Module RFID-RC522 et ESP32 CYD

Dans cet article, nous lisons le numéro de série d'une carte ou d'un tag RFID grâce à un module RFID-RC522 branché à un Cheap Yellow Display (ESP32-2432S028).

J'ai déjà eu l'occasion d'explorer le module RFID-RC522 dans le passé, l'ayant utilisé tour à tour avec un Arduino Uno, un Raspberry Pi, un Raspberry Pi Pico, un ESP32 et un ESP8266, un MSP430 Launchpad et un STM32 Nucleo!

Mais l'utilisation d'un tel module avec l'ESP32 CYD présente un défi particulier: puisque le module communique par le protocole SPI, 4 connecteurs sont nécessaires (SCLK, MOSI, MISO et CS). Mais le CYD ne comporte que trois broches GPIO réellement utilisables (22, 27 et 35).

Pour contourner cette difficulté, des petits malins ont eu l'idée d'utiliser un "microSD Sniffer". Ce dispositif a été mis au point par la compagnie américaine Sparkfun afin d'intercepter et analyser les signaux impliqués dans la communication avec une carte microSD.   Des fabricants asiatiques ont copié le concept et vendent un produit identique pour une fraction du prix initial.

Il s'agit d'insérer le sniffer dans le lecteur de carte microSD du CYD pour avoir accès aux broches GPIO 5, 18, 19 et 23. Si votre projet ne nécessite aucune lecture ou écriture d'une carte microSD, vous pouvez faire ce que vous voulez de ces 4 broches: allumer des LEDS, lire des boutons, etc. (vous ne pouvez pas lire un signal analogique, par contre).

Dans notre cas, puisque le module RFID-RC522 utilise le protocole SPI, nous pouvons même continuer d'utiliser la carte microSD (qui sera insérée dans le "microSD Sniffer") à la condition de ne pas utiliser la même broche CS (chip select).

Connexions

Supposons dans un premier temps que notre projet ne nécessite pas l'utilisation d'une carte microSD.

On peut brancher le module RFID-RC522 au microSD Sniffer de cette façon:

• Broche SDA du RC522 : Broche CD (GPIO 5) du Sniffer
• Broche SCK du RC522 : Broche CLK (GPIO 18) du Sniffer
• Broche MOSI du RC522 : Broche CMD (GPIO 23) du Sniffer
• Broche IRQ du RC522 : Pas branchée
• Broche GND du RC522 : Broche GND du Sniffer
• Broche RST du RC522 : Pas branchée
• Broche 3.3 V du RC522 : Broche VCC du Sniffer

Et le microSD Sniffer, bien entendu, est inséré dans le lecteur de carte microSD du Cheap Yellow Display.

Installation de la bibliothèque RFID_MFRC522v2

J'ai ensuite installé la bibliothèque RFID_MFRC522v2 par GithubCommunity.

La façon la plus rapide de vérifier que tout fonctionne correctement est d'essayer l'exemple "DumpInfo" fourni avec la bibliothèque:

Menu Fichier - Exemples - RFID_MFRC522v2 - DumpInfo

Vous devez simplement vous assurer, à la ligne 43 de l'exemple, de remplacer la broche #10 par la broche #5:    MFRC522DriverPinSimple ss_pin(5);

Si tout va bien, lorsque vous approchez une carte ou un tag RFID du module RC522, les informations de la carte s'affichent dans le moniteur série.

Sketch #1: affichage du numéro de série (UID) de la carte à l'écran du CYD

J'ai écrit le sketch ci-dessous spécialement pour le CYD: lorsque vous approchez un tag RFID du module RC522, le numéro de série de la carte (UID), constitué de 4 octets,  s'affiche sur l'écran du CYD.

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Sketch #2: utilisation simultanée du RC522, de l'écran tactile et d'une carte microSD

Ce deuxième sketch est un prétexte pour vérifier que la présence du module RC522 n'empêche pas l'utilisation d'une carte microSD (insérée dans le sniffer) ni du capteur tactile XPT2046 (puisque tous ces dispositifs communiquent en SPI).

Petite modification aux connections: puisque le broche GPIO #5 est utilisée par le lecteur de carte microSD, elle ne peut pas servir au module RC522. La broche SDA du RC522 sera plutôt connectée au GPIO 27 du CYD (fil jaune du connecteur CN1).

Nous continuons par contre d'utiliser les mêmes broches MOSI, MISO et SCLK, qui seront partagée avec le lecteur de carte microSD.

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Au démarrage, le programme se comporte de la même façon que le précédent: un message demandant de présenter sa carte s'affiche à l'écran du CYD.

