Mettre en boite

Bonjour,

Je suis en train de réaliser un enregistreur de données GPS/GNSS brutes, en utilisant un projet dispo sur github.

J'ai fait un premier montage sur une plaque d'essai:

À droite, on a la carte GNSS Sparkfun. En haut, on voit l'adaptateur coaxial U.FL vers SMA pour brancher l'antenne GPS. Tout à droite, un bouton d'interruption pour noter des waypoints.

À gauche, on a la carte adafruit Adalogger. Au-dessus le bouton permet de terminer les enregistrements et de clôturer le fichier de log en cours. Le fil jaune permet de relier la pin Enable à Ground pour activer/désactiver la carte. L'alimentation se fait par la prise micro-USB, tout à gauche.

Le problème, c'est que c'est encombrant pour aller faire des mesures sur le terrain. Pour info, la plaque fait 21 x 13 cm². Alors, j'ai voulu mettre ça dans une boîte, si possible pas trop grande. J'ai fait un premier essai:

L'antenne est à droite ;D . J'ai acheté un câble-rallonge micro-USB coudé à un bout pour déporter la connexion USB à l'extérieur de la boîte. Globalement, ça marche mais ce n'est pas pratique du tout. L'adaptateur coaxial est rigide et court, ce qui laisse très peu de débattement. Le câble USB est trop rigide et trop long: il occupe toute la boîte. J'ai besoin d'accéder à la carte µSD pour transférer les données sur ordinateur or, actuellement, c'est difficile avec les autres câbles et, à force, je vais endommager la prise U.FL qui n'est pas faite pour être démontée et remontée. En plus, quand j'ouvre le couvercle, il y a tout qui vient avec. Au début, j'avais mis la sortie du coaxial sur le couvercle, à côté des boutons, mais je n'arrivais même pas à le connecter à sa carte. Sur le positionnement des deux cartes, je suis obligé de mettre la carte adalogger en long pour pouvoir brancher l'USB d'un côté et récupérer la carte µSD de l'autre.

Je voudrais faire un nouvel aménagement. J'ai fait une liste de contraintes:

  • la carte mémoire doit être facilement accessible
  • alimentation par micro-USB
  • il faut une connexion U.FL/SMA
  • un bouton-poussoir pour les waypoints
  • un bouton-poussoir pour terminer les enregistrements
  • un bouton-switch pour Marche/Arrêt
  • un bouton-switch pour Fixe ou Mobile
  • il faut voir les LEDs sur les cartes pour vérifier que tout va bien
  • (pouvoir sortir les cartes, surtout la GPS pour mise à jour de firmware mais elles ne sont pas soudées directement sur la carte-mère donc ce n'est pas un problème)

Dans les idées, il y avait de ne rien mettre qui sorte par le couvercle mais plutôt tout qui sort du même côté. Si vous avez des suggestions, n'hésitez pas. ::slight_smile:

Vous avez un besoin ultra spécifique, il faudra explorer vos choix de design de l’expérience utilisateur
Par exemple Sur ces points

un bouton-poussoir pour les waypoints
un bouton-poussoir pour terminer les enregistrements
un bouton-switch pour Marche/Arrêt
un bouton-switch pour Fixe ou Mobile
il faut voir les LEDs sur les cartes pour vérifier que tout va bien

sont les conséquences de choix sur l’ui/UX et vous pourriez repenser l’interface homme machine différemment par exemple un encodeur rotatif on tourne pour le mode et une pression pour action dans ce mode.

Un boîtier spécifique (Impression 3D par exemple) ensuite sera à créer correspondant au besoin et pour faciliter l’intégration sans doute fabriquer un PCB adapté pour dégager les fils et avoir le port usb et carte SD en façade.

Si vous êtes prêt à envisager une autre solution matérielle je trouve que les M5Stack sont bien pratiques car très intégrés Et "propres" pour le truc de base (écrans boutons wifi esp32 etc - un exemple de boîtier ici) et la possibilité de rajouter des petites boites qui se collent magnétiquement/avec des pins traversantes pour des extensions (il existe des modules GPS, cf par exemple ce boîtier) ou des boîtiers (Module de prototypage) pour bricolages perso.

