Créer une horloge numérique avec la carte ESP32 et le module RTC DS1302

ESP32 17-02-26

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Plan de tutoriel

1- Présentation du projet

2- Matériel nécessaire

3- Schéma de câblage de l'horloge

4- Programmation de la carte ESP32

Présentation du projet

Ce projet consiste à créer une horloge numérique électronique en utilisant la carte Espressif Systems ESP32, le module RTC DS1302 et un afficheur LCD I2C. L’objectif est d’afficher l’heure et la date en temps réel sur un écran LCD.

Le module RTC DS1302, développé par Maxim Integrated, permet de conserver l’heure et la date même lorsque l’alimentation principale est coupée, grâce à une pile de sauvegarde. La carte ESP32 lit les informations du module RTC et les envoie à l’afficheur LCD I2C, qui les affiche de manière claire et lisible.

Ce projet permet d’apprendre à :

- utiliser une carte ESP32

- communiquer avec un module RTC

- afficher des données sur un écran LCD I2C

- réaliser un système embarqué basé sur le temps réel

Cette horloge numérique peut être utilisée comme horloge de bureau, horloge murale ou comme base pour des projets plus avancés, comme un réveil ou un système domotique.

Matériel nécessaire

1- Carte ESP32

La carte ESP32 est le microcontrôleur principal du projet. Elle permet de contrôler l’ensemble du système. Elle lit l’heure et la date depuis le module RTC DS1302 et envoie ces informations à l’afficheur LCD I2C.

2. Module RTC DS1302

Le module RTC DS1302 est un composant électronique qui permet de garder et de fournir l’heure et la date en temps réel. Il est souvent utilisé avec des cartes programmables comme la Micro:bit, Arduino UNO ou ESP32 pour créer des horloges numériques, des réveils ou des systèmes automatisés.

3. Afficheur LCD I2C

L’afficheur LCD I2C sert à afficher les heures, minutes, secondes et la date

4. Câbles de Connexion (Jumper Wires)

Fils de connexion

Les fils de connexion assurent la liaison entre la carte ESP32, le module RTC DS1302 et l’afficheur LCD. Ils permettent de relier les broches d’entrée/sortie et d’alimentation.

6- Breadboard (Plaque d'essai) :

plaque d'essai

Une breadboard est utile pour créer un circuit temporaire et connecter facilement les composants entre eux.

Schéma de câblage de l'horloge

1- Connexion du module RTC DS1302 à la carte ESP32

RTC DS1302	Carte ESP32
CLK	GPIO 19
DAT	GPIO 18
RST	GPIO 5
GND	GND
VCC	5V

2- Connexion de l’afficheur LCD I2C à la carte ESP32

Afficheur LCD I2C	Carte ESP32
VCC	5V
GND	GND
SDA	GPIO 20
SCL	GPIO 19

Programmation de la carte ESP32

Le programme MicroPython permet de réaliser une horloge numérique en utilisant la carte ESP32, le module RTC DS1302 et un afficheur LCD I2C. Il permet d’afficher automatiquement l’heure, la date et le jour de la semaine sur l’écran LCD.

On commence par l’importation de ces bibliothèques:

i2c_lcd et lcd_api → pour afficher les informations sur l’écran LCD I2C

ds1302 → pour contrôler le module RTC DS1302

Voici le code en Micropython qui implémente le fonctionnement du système :

# Importer la classe Pin pour contrôler les broches GPIO
# et la classe I2C pour la communication I2C
from machine import Pin, I2C

# Importer la bibliothèque pour contrôler l'afficheur LCD I2C
from i2c_lcd import I2cLcd

# Importer la bibliothèque du module RTC DS1302
import ds1302

# Importer la bibliothèque time (utile pour les délais)
import time


# ================= CONFIGURATION DE L'AFFICHEUR LCD I2C =================

# Définir l'adresse I2C de l'écran LCD (souvent 0x27 ou 0x3F)
I2C_ADDR = 0x27

# Initialiser la communication I2C
# I2C(0) : bus I2C numéro 0
# scl=Pin(22) : broche GPIO22 connectée à SCL
# sda=Pin(21) : broche GPIO21 connectée à SDA
# 4 : nombre de lignes de l'écran
# 20 : nombre de colonnes de l'écran
lcd = I2cLcd(I2C(0, scl=Pin(22), sda=Pin(21)), I2C_ADDR, 4, 20)

# Effacer l'écran LCD
lcd.clear()


# ================= CONFIGURATION DU MODULE RTC DS1302 =================

# Définir les broches connectées au module RTC
clk = Pin(19)   # Broche CLK (horloge)
dat = Pin(18)   # Broche DAT (données)
rst = Pin(5)    # Broche RST (reset)

# Créer un objet rtc pour contrôler le module DS1302
rtc = ds1302.DS1302(clk, dat, rst)


# ================= RÉGLAGE DE LA DATE ET DE L'HEURE =================

# ⚠️ Cette instruction doit être exécutée UNE SEULE FOIS puis commentée
# Elle permet de régler la date et l'heure dans le module RTC

rtc.date_time([2026, 2, 6, 5, 9, 6, 0])

