ESP32 + relais + alimentation 230V AC intégrés + capteurs

Dans une installation domotique, on a souvent besoin au niveau local d’un ensemble comprenant des senseurs comme :

• un détecteur de présence,
• une mesure de luminosité
• une mesure de la température

Un ou plusieurs relais comme actionneur.

Un microcontrôleur pour le traitement.

On trouve sur le marché de nombreux relais pilotables avec leur logiciel propriétaire, mais difficile d’y rajouter un senseur ou capteur.

Les 2 cartes présentées ici rassemblent un ESP32, 1 ou 4relais, et un bloc alimentation sur la même carte.

On les trouve chez Aliexpress :

• 1 relais
• 4 relais

Avantages

• regroupement ESP32, relais et alimentation. Cela simplifie le câblage
• Trous de fixation de la platine
• Entrées/Sorties GPIO ou IO à câbler en dessous ou au-dessus, ce qui est très pratique
• Nombreuses pins GND, 5V et 3.3V pour connecter les senseurs

Défauts

• Pas d’accès USB pour la première programmation. Il faut une interface USB/TTL

Connexions Hardware (carte 1 relais)

Cette carte dispose d’une entrée 230V AC pour son alimentation.

4 connecteurs * 10 pins

3V3	CLK	5V	GND
SD0	SD1	SD3	CMD
IO15	IO2	IO13	SD2
IO0	IO4	IO14	IO12
IO16 (Relais)	IO17	IO26	IO27
IO5	IO18	IO33	IO25
IO19	GND	IO35	IO32
IO21	RXD0	SVN	IO34
TXD0	IO22	EN	SVP
IO23 (LED bleue)	GND	GND	3V3

Connecteur programmation

IO0

GND

GND

RX

TX

5V

Autres

Relais	IO16
LED bleue	IO23
Bouton EN (Reset)	EN
Bouton IO0	IO0

Connexions Hardware (carte 4 relais)

Cette carte dispose de 3 entrées au choix pour l’alimentation :

• 230V AC
• 7V à 30V DC
• 5V DC

4 connecteurs * 10 pins

3V3	CLK	5V	GND
SD0	SD1	SD3	CMD
G15	G2	G13	SD2
G0	G4	G14	G12
G16	G17	G26 (relais)	G27
G5	G18	G33 (relais)	G25 (relais)
G19	GND	G35	G32 (relais)
G21	RXD	SVN	G34
TXD0	G22	EN	SVP
G23 (LED )	GND	GND	3V3

La disponibilité des GPIO est bien détaillée dans de document : https://www.upesy.fr/blogs/tutorials/esp32-pinout-reference-gpio-pins-ultimate-guide

Programmation

Pour télécharger du code, il faut connecter une interface USB / TTL avec le strap d’alimentation sur 3V3.

Pour l’alimentation de la carte ESP32 pendant la programmation, on a 2 choix :

• alimenter par l’adaptateur série sortie VCC vers le 5V de la carte ESP (bien que l’on soit en 3.3V et ne fonctionnera que pour la programmation)
• alimenter l’ESP32 en 230V et pas de liaison série sortie VCC vers carte ESP32

Pour lancer la programmation, il faut :

• rester appuyé sur le bouton IO0
• appuyez sur EN (Enable/Reset)
• relâchez les 2 boutons

Ainsi l’ESP attend la programmation. Une fois la programmation faite, re – appuyer sur EN pour relancer l’ESP32 sur le nouveau programme.

Logiciel

Ce module a l’avantage de ne pas être propriétaire, vous pouvez y mettre ce que bon vous semble.

Arduino

Avec l’outil IDE Arduino, vous pouvez développer votre propre code. Choisissez la carte ESP32 DEV module. Vous trouverez des détails sur la mise en route ici : https://f1atb.fr/programmation-de-lesp32-application-au-routeur-photovoltaique/

Avec l’Arduino, intégrez dans votre code le mode OTA permettant de mettre à jour le code à distance via le WIFI. Ainsi vous n’aurez plus besoin de l’interface USB/TTL

ESP Easy

Firmware permettant de programmer des ESP8266 ou ESP32 et disposant du code pour de nombreux capteurs sur le marché. Cela simplifie la programmation
https://espeasy.readthedocs.io/en/latest/index.html

ESPHome

Firmware puissant permettant de programmer son ESP32 avec de simples descriptions d’interfaces, actions; évènements etc. dans un fichier yaml. Souvent associé au système domotique Home Assistant.
https://esphome.io/index.html

Exemple de réalisation

Pilotage lumière, buzzer et mesure de température et luminosité

Ici un exemple regroupant :

• Capteur de présence Infra Rouge
• Capteur de luminosité
• Capteur (DHT22) de température et humidité
• Buzzer comme sonnette
• Interface vers un interrupteur A/M
• Relais pour la lumière

Pilotage lumières,climatisation Airton , et mesure de température.

Autre exemple avec la version 4 relais qui pilote des lumières et dispose de 4 senseurs ou effecteurs:

• Détecteur de présence PIR Infra rouge
• Mesure de la luminosité sur une entrée analogique
• Un émetteur Infra-Rouge pour piloter une climatisation Airton
• Un capteur de température et humidité DHT22

En plus 2 entrées connectées à des interrupteurs pour allumer/éteindre manuellement la lumière

Le code en yaml pour ESPHome / Home Assistant est disponible ici : https://github.com/F1ATB/Climatisation-Airton

Attention, le diagramme de directivité du IR Transmitter (disponible chez Aliexpress) est étroit, il faut pouvoir ajuster sa position afin de bien viser le climatiseur.