ESP-IDF : Nœud météo MQTT avec ESP32-C6 et Si7021

Posté 06/09/2026

Par fleb72

5 min lire

Ce projet met en œuvre un nœud météo basé sur un ESP32‑C6 et un capteur de température et humidité Si7021 (i²C), avec publication des mesures horodatées en MQTT. Les données peuvent ensuite être intégrées dans un tableau de bord (Grafana, MQTT Explorer, etc.). Ce projet sert de prototype pour un petit nœud météo local, et à titre pédagogique pour illustrer l’usage d’un ESP32‑C6, d’un capteur I²C, de FreeRTOS, SNTP, et de MQTT. Il peut être étendu facilement (NVS, interface Web, BLE, autres capteurs…).

Retrouvez le dépôt du projet sur Github en suivant ce lien : Nœud météo MQTT avec ESP32‑C6 et capteur SI7021

Matériels et logiciels utilisés

ESP32-C6 DevKitC-1
Module Si7021 d’AdaFruit (connexion I²C → SDA : GPIO5, SCL : GPIO6)
Broker MQTT (Mosquitto)
Environnement de développement Espressif ESP-IDF v5.5
Driver Si7021

Objectifs fonctionnels

Acquisition des données

Lire périodiquement la température et l’humidité via le capteur Si7021 (I²C).
Gérer la fréquence d’acquisition via un paramètre configurable dans menuconfig.
Assurer une lecture fiable avec gestion des erreurs I²C.

Publication MQTT

Publier les mesures au format JSON structuré, incluant : température, humidité, et horodatage SNTP.

Exemple :

  
    {
      "timestamp": "2026-09-06T11:12:00Z",
      "temperature": 22.4,
      "humidity": 54.1
    }

Permettre la configuration complète du WiFi et du client MQTT via menuconfig :
- identifiant/mot de passe SSID
- adresse du broker
- port
- topic
- QoS
Gérer les reconnexions automatiques WiFi et MQTT.
Un moteur de décision configurable doit déterminer quand publier une mesure MQTT, en fonction :
- des variations significatives de température ou d’humidité (deltas configurables),
- d’un intervalle minimal entre deux publications pour éviter les rafales,
- d’un intervalle maximal de publication pour garantir une mise à jour régulière,
- d’un compromis entre réactivité et charge réseau, afin de ne pas saturer le broker MQTT.

Ce moteur permet de publier uniquement lorsque c’est pertinent, tout en assurant un rythme minimal de publication pour les tableaux de bord.

Paramétrage via menuconfig

Accès au menu de configuration grâce à la commande : ìdf.py menuconfig

Commande : idf.py menuconfig

Voir le fichier Kconfig.projbuild pour plus de détails sur les paramètres à configurer.

Quick Start

Pour compiler et téléverser le nœud météo ESP32‑C6, les commandes essentielles de l’environnement ESP‑IDF sont les suivantes :

  
# Configuration du projet (Wi‑Fi, MQTT, fréquences, etc.)
idf.py menuconfig

# Compilation du firmware
idf.py build

# Flash du firmware sur l’ESP32‑C6 (port à adapter)
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

# Ouverture du moniteur série (port à adapter)
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor

Architecture logicielle

Le nœud météo repose sur une architecture logicielle organisée autour de plusieurs tâches FreeRTOS indépendantes. Chaque tâche a une responsabilité claire, ce qui facilite la maintenance, l’extension et la fiabilité du système.

  
void app_main()
{
    // ...

    xTaskCreatePinnedToCore(si7021_task, "si7021", configMINIMAL_STACK_SIZE * 8, NULL, 5, NULL, APP_CPU_NUM);
    xTaskCreatePinnedToCore(decision_task, "decision", configMINIMAL_STACK_SIZE * 4, NULL, 4, NULL, APP_CPU_NUM);
    xTaskCreatePinnedToCore(wifi_task, "wifi", configMINIMAL_STACK_SIZE * 8, NULL, 3, NULL, APP_CPU_NUM);
    xTaskCreatePinnedToCore(mqtt_task, "mqtt", configMINIMAL_STACK_SIZE * 8, NULL, 4, NULL, APP_CPU_NUM);
}

Tâche d’acquisition (si7021_task, priorité 5)

Tâche responsable de la lecture périodique du capteur Si7021 via I²C.

