3 · La carte Complete¶
Ce qui rend la Complete particulière¶
La Complete est la carte ESPuino actuelle et le point de référence de ce manuel. Son grand avantage se résume en un mot : l'intégration. Là où les versions précédentes nécessitaient d'assembler et de câbler plusieurs modules, la Complete réunit presque tout sur une seule carte – ESP32-WROVER, amplificateur, régulateur de charge, surveillance de tension, l'extenseur de ports pour les connexions supplémentaires et le lecteur de carte SD. Sur le plan fonctionnel, elle offre donc essentiellement la même chose que l'ancienne mini4L, mais elle est moins chère et bien plus rapide à assembler. Seule la carte casque reste un complément séparé et optionnel.
Concrètement, cela signifie : tu reçois la carte entièrement assemblée. La soudure CMS – c'est-à-dire la soudure fine des minuscules composants – est déjà faite en usine. Ce qu'il reste à faire, c'est souder quelques fils et connecteurs, ce qui est décrit au chapitre 5.
Caractéristiques techniques¶
Avant d'entrer dans le détail, les faits en un coup d'œil :
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Dimensions | 72,2 × 70,6 mm, quatre trous de fixation (⌀ 3,2 mm) |
| Construction | carte quatre couches, entièrement assemblée en CMS |
| Contrôleur | ESP32-WROVER, 16 Mo de flash, 8 Mo de PSRAM |
| Alimentation | régulateur à découpage buck/boost (TPS63000), 3,3 V constants |
| Entrées | USB-C et/ou batterie (LiPo ou LFP), toutes deux protégées contre l'inversion de polarité |
| Régulateur de charge | courant de charge maximal fixe de 1 A, LED d'état embarquée |
| Amplificateur | MAX98357A, une sortie haut-parleur (les deux canaux mixés), ~1 W sur 4 Ω |
| Stockage audio | microSD (SD-MMC, 1 bit), FAT32 |
| Extension | extenseur de ports PCA9555 pour entrées/sorties supplémentaires |
| Connecteurs | connecteurs JST-PH pour le lecteur RFID, le haut-parleur, la molette rotative, les Neopixels, jusqu'à 5 boutons, la carte casque, la LED de charge, l'interrupteur d'extinction et la batterie ; plus l'USB-C et le connecteur d'extension Ext.Conn1. Le connecteur I²C reste non peuplé en usine (détails). |
Tout le reste – quel fil va où, ce que fait chaque pont de soudure – est couvert dans les sections suivantes, notamment dans la référence de brochage.
L'alimentation¶
ESPuino est censé fonctionner à partir de sources très différentes – une alimentation USB, une batterie LiPo ou une batterie LiFePO4 (LFP). Et quelle que soit la source active à un instant donné, et quel que soit l'état de charge de la batterie : il faut que 3,3 volts stables sortent côté ESP32.
C'était justement là le point sensible autrefois. La mini4L alimentait le contrôleur via ce qu'on appelle un régulateur linéaire (LDO). Un tel régulateur « brûle » la tension excédentaire, mais a lui-même besoin d'une petite marge : quand la batterie était presque vide et ne fournissait plus qu'environ 3,3 V, il n'en restait plus qu'environ 3,1 V en sortie – déjà trop peu pour l'ESP32 à proprement parler (en pratique, ça fonctionnait quand même le plus souvent, mais ce n'est pas très propre). Cela devient particulièrement délicat avec les batteries LFP, qui ne fournissent de base qu'environ 3,2–3,3 V ; il fallait donc carrément contourner le régulateur dans ce cas.
La Complete résout ce problème à la racine grâce à un régulateur à découpage buck/boost. Celui-ci peut aussi bien abaisser une tension trop élevée qu'élever une tension trop basse, et fournit ainsi 3,3 V constants, indépendamment de la source et de l'état de charge. S'ajoute à cela une coupure en cas de sous-tension, qui protège l'appareil avant que la batterie ne soit déchargée trop profondément. Il faut néanmoins préciser d'emblée que cette protection ne remplace jamais la fonction de coupure d'un BMS, qui doit impérativement être intégré à la batterie utilisée.
