MicroPython 2 :
bus et WiFi.

• Brancher n’importe quel capteur I2C et lire ses registres, avec ou sans bibliothèque.
• Afficher des informations sur un petit écran.
• Connecter la carte au WiFi, envoyer des mesures à un serveur, piloter le robot depuis un téléphone.
• Faire cohabiter capteurs, réseau et contrôle avec asyncio.

Matériel : ESP32 (ou Pico W), MPU6050 (gyroscope/accéléromètre, 3 €), écran OLED SSD1306 128×64 I2C (4 €), fils Dupont. Un réseau WiFi 2,4 GHz avec son mot de passe.

Le maître envoie l’adresse ; le périphérique concerné répond ; puis on lit ou écrit des octets. Le bus est partagé : un seul parle à la fois, l’horloge synchronise. 100 ou 400 kHz : lent (40 Ko/s) mais suffisant pour des capteurs. Les octets ont une structure : le périphérique expose des registres numérotés (séance 13), comme une petite mémoire ; lire le registre 0x3B du MPU6050 donne l’accélération X. Les fiches techniques (datasheets) sont des cartes de ces registres.

Une bibliothèque cache ces cinq lignes ; mais quand elle n’existe pas pour votre capteur, ou qu’elle bogue, savoir lire la datasheet et écrire readfrom_mem vous rend autonome. Les données arrivent en big-endian (octet de poids fort d’abord) et signées : struct fait la conversion. Le vecteur accélération au repos pointe vers le haut (réaction à la gravité) et donne l’inclinaison ; le gyroscope donne la vitesse de rotation, à intégrer pour l’angle — avec la dérive de la séance 19. La fusion des deux (filtre complémentaire) est le défi ★★.

SPI : 4 fils (horloge, deux données, sélection), beaucoup plus rapide (10+ Mbit/s) : écrans couleur, cartes SD, radios. UART : la liaison série de la séance 20, entre deux cartes ou vers un GPS, un module Bluetooth HC-05. Chaque bus a son module dans machine avec la même logique : configurer, write, read.

Ne mettez jamais le mot de passe WiFi dans un fichier que vous partagez : un secrets.py non versionné, importé. Le réseau est lent et peut échouer : timeout, try/except OSError, et jamais d’appel réseau dans la boucle de contrôle des moteurs (séance 20 : bloquant). Le mode point d’accès (network.AP_IF) crée un WiFi propre à la carte : le téléphone s’y connecte directement, sans box.

Un serveur web est un programme qui attend des connexions sur le port 80, lit une requête texte (GET /avance HTTP/1.1), et renvoie du texte (une page HTML). Le navigateur du téléphone fait le reste. Trente lignes, et votre robot a une télécommande. Limites : accept() bloque, donc pas de contrôle en parallèle — d’où asyncio ; et aucune sécurité — n’importe qui sur le WiFi pilote le robot. Pour du sérieux : WebSocket (temps réel) ou MQTT (messages légers entre objets).

Quatre coroutines, un seul cœur, aucune ne bloque les autres : le capteur lit à 16 Hz, le contrôle décide à 20 Hz, le serveur répond quand un client arrive, la LED clignote. L’état partagé est un dictionnaire — sûr ici car asyncio ne change de tâche qu’aux await. La sécurité (obstacle → stop) est dans la tâche de contrôle, jamais dans le serveur : même si le réseau plante, le robot s’arrête devant le mur. C’est l’architecture d’un vrai robot connecté.

def afficher():
    ecran.fill(0)
    ecran.text("ROVER-1  " + (wlan.ifconfig()[0] if wlan else "no wifi"), 0, 0)
    d = capteur.distance()
    ecran.text(f"{d:5.1f} cm" if d else "  --- cm", 0, 16)
    ecran.text(f"incl {inclinaison():+5.1f}", 0, 28)
    ecran.rect(0, 44, 128, 8, 1); ecran.fill_rect(1, 45, int(126 * batterie()), 6, 1)
    if d and d < 15 and (time.ticks_ms() // 250) % 2:
        ecran.text("!", 120, 16)
    ecran.show()

Timer(period=200, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t: micropython.schedule(lambda _: afficher(), 0))

micropython.schedule sort l’affichage (lent, alloue de la mémoire) de l’interruption du timer pour l’exécuter dans le fil principal. Sans cela : erreur « schedule queue full » ou plantage.

Le gyro seul dérive (biais intégré : 0,5 °/s × 10 s = 5°). L’accéléromètre seul est bruité et voit le choc. Le filtre à 0,98 prend le meilleur des deux : le gyro pour les mouvements rapides, l’accéléromètre pour recaler lentement. α trop grand : la dérive revient ; trop petit : le bruit revient. C’est un filtre de Kalman du pauvre, et il stabilise des drones et des gyropodes. Avec le vrai capteur, calibrez d’abord le biais du gyro (moyenne de 200 lectures au repos, à soustraire).

22 octets par paquet (21 + CRC), 8,8 kbit/s : négligeable pour le WiFi, énorme pour une liaison série à 9600 bauds — le binaire compte. Le CRC détecte toute erreur sur 1 bit et 99,6 % des erreurs multiples ; c’est un polynôme sur le corps à deux éléments (séance 13, XOR = addition modulo 2), théorie que vous verrez en prépa sous le nom de codes cycliques. UDP ne garantit ni l’ordre ni l’arrivée : le numéro de séquence mesure les pertes. Pour l’horloge : envoyer t₁, recevoir la réponse avec t₂ (carte) et t₃ (PC) ; décalage ≈ t₂ − (t₁ + t₃)/2 ; répéter et garder les aller-retours les plus courts. C’est l’algorithme de NTP, qui synchronise les horloges d’Internet à la milliseconde.