Communication sans fil

• Comprendre les principes de base de la communication sans fil.
• Identifier les principales technologies sans fil utilisées dans les objets connectés (IoT).
• Comprendre le rôle d'un microcontrôleur (comme l'ESP32) dans la gestion de ces communications.

Les bases de la communication sans fil

La communication sans fil repose sur la transmission d'ondes électromagnétiques, comme la lumière ou les ondes radio, pour transporter des informations. Ces ondes se propagent dans l'air sans besoin de fil. Pour qu'un objet connecté fonctionne, il doit posséder trois éléments clés : un capteur ou un actionneur (pour percevoir ou agir sur le monde physique, comme un capteur de température ou une LED), un microcontrôleur (le 'cerveau' qui traite les données et prend des décisions, par exemple un ESP32 ou un Arduino), et un module de communication sans fil (l'antenne et le circuit qui envoie et reçoit les ondes). Le principe est simple : le microcontrôleur convertit une information (ex: 'température = 22°C') en un signal numérique (une suite de 0 et de 1). Le module sans fil transforme ensuite ce signal numérique en onde radio qui voyage jusqu'à un récepteur, comme votre box internet ou votre téléphone. C'est le même principe que pour la radio FM, mais avec des données numériques au lieu de la musique.

Les principales technologies : Wi-Fi, Bluetooth, et autres

Toutes les communications sans fil ne se valent pas ! Selon la distance, la quantité de données à envoyer et la consommation d'énergie, on utilise des technologies différentes. Le Wi-Fi est le plus connu : il permet un débit élevé (envoyer beaucoup de données rapidement) et une connexion directe à Internet via une box, mais il consomme beaucoup d'énergie. Il est parfait pour les objets branchés en permanence, comme une caméra de surveillance ou un enceinte connectée. Le Bluetooth (souvent en version Low Energy - BLE) est conçu pour des communications courtes distances (quelques mètres) avec une consommation d'énergie très faible. Il est idéal pour connecter un objet à votre téléphone, comme une montre connectée ou un casque audio. Au-delà, pour des objets très économes en énergie qui doivent communiquer sur de longues distances (plusieurs kilomètres), on utilise des technologies comme LoRaWAN ou Sigfox, utilisées par exemple pour des capteurs de pollution en ville ou des compteurs d'eau 'intelligents'. Chaque technologie est un outil différent dans la boîte à outils de l'ingénieur.

Applications pratiques

Prenons l'exemple concret d'une station météo connectée que vous pourriez programmer. Elle utilise un capteur de température/humidité (comme un DHT22) branché à un microcontrôleur ESP32. Ce dernier possède un module Wi-Fi intégré. Toutes les 5 minutes, le programme (le 'sketch') demande une mesure au capteur. Ensuite, il se connecte au réseau Wi-Fi de la maison et envoie les données (ex: '21.5°C, 45%') vers un service en ligne dédié (comme ThingSpeak ou Blynk). Vous pouvez alors consulter l'historique et les graphiques sur votre téléphone, n'importe où dans le monde. Un autre exemple est un bouton d'appel sans fil : un simple circuit avec un bouton poussoir et un module BLE. Quand on appuie, il envoie un signal à un smartphone à proximité, qui peut déclencher une action (envoyer un SMS, allumer une lampe). Ces applications montrent comment la combinaison capteur + microcontrôleur + module sans fil + programme crée un objet intelligent.