Les deux entrées – USB-C et batterie – sont en outre protégées contre l'inversion de polarité. Le régulateur de charge intégré charge la batterie avec un courant fixe de 1 A maximum. Pour que ce courant de charge ne soit pas excessif pour la batterie (règle empirique : pas plus de la moitié de la capacité par heure, « 0,5 C »), la batterie devrait avoir au moins 2000 mAh. La coupure en cas de sous-tension intervient à des seuils différents selon le type de batterie : environ 2,75 V pour le LFP, environ 3,15 V pour le LiPo. Ces valeurs se situent volontairement avec une certaine marge au-dessus de la limite absolue de décharge – cela préserve la batterie et évite que de brefs pics de courant (un son fort, par exemple) n'éteignent immédiatement l'appareil.
Charge & LED de charge¶
Une petite LED d'état sur la carte affiche directement l'état de charge :
| LED | Signification |
|---|---|
| Clignotement rapide | USB connecté, mais aucune batterie détectée |
| Allumée en continu | USB et batterie connectés – la batterie est en charge |
| Éteinte | Batterie pleine (avec USB + batterie) ou fonctionnement sur batterie seule |
Si tu souhaites ramener cet indicateur vers l'extérieur du boîtier, il existe un connecteur 2 broches dédié pour une LED de charge externe. La résistance série nécessaire est déjà présente sur la carte, tu peux donc connecter la LED directement – veille juste à respecter la polarité imprimée.
Un point à comprendre : pendant la charge, la tension de batterie mesurée n'est pas significative, car le processus de charge la relève artificiellement. Un affichage fiable du niveau de charge n'existe donc que lorsque l'appareil fonctionne uniquement sur batterie (plus de détails au chapitre 4).
Allumer et éteindre¶
En temps normal, c'est le bouton intégré à la molette rotative qui « éteint » et « allume » l'ESPuino – en réalité, il passe en veille profonde économe en énergie et se réveille immédiatement à la pression d'un bouton (voir le glossaire et le chapitre 9). Pour la plupart des usages, c'est tout à fait suffisant.
Si tu veux réduire encore davantage la consommation au repos, tu peux prévoir un véritable interrupteur. La Complete dispose pour cela d'un connecteur d'extinction 2 broches : un interrupteur qui y est connecté coupe totalement l'alimentation centrale de 3,3 V en désactivant le côté sortie du régulateur à découpage – l'ESP32 est alors vraiment éteint, pas seulement endormi. La charge par USB continue de fonctionner même quand l'interrupteur est sur « off ».
Interrupteur d'extinction : les inconvénients
- Le démarrage qui suit est un peu plus long (démarrage à froid complet plutôt que réveil depuis la veille profonde).
- Un interrupteur d'extinction matériel ne peut pas être combiné avec le réveil LPCD du PN5180 – les deux s'excluent mutuellement.
Consommation & alimentation¶
En fonctionnement, un ESPuino consomme grossièrement entre 140 et 350 mA, selon le volume et la luminosité des Neopixels. Si l'on ajoute la charge, cela peut aller jusqu'à 1 A supplémentaire. Pour que ton alimentation ne soit jamais juste – lecture forte et charge simultanées –, utilise une alimentation USB d'au moins 1,5 A.
L'amplificateur et le son¶
Le son est assuré par un MAX98357A, un petit amplificateur classe D avec convertisseur numérique-analogique intégré. À 3,3 V, il délivre environ 1 watt dans un haut-parleur de 4 ohms – suffisant pour une boîte à histoires compacte à volume domestique. De petits haut-parleurs large bande comme le Visaton FR 7 (4 Ω) ont fait leurs preuves.
Une différence avec la mini4L : la Complete n'a qu'un seul amplificateur, donc une seule sortie haut-parleur. « Mono » au sens de un canal est perdu n'est pas tout à fait exact ici – la sortie porte les deux canaux stéréo mixés ensemble (la somme de la gauche et de la droite), rien n'est donc perdu. C'est donc une sortie monocanal – exactement ce qu'il faut pour une boîte à histoires compacte. À la sortie casque (via la carte casque séparée), la stéréo est disponible.