# Format :
# [année, mois, jour, jour_semaine, heure, minute, seconde]


# ================= FONCTION POUR CONVERTIR LE NUMÉRO DU JOUR EN TEXTE =================

def get_day(d):
    # Cette fonction convertit le numéro du jour en nom du jour
    
    if d == 1:
        return "Monday"
    if d == 2:
        return "Tuesday"
    if d == 3:
        return "Wednesday"
    if d == 4:
        return "Thursday"
    if d == 5:
        return "Friday"
    if d == 6:
        return "Saturday"
    if d == 7:
        return "Sunday"


# ================= BOUCLE PRINCIPALE =================

while True:

    # Lire la date et l'heure actuelles depuis le module RTC
    t = rtc.date_time()

    # Positionner le curseur à la colonne 0, ligne 0
    lcd.move_to(0, 0)

    # Afficher le titre du projet
    lcd.putstr("ESP32 Clock")

    # Positionner le curseur à la ligne 1
    lcd.move_to(0, 1)

    # Afficher le jour de la semaine
    lcd.putstr("Day: " + get_day(t[3]))

    # Positionner le curseur à la ligne 2
    lcd.move_to(0, 2)

    # Afficher la date sous le format jour/mois/année
    lcd.putstr("Date: {}/{}/{}".format(t[2], t[1], t[0]))

    # Positionner le curseur à la ligne 3
    lcd.move_to(0, 3)

    # Afficher l'heure sous le format heure:minute:seconde
    lcd.putstr("Hour: {:02d}:{:02d}:{:02d}".format(t[4], t[5], t[6]))

    # Délai optionnel (à activer si nécessaire)
    # time.sleep(1)

    # Effacer l'écran (optionnel, généralement non nécessaire)
    # lcd.clear()

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# Importer la classe Pin pour contrôler les broches GPIO

# et la classe I2C pour la communication I2C

from machine import Pin, I2C

# Importer la bibliothèque pour contrôler l'afficheur LCD I2C

from i2c_lcd import I2cLcd

# Importer la bibliothèque du module RTC DS1302

import ds1302

# Importer la bibliothèque time (utile pour les délais)

import time

# ================= CONFIGURATION DE L'AFFICHEUR LCD I2C =================

# Définir l'adresse I2C de l'écran LCD (souvent 0x27 ou 0x3F)

I2C_ADDR = 0x27

# Initialiser la communication I2C

# I2C(0) : bus I2C numéro 0

# scl=Pin(22) : broche GPIO22 connectée à SCL

# sda=Pin(21) : broche GPIO21 connectée à SDA

# 4 : nombre de lignes de l'écran

# 20 : nombre de colonnes de l'écran

lcd = I2cLcd(I2C(0, scl=Pin(22), sda=Pin(21)), I2C_ADDR, 4, 20)

# Effacer l'écran LCD

lcd.clear()

# ================= CONFIGURATION DU MODULE RTC DS1302 =================

# Définir les broches connectées au module RTC

clk = Pin(19) # Broche CLK (horloge)

dat = Pin(18) # Broche DAT (données)

rst = Pin(5) # Broche RST (reset)

# Créer un objet rtc pour contrôler le module DS1302

rtc = ds1302.DS1302(clk, dat, rst)

# ================= RÉGLAGE DE LA DATE ET DE L'HEURE =================

# ⚠️ Cette instruction doit être exécutée UNE SEULE FOIS puis commentée

# Elle permet de régler la date et l'heure dans le module RTC

rtc.date_time([2026, 2, 6, 5, 9, 6, 0])

# Format :

# [année, mois, jour, jour_semaine, heure, minute, seconde]

# ================= FONCTION POUR CONVERTIR LE NUMÉRO DU JOUR EN TEXTE =================

def get_day(d):

# Cette fonction convertit le numéro du jour en nom du jour

if d == 1:

return "Monday"

if d == 2:

return "Tuesday"

if d == 3:

return "Wednesday"

if d == 4:

return "Thursday"

if d == 5:

return "Friday"

if d == 6:

return "Saturday"

if d == 7:

return "Sunday"

# ================= BOUCLE PRINCIPALE =================

while True:

# Lire la date et l'heure actuelles depuis le module RTC

t = rtc.date_time()

# Positionner le curseur à la colonne 0, ligne 0

lcd.move_to(0, 0)

# Afficher le titre du projet

lcd.putstr("ESP32 Clock")

# Positionner le curseur à la ligne 1

lcd.move_to(0, 1)

# Afficher le jour de la semaine

lcd.putstr("Day: " + get_day(t[3]))

# Positionner le curseur à la ligne 2

lcd.move_to(0, 2)

# Afficher la date sous le format jour/mois/année

lcd.putstr("Date: {}/{}/{}".format(t[2], t[1], t[0]))

# Positionner le curseur à la ligne 3

lcd.move_to(0, 3)

# Afficher l'heure sous le format heure:minute:seconde

lcd.putstr("Hour: {:02d}:{:02d}:{:02d}".format(t[4], t[5], t[6]))

# Délai optionnel (à activer si nécessaire)

# time.sleep(1)

# Effacer l'écran (optionnel, généralement non nécessaire)

# lcd.clear()

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