIN, PWM_FREQ, PWM_RES);
}
void loop() {
for (int duty = 0; duty <= 255; duty++) {
ledcWrite(LED_PIN, duty);
delay(10);
}
}
```
::: {.callout-note title="Version du core Arduino-ESP32"}
L'API LEDC a changé entre les versions 2.x et 3.x du core Arduino-ESP32 (l'ancienne API utilisait des numéros de canal explicites via ledcSetup/ledcAttachPin). Vérifiez la version installée dans le gestionnaire de cartes si le code ci-dessus ne compile pas, et adaptez-vous à la documentation correspondante.
:::
## 3. Exercice : variateur de luminosité avec potentiomètre
Nous allons combiner PWM et lecture analogique : la position d'un potentiomètre définit la luminosité d'une LED.
![Câblage de l'exercice : potentiomètre sur GPIO1 (ADC1), LED sur GPIO4 (PWM)](../schemas/svg/m03-montage-variateur.svg){#fig-m03-montage-variateur}
## 4. Le convertisseur analogique-numérique (ADC)
L'ADC convertit une tension continue (0 à 3,3 V) en une valeur numérique. L'ESP32-S3 dispose d'un ADC 12 bits, soit une résolution de 4096 valeurs possibles (0 à 4095).
![Conversion analogique-numérique puis mise à l'échelle avec map()](../schemas/svg/m03-adc-quantification.svg){#fig-m03-adc-quantification}
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Résolution native | 12 bits (0 à 4095) |
| Plage de tension | 0 à 3,3 V (selon atténuation configurée) |
| Unité ADC utilisable en Wi-Fi actif | ADC1 uniquement (ADC2 partagé avec le Wi-Fi) |
| Fonction de lecture | `analogRead(pin)` |
::: {.callout-warning title="Limitation importante : ADC2 et Wi-Fi"}
L'ADC2 de l'ESP32 partage des ressources internes avec le module Wi-Fi. Si le Wi-Fi est actif (voir Module 7), les lectures sur les broches ADC2 deviennent peu fiables voire impossibles. Pour tout projet connecté utilisant l'analogique, privilégiez les broches de l'ADC1 (généralement GPIO1 à GPIO10 sur l'ESP32-S3).
:::
### 4.1 Lire un potentiomètre
```cpp
#define POT_PIN 1 // Broche ADC1
void setup() {
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
int valeurBrute = analogRead(POT_PIN); // 0 a 4095
float tension = valeurBrute * (3.3 / 4095.0); // conversion en volts
Serial.printf("Brut: %d Tension: %.2f V\n", valeurBrute, tension);
delay(200);
}
```
### 4.2 Exercice combiné : variateur de LED par potentiomètre
Utilisez la valeur lue sur le potentiomètre (0-4095) pour piloter la luminosité d'une LED en PWM (0-255) en convertissant l'échelle avec la fonction `map()`.
```cpp
#define POT_PIN 1
#define LED_PIN 4
void setup() {
ledcAttach(LED_PIN, 5000, 8);
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
int brut = analogRead(POT_PIN);
int duty = map(brut, 0, 4095, 0, 255);
ledcWrite(LED_PIN, duty);
Serial.printf("Potentiometre: %d -> PWM: %d\n", brut, duty);
delay(50);
}
```
## 5. Aller plus loin : appliquer le PWM à la LED NeoPixel
Pour rappel (Module 2), la LED NeoPixel ne se pilote pas avec analogWrite ou ledcWrite : elle utilise un protocole numérique dédié (WS2812) géré par la bibliothèque Adafruit_NeoPixel, dont la fonction `setBrightness()` joue un rôle équivalent à celui du PWM pour l'intensité globale. Reliez les deux notions : adaptez l'exercice du variateur pour que ce soit cette fois la luminosité de la LED NeoPixel qui varie selon le potentiomètre.
```cpp
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#define POT_PIN 1
#define NEOPIXEL_PIN 48
Adafruit_NeoPixel pixel(1, NEOPIXEL_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
void setup() {
pixel.begin();
pixel.setPixelColor(0, pixel.Color(255, 255, 255));
}
void loop() {
int brut = analogRead(POT_PIN);
int luminosite = map(brut, 0, 4095, 0, 255);
pixel.setBrightness(luminosite);
pixel.show();
delay(50);
}
```
## Checklist de fin de module
- [ ] Je sais expliquer le principe du duty cycle en PWM.
- [ ] Je sais configurer une sortie PWM avec analogWrite ou l'API LEDC.
- [ ] Je connais la résolution et les limites de l'ADC de l'ESP32-S3 (notamment ADC2 + Wi-Fi).
- [ ] J'ai réalisé le variateur de luminosité piloté par potentiomètre, sur LED classique et sur NeoPixel.