Guide d’achat : Comment bien choisir son ESP32 ?

« J’ai un projet auquel je pense, d’après mes recherches l’ESP32 serait idéal, mais je ne sais pas quelle carte acheter… peux-tu me conseiller ? »

« Quelle carte ESP32 choisir pour faire ce projet ? »

« Que me conseilles-tu comme carte ESP32 pour débuter ? »

Voici les questions qui me sont le plus souvent posées concernant cette puce qu’est l’ESP32. J’ai décidé dans cet article de vous faire un petit récapitulatif des cartes connues qu’il existe, que j’ai pu tester et que je conseille plus généralement.

DISCLAIMER : Dans cet article, quelques sujets ne seront pas abordés tels que la régulation de tension (vérifiez que les tensions avec lesquelles vous voulez travailler conviennent). Je ne vais pas parler de toutes les cartes qu’il existe, mais des plus connues et des plus utilisées par les makers. N’hésitez pas à creuser par vous-même si à la suite de cet article vous n’avez toujours pas trouvé la carte de vos rêves.

Cet article ne traitera pas du fonctionnement des cartes conseillées, ni de celui de l’ESP32. Je le vois plutôt comme un catalogue de carte, avec pour chaque type, des conseils d’utilisation et une liste des points d’attention particulier à prendre en compte au moment de l’achat.

J’ai classé l’ensemble des cartes que je vais traiter en 7 catégories (cliquez sur l’oeil pour y accèder directement):

1- Cartes basiques pour du développement

2- Cartes incluant un écran oled/LCD

3- Cartes incluant un écran e-paper

4- Cartes incluant une caméra

5- Cartes incluant un module LoRa

6- Cartes support pour développer sur puce

7- BONUS : Autres cartes intéressantes

La partie 7 rassemble l’ensemble des cartes qui n’apparaissent pas dans les autres catégories, mais que je trouve important de mettre en lumière. Ce sont des cartes plus complètes, donc moins orientées prototypage.

Cartes BASIQUES

Présentation

Je considère souvent les cartes de développement dites basiques comme des indispensables à avoir pour débuter avec l’ESP32. Elles sont les « arduino UNO » de la puce ESP32. Idéal pour réaliser un prototype, quel que soit le projet. Elles sont simples à utiliser et bien documentées (avec de nombreux tutos sur internet notamment). Elles sont de très bons points de départ pour les débutants.

Points d’attention:

1

Le nombre de broches exposé

C’est anecdotique puisque les cartes de développement basiques donnent souvent accès à l’ensemble des broches de l’ESP32 (ou du moins à une grande majorité). Veillez cependant à vérifier que celles dont vous aurez besoin (selon votre application) sont accessibles.

2

Adaptation à une plaque d’essai

C’est un des paramètres les plus importants à mon avis. La plupart d’entre elles ne s’adaptent pas aux plaques d’essais ce qui est particulièrement gênant pour faire des prototypes. Dans la liste des articles que j’ai sélectionnés, vous verrez une petite étoile indiquant si oui ou non, la carte s’adapte aux plaques d’essais.

3

Le prix

Attention, les prix sont souvent très raisonnables, mais quelquefois un peu abusifs, particulièrement pour des produits non chinois. Ces derniers sont quand même de meilleure qualité toutefois… à vous de trancher!

4

Facilité de programmation

Certaines cartes décident de ne pas inclure de port micro USB pour gagner de l’espace. Elles laissent des broches libres pour y connecter un programmateur externe type FTDI. Cela à mon humble avis est une perte de temps pour développer un projet et une difficulté en plus les débutants. De plus, si vous n’avez pas de convertisseur USB vers UART externe, cela vous oblige à réaliser un achat supplémentaire.

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CARTES à écran OLED/LCD

Présentation

Ce type de carte est fait pour des projets qui demandent des protocoles de communications (Bluetooth/Wifi) sans fil et/ou un accès à internet. Il est également idéal pour des projets qui doivent afficher des informations à l’utilisateur. La taille des écrans OLED bien que réduite, est suffisante pour des petits affichages sans prétention. Si cela reste tout de même trop petit, vous pouvez vous tourner vers les écrans LCD. La résolution des écrans OLED est tout de même bien souvent suffisante pour afficher des informations plutôt complètes comme le montre l’image.

Photo provenant de l’article « ESP32 OLED Display with Arduino IDE » – lien ici

Points d’attention:

1

Taille de l’écran

Bien que comme écrit ci-dessus, la taille des écrans OLED est souvent réduite. Il existe tout de même de légères différences qui sont à mon avis importantes à prendre en compte avant votre achat. Rien que la forme (rectangulaire ou carré) est un paramètre important qui variera surement selon le type et la quantité des données que vous souhaitez afficher.