En achetant ces petits boîtiers d’extension Le résultat fait assez "pro". (Cf pleins de modules ici, pas forcément le fournisseur le moins cher, juste premier lien Google).

Comme vous avez un ESP32 vous pouvez utiliser l’OTA update pour le programme et le WiFi ou Bluetooth de manière générale pour échanger avec le module (export des données si vous ne voulez pas extraire la carte SD)

Merci pour tes suggestions.

Concernant le PCB, je pense que c'est une voie qu'il faut que j'explore. Potentiellement, je peux en avoir besoin dans un autre projet. Il faut que je vois si je peux trouver quelqu'un avec la compétence autour de moi :wink: .

De là à mettre ça dans une boite, imprimée 3D ou pas, avec accès en façade de l'USB et de la µSD, ça ne paraît pas facile car ils sont à l'opposé l'un de l'autre sur la carte adafruit. En plus, la carte µSD ne dépasse pas vraiment de la carte adafruit, ce qui imposerait sans doute un trou assez important pour y accéder. Je voudrais éviter les trous trop gros pour limiter l'entrée de l'humidité par mauvais temps.

D'ailleurs, à propos de PCB et solution compacte, la personne qui a fait le projet que j'utilise a aussi conçu une carte additionnelle compacte avec la puce GNSS intégrée : ZED-F9P FeatherWing USB. Comment est-ce que je peux faire réaliser cette carte? Il y a des entreprises qui proposent ce genre de réalisation à tarif raisonnable pour une série très limitée (2) ?

Quant à partir sur du M5Stack, c'est joli mais ça me paraît un peu trop ambitieux pour moi, en terme de travail de programmation. Mais je dois reconnaître qu'avant ce projet, je rêvais d'un tel enregistreur qu'on aurait contrôlé par bluetooth depuis son smartphone.

Pour un PCB vois avec JLCPCB

MarsaMatruh:
De là à mettre ça dans une boite, imprimée 3D ou pas, avec accès en façade de l'USB et de la µSD, ça ne paraît pas facile car ils sont à l'opposé l'un de l'autre sur la carte adafruit. En plus, la carte µSD ne dépasse pas vraiment de la carte adafruit, ce qui imposerait sans doute un trou assez important pour y accéder. Je voudrais éviter les trous trop gros pour limiter l'entrée de l'humidité par mauvais temps.

pour la µSD, il existe des rallonges/déport pour les µSD, regarde ici (premier résultat amazon)

avec ça tu peux placer ta SD ou tu veux dans ton boitier.

Attention, j'ai déjà essayé ce produit. Le marquage sur la partie mâle a l'air identique.
Ne fonctionne pas, y compris sur RPI ou PC.
Mais j'ai peut-être eu la malchance de tomber sur un exemplaire défectueux.
D'autre part le boîtier accepte des SD et non pas des µSD.

Je voudrais éviter les trous trop gros pour limiter l'entrée de l'humidité par mauvais temps.

De toutes façons la présence d'une carte µSD imposera une fente d'insertion, donc une entrée possible d'humidité.

Pourquoi ne pas envisager une liaison radio ?

Je suggérais d’un point de vue usb de rajouter un connecteur en façade et vous routez derrière avec 4 petits fils (genre téléphone ou ethernet extraits de la gaine) vers votre vraie entrée USB.

Pour la SD, si vous avez choisi le Adafruit Feather M0 Adalogger juste parce que la carte SD est intégrée et que vous n’utilisez pas la partie batterie, ce n’est pas forcément le bon choix.

Pour faire juste un Log Un ATSAMD21G18 ARM Cortex M0 c’est vraiment l’artillerie lourde. Un Arduino Micro ou Nano avec un module carte SD est tout à fait envisageable et vous pourrez le déporter en périphérie de la boîte.