Le son ne doit pas obligatoirement passer par l'amplificateur intégré : ESPuino maîtrise aussi le Bluetooth – en tant que source, pour envoyer le son vers une enceinte ou un casque Bluetooth, et en tant que récepteur, où ESPuino devient lui-même le haut-parleur et où tu peux par exemple diffuser depuis ton téléphone. Les deux modes, et les points à surveiller, sont couverts au chapitre 9.
Le gain de base se règle via un pont de soudure :
| Pont de soudure | Gain de base |
|---|---|
| JP2 – posé en usine | +3 dB |
| aucun pont | +9 dB |
| JP3 | +15 dB |
Jamais JP2 et JP3 en même temps
Les deux ponts s'excluent mutuellement : un seul des deux peut être posé à la fois – ou aucun, et on reste alors à +9 dB.
Le réglage d'usine JP2 (+3 dB) s'avère généralement assez fort pour une boîte à histoires, et il a un effet secondaire agréable : avec le gain de base plus faible, les 21 niveaux de volume du logiciel sont plus rapprochés, ce qui permet de régler le volume plus finement. Les détails sur ces ponts de soudure se trouvent dans les ponts de soudure au chapitre 5.
Versions & contenu de livraison¶
La révision actuelle de la Complete est la 5.1. Elle réunit les deux variantes de batterie sur une seule carte – LFP ou LiPo se choisit via les ponts de soudure JP5/JP6 (voir chapitre 5). Le bouton de réinitialisation est posé en usine depuis 09/2026.
Seule une poignée des cartes précédentes (rév. 5.0/5.0.1) sont encore en circulation ; si tu en possèdes une, les petites différences sont indiquées dans les ponts de soudure au chapitre 5.
À l'achat, tu as le choix entre trois variantes – celle qui te convient dépend de ce que tu souhaites apporter toi-même (détails et prix dans la liste de prix #3344, forum en allemand) :
- La carte seule – la Complete entièrement assemblée, sans autre accessoire.
- Set 1 – la carte avec les câbles de connexion nécessaires.
- Set 2 – comme le Set 1, avec en plus la carte casque.
Indiquer le type de batterie à la commande
À la commande, tu dois indiquer si tu souhaites la version LiPo ou la version LFP. Le type de batterie correspondant est préconfiguré en usine via les ponts de soudure sur la carte – tu n'as donc rien à régler toi-même. Si tu souhaites plus tard passer à l'autre type de batterie, cela reste modifiable par la suite en déplaçant un ou deux ponts de soudure (plus de détails dans les ponts de soudure au chapitre 5).
Connecteurs, éléments de commande, brochage¶
La référence de brochage suivante montre quelle fonction se trouve sur quel connecteur – lors du câblage, c'est ici qu'il faut vérifier en cas de doute.
Référence de brochage¶
Extrait de settings-complete.h. Important : les valeurs ≥ 100 sont des canaux de
l'extenseur de ports (PCA9555, canal = valeur − 100), et non des GPIO ESP32 directs ; 99 =
inutilisé/factice.
Cette différence a une importance pratique : un canal de l'extenseur de ports ne peut pas être utilisé de manière aussi universelle qu'un vrai GPIO. Il sert essentiellement à réagir à un bouton (entrée) ou à commuter quelque chose (sortie) – et même cela doit d'abord être programmé pour tes propres extensions. Plus d'informations sur l'extenseur de ports au chapitre 12.
