ESP32-S3 USB Bridge

Concept

L’ESP32-S3 USB bridge est le seul PCB custom nécessaire pour connecter un SimServer aux nodes de simulation (DAE, Dinamap, Scope…). C’est un petit circuit imprimé 2 couches qui fait le pont entre le réseau ESP-NOW des dispositifs et la machine hôte via USB-C.

graph LR
    Nodes["Nodes ESP32<br/>(DAE, Dinamap, Scope)"] <-->|ESP-NOW<br/>broadcast| Bridge["ESP32-S3<br/>USB Bridge"] <-->|USB-C<br/>JSON lines| Host["Machine hôte<br/>(Docker SimServer)"]

    style Nodes fill:#d94a4a,color:#fff
    style Bridge fill:#9b59b6,color:#fff
    style Host fill:#4a90d9,color:#fff

Astuce

SimServer lui-même tourne sur du matériel standard (Radxa ROCK 5 ITX+, Intel NUC, RPi 4/5…) — aucune carrier board custom n’est nécessaire pour la machine hôte. Voir Profils matériels pour le choix de la machine.

Spécifications

Paramètre	Valeur
MCU	ESP32-S3-WROOM-1 (N16R8)
Flash	16 Mo
PSRAM	8 Mo
Connecteur	USB-C (USB 2.0, CDC-ACM)
Couches PCB	2
Dimensions	~40 x 25 mm
Coût unitaire	~5 EUR (composants + PCB)
Licence	CERN-OHL-S v2
Conception	KiCad 8

Fonctions

Réception ESP-NOW

Reçoit les messages ESP-NOW des nodes (paramètres vitaux, annonces, événements) et les transmet à la machine hôte en JSON lines via USB série.

Émission ESP-NOW

Reçoit les commandes de SimServer via USB série et les retransmet aux nodes en broadcast ESP-NOW (démarrage scénario, overrides, événements).

LED de statut

LED RGB indiquant l’état : démarrage (bleu), connecté (vert), activité ESP-NOW (clignotement), erreur (rouge).

OTA via USB-DFU

Mise à jour du firmware via USB-DFU — pas besoin de retirer le bridge pour le flasher.

Schéma fonctionnel

┌─────────────────────────────────┐
│       ESP32-S3-WROOM-1          │
│          (N16R8)                │
│                                 │
│  ┌─────────┐    ┌────────────┐  │
│  │ ESP-NOW  │    │  USB CDC   │  │
│  │  Radio   │    │  (série)   │  │
│  └────┬─────┘    └─────┬──────┘  │
│       │                │         │
│  ┌────┴────────────────┴──────┐  │
│  │     Firmware bridge        │  │
│  │  (réception / émission     │  │
│  │   + JSON lines parsing)    │  │
│  └────────────┬───────────────┘  │
│               │                  │
│          ┌────┴────┐             │
│          │ LED RGB │             │
│          └─────────┘             │
└───────────────┬─────────────────┘
                │
           ┌────┴────┐
           │  USB-C  │
           └─────────┘

Communication USB série

Le bridge communique avec la machine hôte en JSON lines à 115200 baud. Chaque ligne est un message JSON complet terminé par \n.

// Bridge → Machine hôte
{"type":"vitals","device":"dinamap-01","hr":72,"spo2":98,"rr":16}
{"type":"announce","device":"dae-01","deviceType":"dae","capabilities":["shock","analyze"]}
{"type":"event","device":"dae-01","name":"shock_delivered","energy":200}

// Machine hôte → Bridge
{"cmd":"start","scenario":"acr-fv-adulte","group":1}
{"cmd":"override","param":"hr","value":120,"group":1}
{"cmd":"stop","group":1}

Sur Linux, le bridge apparaît comme /dev/ttyACM0 (USB CDC-ACM).

Isolation multi-kits

Le bridge supporte l’isolation par Group ID pour faire fonctionner jusqu’à 3 kits simultanément dans la même salle :

Kit	Canal WiFi	Group ID
Kit 1	1	1
Kit 2	6	2
Kit 3	11	3

Le Group ID est configuré via une commande JSON au démarrage.

Fabrication

• Conception : KiCad 8
• Fabrication : JLCPCB (PCB 2 couches + assemblage SMD)
• Coût PCB : ~1-2 EUR / unité (lot de 5)
• Coût total : ~5 EUR / unité (PCB + composants + assemblage)
• Licence : CERN-OHL-S v2

Voir PCB (KiCad) pour les détails de conception et les fichiers de fabrication.