Si vous partez sur un Arduino Micro vous pouvez aussi mettre un module FTDI en façade pour l’USB et router les pins directement vers les bonnes pins de l’Arduino.

Vous pourriez intégrer une batterie (cf les articles sur le site de RitonDuino/Henri) pour alimenter le tout sur le terrain, en utilisant éventuellement un mode sommeil suivant le besoin en fréquence de log.

Il faudra utiliser SoftwareSerial pour le GPS cependant car sur un Nano ou Micro on n’a qu’un seul port série matériel. À 9600 bauds et moins de 10Hz pour la lecture des trames GPS ça ne devrait pas poser de soucis de stabilité cependant. Sinon faudra bricoler pour se connecter sur Serial en usage, mais prévoir des cavaliers/interrupteur sur Tx et Rx de l'arduino pour déconnecter le GPS quand vous voudrez uploader un nouveau code.

En fabriquant ensuite un PCB à la taille de votre boîtier vous aurez ces composants discrets qui tombent pile au bon endroit pour vos trous au dixième de mm près.

Bonjour
il est peut etre interessant de dedier un pelicase avec des connecteurs etanches
Tu veux faire du log au format UBX ?

j'ai 4 modules C099-F9P-1 reçu de ublox depuis un moment

J'avais en tete d'installer une base RTK dans ma campagne et de regarder pour pur transmettre les data RTCM en lora, mais comme toujours , je manque de temps pour bien "jouer"

Je réponds à tout le monde dans le désordre.

Je fais déjà du log UBX. En plus des essais en plaine, j’ai fait une campagne de mesure en montagne. Je traite avec le fork de RTKLIB.

Pour faire du différentiel temps-réel RTK, il y a le projet centipède avec des propositions pour fabriquer une base et un rover. Il est à noter que le moteur RTK des puces F9P est plus robuste que celui de RTKLIB. On atteint plus facilement la précision centimétrique en conditions difficiles (végétation par exemple). Après, transmettre les corrections RTCM en Lora, je ne sais pas si ça va suffire en bande passante.

Pour l’étanchéité, ça m’intéresse. Je préférerais avoir l’étanchéité et devoir ouvrir la boîte pour récupérer la carte µSD que d’avoir la carte µSD accessible depuis l’extérieur mais sans étanchéité. Pour le moment, je n’ai ni l’un, ni l’autre :confused: . Par contre, les pelicase sont bien trop grandes. Actuellement, je suis sur une boîte de 120 x 80 x 50 mm. Je la trouve encore grande par rapport à ce qu’il y a l’intérieur.

Pour le choix de la carte Adafruit Feather M0 Adalogger, c’est celle qui était dans le projet initial que j’ai utilisé. Le fait que le processeur soit surdimensionné, ça ne me gêne pas. Ça ne va pas changer la consommation globale du projet (ni son prix). La partie GNSS consomme 130 mA si alimentée en 5 V. L’ensemble doit être à 160 mA, le complément venant de la carte µSD je pense (lors d’un enregistrement à 10 Hz). Par ailleurs, au début, je voulais alimenter par batterie Li-ion 18650. J’ai rencontré des problèmes de stabilité avec corruption des fichiers et redémarrages intempestifs de la carte, alors, pour le moment, j’ai mis de côté. Je vais peut-être y revenir, les problèmes de stabilité ayant été supprimés en réduisant la vitesse de transfert SPI vers la carte µSD. J’avais aussi constaté que j’avais une forte chute ohmique sur le 3.3 V entre la carte adafruit et la carte GNSS, de l’ordre de 150 mV. Les petits fils, ce n’est pas top quand on a des courants importants. Je soupçonne que j’ai la même chose entre la batterie et la carte, avec mes 25 cm de fil. Il faut que je mesure ça un coup et, éventuellement, que je raccourcisse les fils.