Lorsqu'on approche un tag RFID du module RC-522, le numéro de série du tag s'affiche à l'écran, ainsi qu'un bouton intitulé "photo".

Si l'utilisateur touche le bouton "photo", l'écran affiche une image se trouvant sur la carte SD, ainsi qu'un bouton "retour"  qui permet de tout reprendre à partir du début.

Pour que ça fonctionne, vous devez avoir placé une petite image en format jpg intitulée "image.jpg" sur votre carte microSD. L'Image que j'ai utilisée était de 133 pixels de large par 100 pixels de hauteur.

Je ne sais pas exactement dans quel contexte ce programme pourrait s'avérer utile, mais j'ai atteint mon but: j'ai vérifié qu'on peut utiliser le module RC522 (lecture du tag RFID), le capteur tactile (boutons "photo" et "retour") et la carte microSD (lecture d'un fichier jpeg se trouvant sur la carte) dans le même programme!

Yves Pelletier

À lire également:

• Utilisation du capteur RFID-RC522 avec l'Arduino Uno
• Utilisation du capteur RFID-RC522 avec le Raspberry Pi Pico

• Exploration du Cheap Yellow Display
• Télémètre à ultrasons et ESP32 CYD
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• Récepteur radio FM RDA5807M et CYD
• Communication MIDI et CYD
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Récepteur radio FM RDA5807M et ESP32 CYD

Dans cet article, je décris l'assemblage d'un récepteur radio FM constitué d'un circuit intégré spécialement conçu à cette fin, le RDA5807M, qui sera piloté par un ESP32-2432S028 CYD (Cheap Yellow Display)­.

Le circuit

Le RDA5807M combine, dans un minuscule circuit intégré, tout ce qui est nécessaire pour capter le signal des stations de radio FM. Il suffit de brancher à sa sortie un casque d'écoute ou des enceintes amplifiées, et de lui envoyer des instruction par i2c au moyen d'un microcontrôleur. Les commerçants chinois l'offrent pour un prix dérisoire sous la forme de minuscules modules carrés d'environ 1,2 cm de côté. Il faut souder des fils séparés d'une distance inférieure à 2 mm, ce qui demande une certaine habileté. 

Quant au Cheap Yellow Display, il combine un microcontrôleur ESP32 et un écran tactile. On pourra donc programmer un script qui permettra à l'utilisateur de modifier la fréquence et le volume en appuyant sur l'écran tactile.

Nous utiliserons le connecteur CN1 du CYD, situé juste à côté du lecteur de cartes microSD, puisqu'il comporte deux des rares broches GPIO disponibles (22 et 27) ainsi qu'une alimentation de 3,3 V.

J'ai branché le module RDA5807M au CYD de la façon suivante:

• Sortie 3,3 V (fil rouge sur la photo): connecteur #5 du RDA5807M.
• Broche GPIO 27 (fil jaune sur la photo): sera désignée comme broche SDA: connecteur #1 du RDA5807M.
• Broche GPIO 22 (fil bleu sur la photo): sera désignée comme broche SCL: connecteur #2 du RDA5807M.
• Broche GND: connecteur #6 du RDA5807M.

Un casque d'écoute est branché aux sorties audio (#7 et #8) du RDA5807M. J'ai ajouté à chaque sortie un condensateur de 100 µF et une résistance de 100 Ω. 

Installation des bibliothèques dans l'IDE Arduino

Pour la communication entre l'ESP32 et le RDA5807M, j'ai utilisé la bibliothèque Radio de Matthias Hertel, qui peut évidemment être installée à partir du gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino.

Comme d'habitude avec le CYD, j'ai utilisé la bibliothèque TFT_eSPI de Bodmer pour la gestion de l'affichage à l'écran, et  la bibliothèque NPT2046_Bitbang_Slim pour la gestion du capteur tactile.

Un premier test

La façon la plus efficace de vérifier le bon fonctionnement du module est d'utiliser l'exemple intitulé "TestRDA5807M" qui est distribué avec la bibliothèque Radio.

(Menu Fichier - Exemples - Radio - TestRED5807M)

Il faut toutefois effectuer une modification au sketch: puisque la broche GPIO 27 de l'ESP32 n'est généralement pas utilisée pour la communication i2c, il faut indiquer dans notre programme que la communication i2c s'effectuera par les broches 27 (SDA) et 22 (SCL).

J'ai donc ajouté l'instruction "Wire.begin(27,22);" à l'intérieur du setup(), avant les premiers appels à la bibliothèque Radio.