2

Nombre de broches restantes

Pour pratiquement tous les types cartes que je vais présenter, le nombre de broches exposé sera limité. Il est donc primordial de vérifier que celles qui vous seront utiles sont accessibles.

3

Facilité de programmation

Comme pour les cartes basiques, il est préférable que la carte que vous comptez acheter soit équipée d’un connecteur micro USB. Si ce n’est pas le cas, regardez comment la programmer. Ce sera souvent au travers de broches de programmation pilotable grâce à un FTDI.

La liste de carte que j’ai sélectionnée inclut également des shield oled qui offrent une flexibilité d’utilisation accrue. Cette flexibilité est due au fait que vous ne serez pas contraints d’utiliser une carte déjà faite. Libre à vous de choisir entre un shield et une carte ordinaire ou une carte incluant l’écran OLED. Vous  noterez que ce shield est adapté pour les cartes ESP32 mini (j’en parle plus haut…).

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CARTES à écran e-paper

Présentation

Les cartes incluant des écrans e-paper sont idéal si vous souhaitez réaliser des projets entièrement autonomes et dépendants des protocoles de communication sans fil (Wifi, Bluetooth). Sans entrer dans les détails, les écrans e-paper sont réputés pour leurs très faibles consommations. Cela peut-être extrêmement pratique pour réaliser un affichage connecté sur batterie (du moment où le contenu affiché ne varie pas beaucoup).

Points d’attention:

1

Taille de l’écran

Les écrans e-paper ont une taille qui varient énormément sauf dans le cas où ceux-ci sont directement intégrés à l’ESP32 (ils dépassent rarement 3 pouces). Pour pouvoir exploiter la large gamme de taille d’écran, vous pouvez acheter un shield qui inclut un connecteur SPI. En effet, les écrans communiquent au travers ce protocole. Référez-vous à liste d’achat que j’ai sélectionné pour en savoir plus.

2

Prix

J’ai remarqué, en faisant mes recherches, que le prix de ce type de carte varie énormément. En effet, il y a environ 10€ de différence entre les cartes incluant seulement des écrans e-paper et celles possédant des fonctionnalités supplémentaires (comme un haut-parleur). Prenez également la taille d’écran en compte dans votre budget!

⬇️ BONUS ⬇️

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CARTES avec caméra

Dans cette section, je me baserai majoritairement sur la vidéo du Youtube Andreas spiess “#285 ESP32 Cameras: Comparison and Test (OV2640) and I2S MEMS microphone test”. Andreas, au travers de cette vidéo compare les différentes cartes ESP32 ayant la possibilité de capturer des images qu’il existe sur le marché. Je ne détaillerai pas autant que lui, c’est pourquoi je vous redirige vers sa vidéo (en anglais) si vous souhaitez en savoir plus…

J’ai par ailleurs déjà eu l’occasion d’écrire un article dans lequel l’ESP32cam joue un rôle important. Vous pouvez également le lire pour en apprendre plus sur celui-ci.

Présentation

Les cartes incluant des caméras s’intègrent très bien dans des projets incluant de la vidéo bien évidemment, mais pas seulement. En effet, avec la puissance actuelle délivrée par l’ESP32, il est également possible d’entrainer des modèles pour faire de la reconnaissance d’image en temps réel. Celles-ci sont donc intéressantes pour des projets allant de la simple prise d’images à la reconnaissance d’objet/faciales.

Points d’attention:

1

Nombres de fonctionnalités

Il y a des cartes incluant beaucoup de fonctionnalités et d’autres en moins. Le tout est de faire la part des choses. Parmi les paramètres à prendre absolument en compte nous pouvons citer en premier lieu l’emplacement de carte SD. En effet, celui-ci est primordial si vous comptez stocker des images. Vient ensuite la possibilité d’ajouter une antenne (surtout utile si vous voulez transmettre des données à un ordinateur tiers à distance). Vérifier également qu’il y a bien présence d’une PSRAM dans le module si vous voulez l’utiliser pour faire de la reconnaissance d’image. Enfin, si votre projet a pour but d’être autonome, peut-être un connecteur batterie pourra vous simplifier la vie.

2

Broches restantes disponibles

Sachez que certains modules ne donnent volontairement pas accès aux broches de l’ESP32. Ceux-ci laissent généralement des connecteurs de bus I2C tout de même, mais si votre projet inclut des capteurs n’utilisant pas ce protocole de communication, il sera difficile de les intégrer. Nous en verrons plus tel que celle-ci dans la partie 7.

2

Facilité de programmation

Tout comme les autres cartes, si vous ne possédez pas de carte FTDI ou que vous souhaitez simplifier au maximum la programmation de votre ESP32, achetez une carte incluant un port micro-USB (la classique ESP32cam dans sa forme la plus répandue ne possède pas de port micro-usb).