Pour info, concernant les débits, je transfère des données brutes à environ 3 kO/s, avec des mesures à 1 Hz. J’ai fait des essais avec succès jusqu’à 10 Hz. J’ai pris un fork du projet qui transfère les données entre GNSS et enregistreur en I2C.

Pour les connexions externes, je cherche une rallonge micro-USB souple, un peu comme la rallonge µSD avec une natte. Pour le moment, je n’ai pas trouvé en souple, pas trop long et montage en façade. Peut-être faut-il que j’enlève toute la partie extérieure de ma rallonge actuelle.

Pour le PCB seul, j’ai vu qu’il y avait différentes entreprises, localement ou à l’autre bout de la planète, pour la fabrication. L’autre question, c’est si je veux une carte avec des composants CMS déjà soudés dessus. Dans ces composants, la puce GNSS qui est assez grosse, peut-elle être prise en charge?

JLCPCB fait du montage CMS. Voir "SMT Assembly" sur leur site.
Par contre je doute qu'ils puissent fournir des composants peu connus.
https://jlcpcb.com/parts

MarsaMatruh:
… Par contre, les pelicase sont bien trop grandes. Actuellement, je suis sur une boîte de 120 x 80 x 50 mm. Je la trouve encore grande par rapport à ce qu’il y a l’intérieur.

A voir si un modele en microcases peut faire l’affaire

Pour le soudage des composants SMT, le problème est déjà d'avoir la puce F9P toute seule. Digikey semble les proposer en bande avec le nombre d'unités qu'on veut en rajoutant des amorces à la bande. Comme ça, ça peut se mettre directement dans la machine. Mais il faut encore l'envoyer en Chine...

En France, il y a l'air d'avoir Nextus Lab à Sophia-Antipolis qui fait ça. Il y a différentes options : on leur envoie les composants, on commande et on fait livrer chez eux, ils s'occupent directement de la commande (75 € pour la prestation).

Pour la boite, je n'avais pas vu les microcases. C'est dans les bonnes dimensions.

En fait, la boîte que j'utilise actuellement est déjà plus ou moins étanche avec un joint qui fait le tour du couvercle... jusqu'à ce que je fasse de gros trous dedans.

Donc, si je veux rester étanche (ou au moins protégé des éclaboussures), il faut juste que je fasse des passages étanches. Le coaxial a déjà un joint torique. J'imagine qu'on doit trouver des boutons étanches. Il me reste l'USB. Soit on a des gros connecteurs ronds à fixer en panneau comme ça, soit on a juste le connecteur USB avec un joint autour comme ça mais je ne comprends pas trop comment ça tient. C'est sensé être soudé en SMD et c'est la carte électronique qui maintient la prise? Si vous avez d'autres propositions pour le passage de l'USB...

MarsaMatruh:
En fait, la boîte que j'utilise actuellement est déjà plus ou moins étanche avec un joint qui fait le tour du couvercle... jusqu'à ce que je fasse de gros trous dedans.

Donc, si je veux rester étanche (ou au moins protégé des éclaboussures), il faut juste que je fasse des passages étanches. Le coaxial a déjà un joint torique. J'imagine qu'on doit trouver des boutons étanches. Il me reste l'USB. Soit on a des gros connecteurs ronds à fixer en panneau comme ça, soit on a juste le connecteur USB avec un joint autour comme ça mais je ne comprends pas trop comment ça tient. C'est sensé être soudé en SMD et c'est la carte électronique qui maintient la prise? Si vous avez d'autres propositions pour le passage de l'USB...

bonsoir
pour l'usb en etanche il existe çà

avec bouchon baïonnette
çà existe en d'autres terminaisons et dans ton cas je crois je partirais sur une base atmega2560 pro mini
plutot qu'un nano ne serait ce déjà que pour bénéficier de plusieurs uart hard et eviter les lib serial soft avec leur limitation , je remplacerais le regulateur 3.3v par un mcp182x (LDO/LQC) pour utiliser par exemple une simple 18650 comme source d'energie.