Distance câblage arduino et capteur et/ou ecran

Bonjour,

Je veux faire un système de détection d’état d’ouverture de portail en connectant un capteur ultrasons sur un arduino et en affichant l’état d’ouverture par un dessin sur un écran oled qui communique en SPI.

Le capteur devant se trouver forcément dehors à côté du portail et l’écran dans la maison à environ 10m, où mettre l’arduino ? Je n’ai pas l’habitude de faire des montages avec d’aussi grandes distances de câblage je crains des chutes de tension ou pertes de données.

Par avance merci

It sounds like a fun project. If you are just detecting an open gate, a switch would be much easier to implement. One thing I suggest is because of the length of the lines go to a higher voltage and then use a buck converter to drop it back to your operating voltage. Always add capacitors at the load end of the power feed. I typically use 24VDC for this, it also can save on wire size. Do not forget lightning protection. Beyond this we will need more information and preferably a schematic, not a frizzy picture.

C’est pour moi un des rares cas ou on peut mettre deux cartes Arduino qui communiquent entre elles. Pour l’affichage, si il y a moins de 15 ordres à faire passer et que la fréquence est très basse, il est possible de dialoguer en parallèle, les câbles utilisés pour les données (interphone, bouton d’ouverture de portail…) sont souvent en 6 ou 8 fils.

Hello,

Oui j’ai pensé à mettre 2 Arduino mais du coup les faire communiquer par quel moyen simple ? Il n’y aurait que 3 états à transmettre (fermé, piéton et ouvert). Je me disais que l’Arduino côté capteur pourrait envoyer sur une sortie analogique 3 voltages différents qui seraient reçus par l’Arduino d’affichage. Mais ne va-t-il pas y avoir une chute de tension trop importante sur une dizaine de mètres de câble, je n’ai pas d’expérience sur ce type de montage ?

Je peux toujours faire un essai entre 2 Arduino c’est rapide et si ça fonctionne je rajouterai capteur et affichage…

Si il y a 3 ordres, le plus simple est d’utiliser deux fils numériques (4 possibilités) en 0/5V, il n’y a pas de problèmes en basse vitesse. C’est ce que j’ai pour ouvrir mon portail. C’est du fil ordinaire

Électronique analogique encore le retour ! :grin:

Domaine du transport de signaux.
Une paire de fils, car il ne faut jamais oublier le fil de masse, est équivalent à de la capacité.
Plus le fil est long, plus la capacité est forte.

Dans le cas ou à l’utilisation l’impédance de charge des fils de la paire est grande l’effet de cette capacité sera de “bouffer” les fronts et le signal rectangulaire se transformera en une patate.

inerference_intersymbole1
inerference_intersymbole2

On voit que le signal s’étire et il se produit de l’interférence inter symbole
→ le symbole N va interférer sur le symbole N+1. Si un 1 interfère sur un 0 il s’avèrera difficile de distinguer un 1 d’un 0.

Solution : le câble adapté.
Ce peut être le câble coaxial 75 ohms pour la télé, mais aussi du câble téléphonique constitué de paires de fils. Défaut le câble téléphonique a pour impédance caractéristique 600 ohms.
Du câble Ethernet, impédance caractéristique 100 ohms convient mieux et il y a plusieurs paires de fils.
Principe avec exemple câble télé : Si le câble est bien adapté entrée et sortie il présentera côté réception toujours une impédance pure (cad sans effet capacitif ni inductif) égale à son impédance caractéristique. Que votre antenne soit à 2 m ou à 20 m le téléviseur verra toujours 75 ohms résistifs.

Schéma de principe de la liaison :

Remarque : cette adaptation ne fonctionne pas avec des signaux bidirectionnels comme l’I2C.
Par chance le SPI est unidirectionnel :
SCK : c’est toujours le maître qui fourni l’horloge
MoSi : Master out, Slave In → sens maître vers esclave
MiSo : Master In, Slave out → sens esclave vers maître.

Réalisation pratique :
Une paire pour Sck, une paire pour Mosi et une paire pour Miso.
Les paires sont repérées par les couleurs : couleur principale, par exemple vert et couleur d’accompagnement blanc avec un liseré qui rappelle la couleur principale.
Les masses seront toutes réunies à chaque extrémité et connectées à la masse de la carte et à celle de l’écran.
Si elles n’étaient réunies qu’à une seule extrémité cela ne serait plus une ligne adaptée, mais un blindage.

Valeurs des composants :
Condensateurs entre 100 nF et 1 µF selon la fréquence de l’horloge du SPI, prendre de la techno céramique.
NB : n’acheter que s’il sont spécifiés X7R, fuir le Y5V ou absence de spécification qui équivaut à du Y5V. Seul le X7R est stable en température.
capa_ceramique

Résistance :

  • émission :
    il faut tenir compte du Rsdon des transistors de sortie du microcontrôleur : environ 30 ohms. Il faudrait que Re fasse 100-30 =70 ohms. Par expérience cela fonctionne mieux avec une valeur plus faible qu’avec une valeur plus forte. Mais ici ce ne devrait pas être trop sensible.
    Je dirais : n’approvisionner que des 100 ohms, commencer avec Re = 100 ohms et si cela fonctionne mal ajouter une 100 ohms en parallèle ce qui fera 50 ohms.
  • réception :
    La valeur théorique 100 ohms convient, l’entrée d’un CI présentant plus d’un mégohm.

Rôle du condensateur Cs :
Éviter que Re et Rs constituent un pont diviseur par 2 pour le continu.

Si le portail est motorisé, utiliser son alimentation électrique pour faire de la transmission par courants porteurs. On achète les composants à Castorama, un shield ethernet sur un arduino local, et le tour est joué.

Merci pour ces différentes propositions. Finalement pas mal de choses sont possibles. Même si ce n’est pas la plus smart je pense que je vais tester dans un premier temps 2 Arduino (en fait 2 Adafruit feather que j’ai en stock et qui supporte parfaitement un oled de la même marque) en les faisant communiquer par combinaison de 2 fils numériques, ça je sais le faire et je n’ai beaucoup de temps à consacrer à ce projet. Et la seule question est de savoir si ça fonctionnera avec 10m entre les 2. Si ça ne fonctionne pas je me rabattrai sur une des autres solutions.

Je vous tiens au courant si ça vous intéresse…

C’est toujours intéressant de savoir quelle sont les solutions qui fonctionnent au bout du compte.