Chapitre 1 — Outputs digitaux

Le contexte

Tout a commencé avec un kit DIYables ESP32 Starter Kit, un breadboard, et zéro expérience en électronique. L'objectif à long terme : construire un robot joueur de soccer. Mais d'abord, il fallait apprendre les bases — allumer une LED.

Le matériel

• ESP32-WROOM-32 (38 pins, chip CP2102)
• LEDs, résistances 220 ohms
• Buzzer piézo
• Breadboard + jumper wires
• Arduino IDE sur Mac

L'ESP32 NodeMCU — le cerveau du projet

Le breadboard et une LED rouge — le terrain de jeu

L'ESP32 monté sur son expansion board avec borniers à vis

Exercice 1.1 — Allumer une LED externe

Le "Hello World" de l'électronique embarquée. Un circuit simple : GPIO 23 → résistance → LED → GND.

Ce que j'ai appris :

• pinMode() pour configurer un pin en OUTPUT
• digitalWrite(HIGH/LOW) pour allumer/éteindre
• L'importance de la résistance (sans elle, la LED grille)
• La LED interne de l'ESP32 est sur le pin 2

Le premier circuit ! ESP32 branché au Mac, LED allumée sur le breadboard

const int LED_PIN = 23;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // Allumer
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);   // Éteindre
  delay(1000);
}

Exercice 1.2 — Le Serial Monitor

Avant d'aller plus loin, j'ai appris à communiquer avec l'ESP32 via le port série. Le Serial Monitor est l'outil de debug indispensable — c'est comme un console.log pour microcontrôleur.

Ce que j'ai appris :

• Serial.begin(115200) pour initialiser la communication
• Serial.println() pour envoyer du texte vers l'ordinateur
• Le baud rate doit correspondre entre le code et le Serial Monitor

Exercice 1.3 — Patterns de clignotement

Trois patterns progressifs pour maîtriser le timing :

1. Alternance — deux LEDs qui alternent
2. SOS en morse — le classique . . . — — — . . .
3. Heartbeat — battement de coeur avec des pauses irrégulières

Ce que j'ai appris :

• delay() bloque TOUT le programme (important pour plus tard)
• Les patterns complexes = séquences de digitalWrite + delay
• Le timing précis est crucial pour le morse

Exercice 1.4 — Le buzzer piézo

Le premier composant qui fait du bruit ! Le buzzer utilise le PWM (Pulse Width Modulation) pour produire des fréquences sonores.

Ce que j'ai appris :

• ledcAttach(pin, freq, resolution) pour configurer un canal PWM
• ledcWrite(pin, duty) pour contrôler le volume
• Les fréquences musicales (440 Hz = La, 523 Hz = Do, etc.)
• La sirène de police = alterner entre deux fréquences

Le buzzer piézo rejoint le circuit — ça fait du bruit !

Le piège ESP32 : Sur ESP32, on n'utilise pas tone() comme sur Arduino classique. Il faut utiliser l'API LEDC (ledcAttach/ledcWrite). C'est plus complexe mais plus puissant.

Exercice 1.5 — Le projet "Alarme" (machine à états)

Le boss de fin de la phase 1 ! Un système d'alarme complet avec 4 états :

Chaque état a son propre comportement (LED, buzzer, timing) et les transitions sont automatiques basées sur des temporisations.

Ce que j'ai appris :

• Machine à états — le concept le plus important de cette phase. Le programme n'est plus linéaire : il a des "modes" et des règles de transition entre eux.
• enum pour définir des états lisibles (pas des chiffres magiques)
• switch/case pour exécuter le bon code selon l'état
• Temporisation avec millis() pour les transitions automatiques

Pourquoi c'est important pour le robot soccer : Un robot de soccer EST une machine à états : chercher la balle → approcher → tirer → défendre. Ce concept revient dans chaque phase.

Récapitulatif Phase 1