Fonctions principales :

initialisation du bus I²C (i2cdev) ;
lecture de la température et de l’humidité
mise à disposition des données dans une structure partagée (variable globale g_si7021_data protégée également par un mutex) ;
respect de l’intervalle d’acquisition défini dans menuconfig (paramètre CONFIG_MEASURE_INTERVAL_SECONDS, 10s par défaut).

Tâche de décision (decision_task, priorité 4)

Tâche qui implémente le moteur de décision configurable.

Rôles :

déterminer si une publication MQTT est nécessaire ;
appliquer les règles configurées dans menuconfig pour assurer un rythme minimal de publication sans encombrer le réseau de messages MQTT :
- delta température (paramètre CONFIG_TEMP_DELTA, 5 x 1/10è de °C par défaut),
- delta humidité (paramètre CONFIG_HUM_DELTA, 10 x 1/10è %RH par défaut),
- intervalle minimal entre deux publications (paramètre CONFIG_MIN_PUBLISH_INTERVAL_SECONDS, 30s par défaut),
- intervalle maximal ou heartbeat (paramètre CONFIG_PERIODIC_DELAY_MINUTES, 10min par défaut) ;
en cas de décision positive, la donnée prête pour publication est enfilée dans une queue FreeRTOS.

Tâche de publication MQTT (mqtt_task, priorité 4)

Tâche qui gère la communication avec le broker MQTT.

Fonctions :

connexion au broker (Wi‑Fi + MQTT) ;
reconnexion automatique en cas de perte de réseau ;
lecture des données dans la queue, et construction du message JSON incluant l’horodatage SNTP (ISO‑8601) ;
publication sur le topic configuré.

Tâche de gestion du WiFi (wifi_task, priorité 3)

Tâche responsable de la connexion réseau et de la synchronisation SNTP.

Fonctions :

connexion au réseau (paramètres SSID / mot de passe depuis menuconfig) ;
initialisation et synchronisation au service SNTP ;
gestion des erreurs (ex. ESP_ERR_WIFI_SSID), et reconnexion automatique ;
notification des autres tâches en cas de perte de réseau.

L’usage de FreeRTOS permet de structurer le nœud météo en tâches indépendantes, chacune dédiée à une fonction précise (acquisition, décision, publication, réseau). Ce découplage apporte des bénéfices essentiels :

chaque tâche avance à son propre rythme sans bloquer les autres (lecture capteur, logique de décision, MQTT) ;
les problèmes réseau ou MQTT n’interrompent pas l’acquisition, les reconnexions sont gérées séparément ;
chaque tâche a une responsabilité unique, ce qui simplifie l’évolution du projet (ajout de capteurs, stockage, interface Web).

FreeRTOS assure ainsi un fonctionnement stable, réactif et modulaire, adapté à un nœud météo autonome.

Exemple de log dans un terminal

...
WiFi connected, IP obtained.
I (5019) esp_netif_handlers: sta ip: 192.168.1.131, mask: 255.255.255.0, gw: 192.168.1.254
SNTP started.
Envoi dans la queue -> Temperature: 23.66 °C, Humidity: 59.13 %
MQTT connected
Envoi dans la queue -> Temperature: 26.53 °C, Humidity: 64.61 %
MQTT published at 2026-08-31T19:52:23: {"temperature":26.53,"humidity":64.61,"timestamp":"2026-08-31T19:52:23"}
Envoi dans la queue -> Temperature: 25.45 °C, Humidity: 68.37 %
MQTT published at 2026-08-31T19:52:28: {"temperature":25.45,"humidity":68.37,"timestamp":"2026-08-31T19:52:28"}
...

Conclusion

Ce projet montre qu’il est possible de construire un nœud météo simple, fiable et entièrement configurable en s’appuyant sur l’ESP32‑C6, un capteur I²C et l’environnement ESP‑IDF. L’architecture en tâches FreeRTOS, associée au moteur de décision et au paramétrage via menuconfig, permet d’obtenir un système autonome, réactif et peu bavard sur le réseau MQTT.

Les données publiées au format JSON peuvent être intégrées facilement dans n’importe quel tableau de bord (Grafana, MQTT Explorer, Node‑RED…), ce qui ouvre la voie à de nombreuses extensions : ajout d’autres capteurs, stockage local, interface Web, ou intégration dans un système domotique existant.

Le dépôt GitHub fournit l’ensemble du code source pour reproduire ou adapter ce nœud météo selon vos besoins.

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ESP32 ESP-IDF

Cet article est sous licence CC BY 4.0 par l'auteur.