Parmi les cartes que je propose ci-dessous, certaines telles que les TTGO ont de nombreuses fonctionnalités en plus de la caméra. Elles entrent dans la catégorie des cartes ne permettant qu’un accès restreint aux broches de l’ESP32 au travers de connexions I2C. Celles-ci sont faites pour être incluses dans des projets plus que pour du prototypage!

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CARTES LORA

Cette section n’a pas pour but de résumer l’ensemble de méthodes qu’il est possible d’appliquer pour implémenter LoRa dans un projet basé sur l’ESP32. Il est bien évidemment possible d’acheter un module LoRa externe, mais nous nous intéresserons qu’aux solutions “toutes en un” que certains constructeurs vendent.

Présentation

Pour des communications longue distance, l’ESP32 n’est pas la solution idéale. En effet, ils n’embarquent que deux protocoles de communications sans fil pas vraiment fait pour des communications longue distance (WIFI/Bluetooth). Si vous avez besoin d’allier les fonctionnalités intrinsèques de l’ESP32 avec un moyen de communiquer sur de longues distances, alors peut-être que vous avez déjà entendu parler du LoRa. Si oui, vous pouvez imaginer les possibilités offertes par l’implémentation d’un tel protocole.

Points d’attention:

1

Fonctions additionnelles

Elles sont omniprésentes sur la plupart des cartes incluant de la communication LoRa. La plus commune et celle à laquelle il sera difficile d’échapper est l’écran OLED. Il est implémenté dans pratiquement toutes les cartes, permet d’afficher des informations, notamment pour vérifier en premier lieu si la communication LoRa fonctionne bien. Si vous le souhaitez, il est également possible d’acheter des cartes incluant un module GPS, et/ou un emplacement pour une pile li-ion. D’autres fonctionnalités annexes sont également à étudier, mais je ne prendrai pas le temps de les développer dans cet article. Notez également que la complexité des cartes et donc le nombre de fonctionnalités croissent avec le prix de celles-ci!

2

Connecteur d’antenne

Cela peut paraître évident, mais je pense qu’il est bon de le préciser. Si vous avez des contraintes de place ou que vous devez séparer l’antenne du circuit alors, vérifiez quelle technologie est utilisée pour relier l’antenne à la carte! Avec le “set” de base, il est des fois impossible de positionner l’antenne à distance de la carte, car cette dernière ne possède pas de connecteur “pigtail” et/ou d’adaptateur “pigtail”.

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CARTES SUPPORTS

Cette section peut être séparée en deux sous-parties. Ces sous-parties, bien que distinctes, répondent à la même problématique, c’est pourquoi j’ai décidé de les réunir!

« Vous avez terminé votre prototype arduino sur plaque d’essai et vous allez vous lancer la conception du circuit imprimé? « 

Pour charger votre programme dans l’ESP32, 2 solutions s’offrent à vous. La première est de prévoir des broches de programmation sur votre circuit intégré. Ces broches permettront de programmer la puce une fois le circuit réalisé. La seconde est de programmer la puce ESP32 avant de la souder au circuit. Cette solution nécessite cependant un programmateur!

Il n’existe pas beaucoup de programmateurs différents sur Aliexpress. En réalité, la seule différence que vous verrez entre deux types c’est l’empreinte de la puce qu’il est destiné à programmer. Voici ci-contre celui que je choisirai à votre place.

« Vous voulez réaliser un prototype, mais les cartes de développement basique présentées plus haut ne vous conviennent pas ?« 

Dans ce cas, il est peut-être judicieux de réaliser votre propre carte de développement à partir d’une puce. Pour ce faire, vous devrez au préalable trouver un support qui pourra accueillir la puce. Heureusement pas besoin de réaliser son propre circuit imprimé! En effet, il existe déjà ce type de support en vente sur aliexpress permettant ainsi d’adapter la puce au prototypage sur plaque d’essai (ou non d’ailleurs).

Là encore, voici celui que je préconiserai:

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AUTRES CARTES

Les autres cartes que je tenais à vous présenter n’entrent dans aucune des catégories précédentes. Ce sont des cartes qui possèdent de nombreuses fonctionnalités en plus de celles incluses avec l’ESP32.

Certaines sont de véritables produits finis programmables (idéal pour débuter en programmation avec un projet fun). D’autres n’ont tout simplement pas de fonctionnalités dominantes, ce qui les rend difficiles à catégoriser.

Vous verrez que dans ce domaine, l’entreprise TTGO semble exceller. Elle réalise de nombreuses cartes déjà très complètes du point de vue des fonctionnalités, à tel point que certaines ont des utilités pratiques.

Pas d’indications particulières pour ces cartes, je vous laisse regarder par vous-même! Cette liste, figé dans le temps est bien évidemment non exhaustive.

Cartes orientés produits finis

Cartes incluant beaucoup de fonctionnalités

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