Présentation de la carte

La carte du robot Otto-MKS a été conçue par le MakerSpace d’UniLaSalle Amiens pour faciliter l’utilisation du robot Otto. Cette carte intègre un microcontrôleur et permet de piloter Otto ainsi que ses différents éléments.

Caractéristiques principales :

Microcontrôleur ESP32-C3 basé sur un module XIAO (voir détails ci-dessous).
Connexion pour une batterie 9V rechargeable.
Interrupteur à levier pour la mise sous tension.
LED témoin d’alimentation.
Connecteur pour un capteur ultrason HC-SR04.
4 connecteurs pour servomoteurs 9g.
Buzzer intégré pour les signaux sonores.

Options supplémentaires :

Des fonctionnalités supplémentaires peuvent être ajoutées en soudant des connecteurs pour intégrer :

Un écran OLED I2C 0,91”.
Un extendeur de 16 servomoteurs PCA9685.
Un capteur 6DOF MPU6050, comprenant :
- Accéléromètre 3 axes.
- Gyroscope 3 axes.
Deux servomoteurs supplémentaires

Caractéristiques techniques :

Dimensions : 50 x 60 mm
Fixation : Par le pas de vis de l’interrupteur
Alimentation batterie : 9V standard (Vmin : 7V, Vmax : 12V)
Régulation 5V : 1A pour les servomoteurs
Régulation 3.3V : Intégrée au module XIAO, 700 mA max

Schémas et Routage de la carte

Vous trouverez ci-dessous les schémas et PCB interactifs de la carte Otto-MKS. Les sources de la carte sont disponibles sur notre repository GitHub.

Détails du microcontrôleur

La carte Otto, conçue par le MakerSpace, est basée sur le module XIAO-ESP32C3. Ce module intègre un microcontrôleur ESP32-C3, ainsi que tous les composants nécessaires pour assurer son fonctionnement de manière autonome.

Le Seeed Studio XIAO ESP32C3 est une petite carte de développement conçue pour les projets IoT (objets connectés). Elle utilise la puce ESP32-C3 d’Espressif, qui intègre un processeur RISC-V 32 bits avec de bonnes performances et une faible consommation d’énergie. Cette carte permet de se connecter facilement à Internet grâce au WiFi (802.11 b/g/n) et de communiquer avec d’autres appareils via le Bluetooth 5 (BLE).

Un antenne externe est incluse pour améliorer la portée du signal sans fil. La carte est compacte et peut être facilement intégrée dans différents projets grâce à son design simple à souder.

Elle dispose de 11 broches numériques, utilisables pour contrôler des composants comme des LED ou des moteurs (PWM), et de 3 broches analogiques pour mesurer des signaux comme la lumière ou la température (ADC). Elle est aussi compatible avec plusieurs types de communication, comme :

UART (pour communiquer avec d’autres cartes),
I2C (pour connecter des capteurs),
SPI (pour échanger rapidement des données avec d’autres composants).

Sur la carte, on trouve aussi un bouton de réinitialisation et un bouton pour entrer en mode programmation (bootloader).

Grâce à son faible coût et sa faible consommation d’énergie, cette carte est idéale pour les projets IoT simples, comme des objets connectés à batterie ou des dispositifs portables.

Caractéristiques du XIAO ESP32C3

Performances et connectivité

Processeur puissant : ESP32-C3, processeur monocœur 32 bits RISC-V fonctionnant jusqu’à 160 MHz.
Wi-Fi intégré : Compatible avec le protocole IEEE 802.11 b/g/n, prenant en charge plusieurs modes : Station, SoftAP, SoftAP + Station et mode promiscuité.
Bluetooth 5.0 : Prise en charge du Bluetooth Low Energy (BLE) et du maillage Bluetooth (Bluetooth Mesh).
Basse consommation d’énergie : Consommation en mode veille profonde d’environ 43μA.
Antenne externe : Fournie pour améliorer la réception du signal sans fil.

Fonctionnalités supplémentaires

Gestion de la batterie : Puce de charge intégrée pour la gestion de la charge et de la décharge des batteries lithium.
Mémoire intégrée : 400 KB de RAM et 4 MB de mémoire Flash embarquée.
Taille ultra-compacte : Seulement 21 x 17,8 mm, idéal pour les projets portables et les objets connectés.
Sécurité avancée : Accélérateurs matériels pour le chiffrement AES-128/256, Hash, RSA, HMAC, signature numérique et démarrage sécurisé.
Interfaces multiples :
- 1x I2C
- 1x SPI
- 2x UART
- 11x GPIO (PWM)
- 4x ADC
- 1x interface JTAG
Design pratique : Composants montés sur une seule face pour un assemblage facile.

Comparaison des spécifications

Caractéristique	XIAO ESP32C3	Seeeduino XIAO	XIAO RP2040	XIAO nRF52840
Processeur	ESP32-C3 @160MHz	SAMD21 M0+@48MHz	RP2040 Dual-core @133MHz	nRF52840 M4F@64MHz
Connectivité	WiFi & Bluetooth 5.0	N/A	N/A	BLE/NFC
Mémoire	400KB RAM, 4MB Flash	32KB RAM, 256KB Flash	264KB RAM, 2MB Flash	256KB RAM, 2MB Flash
Capteurs intégrés	N/A	N/A	N/A	N/A
Interfaces	I2C/UART/SPI	I2C/UART/SPI	I2C/UART/SPI	I2C/UART/SPI
PWM/ADC	11/4	11/11	11/4	11/6
Boutons	Reset/Boot	N/A	Reset/Boot	Reset
LED intégrées	Charge LED	N/A	RGB LED	RGB/Charge LED
Charge de batterie	Intégrée	N/A	N/A	BQ25101
Langages	Arduino/MicroPython	Arduino/CircuitPython	Arduino/MicroPython/CircuitPython	Arduino/MicroPython

Présentation matérielle

Schéma des broches (Pinout)

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A3 (GP105) : Utilise l’ADC2, qui peut être affecté par des signaux parasites. Pour des lectures fiables, utiliser les broches ADC1 (A0, A1, A2). Voir la documentation officielle de l’ESP32-C3.

Détails des broches d’alimentation

5V : Sortie 5V depuis le port USB. Peut être utilisé comme entrée d’alimentation avec une diode de protection (Schottky ou autre).
3V3 : Sortie régulée 3.3V avec un courant maximum de 700mA.
GND : Masse pour l’alimentation et les signaux.