Il faut également modifier la valeur numérique de la fréquence indiquée à la ligne 45: choisissez la fréquence d'une station FM locale que vous pouvez capter.

Si tout va bien, lorsque vous exécutez ce sketch, vous pouvez entendre l'émission diffuée par la station choisie.

Mon sketch 

Vous pouvez voir ci-dessous un sketch que j'ai réalisé spécialement pour le CYD: il permet de changer de station et de modifier le volume grâce à des boutons sur l'écran tactile.

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Yves Pelletier

À lire également:

• Utilisation du RDA5807M avec un Arduino Uno
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Communication MIDI avec l'ESP32 CYD

Aujourd'hui je continue mon exploration de l'ESP32-2432S028 CYD (Cheap Yellow Display) par quelques expérimentations de communication MIDI avec un clavier électronique.

Il s'agit d'une communication MIDI classique impliquant l'utilisation des bons vieux câbles MIDI munis d'un connecteur DIN à 5 broches. De nos jours, le MIDI par USB ou par Bluetooth est de plus en plus en vogue, mais ce n'est pas ce dont il sera question aujourd'hui.

MIDI: pour quoi faire?

MIDI est l'acronyme de Musical Instrument Digital Interface. Depuis le début des années 1980, c'est le protocole qui permet à des appareils électroniques musicaux d'échanger de l'information. Par exemple, grâce au protocole MIDI, un clavier ou un séquenceur peuvent acheminer des instructions à un synthétiseur, qui produira les sons qui lui ont été demandés.

Connexions

Le MIDI est une communication série (UART) à  31 250 baud. Dans ce contexte, l'ESP32 comporte un avantage intéressant: on peut désigner à peu près n'importe quelle broche GPIO comme entrée (Rx) ou sortie (Tx) UART. J'ai décidé d'utiliser à cette fin les broches GPIO 22 et 27, puisqu'elles sont facilement accessibles par le connecteur CN1 du Cheap Yellow Display. C'est le connecteur qui se trouve juste à côté du lecteur de carte microSD.

Les 4 fils issus du connecteur CN1 sont utiles pour une communication MIDI bi-directionnelle. De gauche à droite sur la photo:

• Sortie 3,3 V (fil rouge sur la photo): servira à alimenter l'optocoupleur recommandé pour la réception de messages MIDI.
• Broche GPIO 27 (fil jaune sur la photo): sera désignée comme entrée UART (Rx) qui pourra recevoir des messages (en provenance d'un clavier MIDI, par exemple).
• Broche GPIO 22 (fil bleu foncé sur la photo): sera désignée comme sortie UART (Tx) qui pourra envoyer des messages (vers un clavier MIDI, par exemple).
• Broche GND: pour que tous les appareils impliqués utilisent la même référence pour mesurer les tensions.

Pour faire mes tests, j'ai utilisé une interface MIDI que j'ai fabriquée moi-même, conçue pour fonctionner à un niveau logique de 3,3 V.  Vous pouvez vous référer à cet article publié en septembre 2023  pour les détails du circuit.

Vous pouvez acheter une interface toute faite, ou en assembler une sur une breadboard. Remarquez que pour bien des applications, on a besoin d'une communication dans une seule direction. Si vous désirez seulement envoyer des messages vers le clavier MIDI (broche Rx), le circuit nécessite simplement deux résistances. Pour recevoir des informations à partir du clavier, par contre, il faut utiliser un optocoupleur (voir l'article détaillé pour les schémas de circuit).

Installation de la bibliothèque "MIDI Library"

La programmation est plus simple si on utilise une bonne bibliothèque. J'ai utilisé la MIDI Library, qui s'installe facilement grâce au gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino.

Voyons deux exemples simples démontrant une communication MIDI dans chaque direction.

Communication MIDI du CYD vers un clavier

Lorsqu'on exécute le sketch ci-dessous, le clavier musical joue une suite de notes ascendantes en utilisant différents timbres (programmes). Pour faciliter le débogage, le numéro du programme s'affiche dans le moniteur série.

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Communication MIDI d'un clavier vers le CYD

Dans ce deuxième exemple, chaque fois qu'on appuie sur une touche du clavier, son numéro MIDI s'affiche en vert sur l'écran du CYD. Ce même numéro s'affiche en rouge lorsqu'on relâche la touche­.

(Voir l'article "Exploration du Cheap Yellow Display" pour plus d'informations sur l'utilisation de la bibliothèque TFT_eSPI pour affichage à l'écran.)

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Yves Pelletier

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