| Fonction | Signal | Broche |
|---|---|---|
| Audio (I²S) | DOUT / BCLK / LRC | GPIO 25 / 27 / 26 |
| RFID (SPI) | CS / SCK / MOSI / MISO | GPIO 21 / 18 / 23 / 19 |
| RFID (PN5180 uniquement) | RST / BUSY / IRQ | GPIO 22 / 33 / 32 |
| Carte SD | SD-MMC 1 bit : CLK / CMD / D0 | GPIO 14 / 15 / 2 |
| Molette rotative | CLK / DT | GPIO 34 / 39 |
| Molette rotative | bouton | PE 105 |
| Boutons | Previous / Pause-Play / Next | PE 100 / 101 / 102 |
| Boutons | bouton 4 / bouton 5 | PE 103 / 104 |
| Neopixel | signal LED | GPIO 12 |
| Alimentation | coupure des périphériques (POWER) |
PE 114 |
| Alimentation | amplificateur (GPIO_PA_EN) |
PE 113 |
| Batterie | mesure de tension (ADC) | GPIO 35 |
| Casque | détection de la prise (HP_DETECT) |
PE 108 |
| Réveil / interruption PE | réveil depuis la veille profonde | GPIO 36 |
| IR (optionnel) | récepteur IR | GPIO 5 |
GPIO libres
Sur le connecteur d'extension Ext.Conn1 se trouvent les GPIO 0, 5 et 32 encore libres. Deux choses à savoir : le GPIO 0 est utilisé par l'ESP32 en interne (mode de démarrage) et ne devrait être utilisé à d'autres fins qu'en cas d'urgence. Le GPIO 32 est la ligne IRQ du PN5180, et n'est donc libre que tant que tu n'utilises pas le LPCD – en mode LPCD (JP1/JP8), le lecteur l'occupe. Le GPIO 5, enfin, est l'entrée du récepteur IR optionnel.
Les connecteurs en un coup d'œil¶
Presque tout se branche via de petits connecteurs JST-PH – chacun a son propre nombre de broches, ce qui évite de les confondre. Cet aperçu montre ce qui va où :
| Connecteur | Type | Pour |
|---|---|---|
| Lecteur RFID | 10 broches | RC522 ou PN5180 (brochage ci-dessous) |
| Haut-parleur | 2 broches | un haut-parleur mono |
| Molette rotative | 5 broches | volume + bouton (marche/arrêt) |
| Neopixel | 3 broches | LED d'état et de progression |
| Boutons (jusqu'à 5) | 2 broches chacun | Previous, Play/Pause, Next, bouton 4/5 |
| Carte casque | 6 broches | sortie casque optionnelle |
| LED de charge externe | 2 broches | indicateur de charge optionnel sur le boîtier |
| Interrupteur d'extinction | 2 broches | véritable interrupteur optionnel |
| Batterie | 2 broches | LiPo ou LFP avec BMS |
Ne jamais se fier à la couleur des fils
Le brochage des connecteurs se base sur le marquage imprimé sur la carte, pas sur la couleur des fils d'un câble tout fait. Avant de brancher quoi que ce soit, vérifie toujours signal par signal en te référant au marquage de la carte.
Le brochage exact du connecteur RFID – 10 broches, avec les différences entre PN5180 et RC522 – se trouve là où tu en as besoin : au chapitre 5 → Brochage du connecteur RFID.
Choisir les composants¶
Certains composants dépendent de tes propres préférences. Voici les décisions à prendre :
- Lecteur RFID : au choix entre le RC522 (abordable, largement suffisant pour la plupart des usages) et le PN5180 (plus sensible, portée plus grande, et prérequis pour le réveil LPCD optionnel). Grâce à la détection automatique (voir ci-dessous), tu ne t'engages pas via le firmware.
- Carte microSD : une carte microSD tout à fait ordinaire, formatée en FAT32. Les cartes à partir de 64 Go sont généralement formatées en exFAT en usine et doivent d'abord être reformatées (voir la remarque). Les cartes très grandes ou très bon marché ne fonctionnent en outre pas toujours de façon fiable. En cas de problème, essaie plutôt une carte différente (plus petite).
- Batterie : optionnelle – ESPuino fonctionne aussi durablement sur alimentation USB. Pour un usage mobile, le choix entre LFP et LiPo est suffisamment important pour avoir son propre chapitre : voir chapitre 4 · La batterie.
- Haut-parleur : selon tes goûts et la taille du boîtier ; un haut-parleur large bande de 4 ohms comme le Visaton FR 7 convient bien. L'amplificateur délivre au maximum 1 W – un haut-parleur surdimensionné n'apporte donc rien ici.
- Casque : optionnel via la carte casque séparée (basée sur la puce MS6324, forum #1099, en allemand).
Le type de lecteur RFID n'est plus une question de firmware
Auparavant, il fallait choisir la bonne variante de firmware pour RC522 ou PN5180 lors du flashage. Depuis mai 2026, ESPuino détecte le lecteur automatiquement à l'exécution. Le choix du lecteur est donc devenu une décision purement matérielle, dont tu n'as plus à te soucier lors de la mise à jour du firmware.
Formater les grandes cartes en FAT32
Les cartes à partir de 64 Go (SDXC) sont formatées en exFAT en usine. Windows ne propose pas le FAT32 pour des cartes aussi grandes dans sa boîte de dialogue standard – un outil comme « FAT32 Format » (guiformat) permet de le faire. Le SD Card Formatter officiel est pratique pour réinitialiser une carte proprement, mais il formate les grandes cartes en exFAT conformément à la norme SD – pour du FAT32, tu auras donc besoin en plus de l'outil mentionné.
Limites de la carte¶
Pour que tu saches ce que la Complete ne fait volontairement pas :
- Un seul amplificateur – pas de véritable fonctionnement stéréo avec deux haut-parleurs pilotés séparément.
- Pas de logique 5 V – en interne, tout fonctionne en 3,3 V.
- Pas de compteur coulombmétrique – le niveau de charge est estimé à partir de la tension de la batterie, pas compté précisément. Avec le LFP en particulier, la tension reste très plate sur une grande partie de la décharge, ce qui rend l'affichage d'autant plus approximatif (plus de détails au chapitre 4).
Schémas, modèle 3D & documents¶
Pour aller plus loin ou concevoir un boîtier, le fil de discussion Complete (#3817) (forum en allemand) contient la documentation complète – les schémas (rév. 5.0.1 et rév. 5.1 en PDF) ainsi qu'un modèle 3D de la carte (fichier STEP). Les trous de fixation se trouvent dans les quatre coins (⌀ 3,2 mm) ; pour les espacements exacts, le modèle 3D est la meilleure source.
Pour les utilisateurs avancés : autres connecteurs¶
Ext.Conn1, Ext.Conn2, Ext.USB et l'extenseur de ports
Ces connecteurs ne sont pas nécessaires pour un montage classique – ils sont destinés à des cas particuliers et certains sont laissés non peuplés en usine (peuplables sur demande).
- Ext.Conn1 sort des signaux supplémentaires : 3,3 V commutés (actifs uniquement en fonctionnement, coupés en veille profonde), 3,3 V permanents, Batterie +, les GPIO 0, 5 et 32 encore libres (avec les restrictions de la remarque « GPIO libres » ci-dessus) et les canaux d'extenseur de ports PE109/PE112.
- Ext.Conn2 fournit GND et deux tensions : OOut (~4,6 V sous USB, sinon tension de la batterie ; l'USB est prioritaire) et Vin (identique à OOut, mais peut être coupée par l'interrupteur d'extinction).
- Ext.USB est une entrée 5 V alternative (VUSB, GND, CC1, CC2) ; les résistances de 5,1 kΩ nécessaires sont déjà en place. Attention : cette entrée n'est pas protégée contre l'inversion de polarité – réservée aux utilisateurs expérimentés.
- L'extenseur de ports PCA9555 fournit des entrées/sorties supplémentaires ; il gère en interne, entre autres, les boutons et quelques lignes de commande, et est également abordé au chapitre 12.
Commander & accessoires¶
Tu peux te procurer la Complete et des accessoires optionnels – comme la carte casque ou le kit de molette rotative – auprès du développeur. Ce qui est disponible et son coût figurent dans la liste de prix du forum (#3344) (en allemand).