Présentation projet: détecter l'allumage led

Bonjour

Inscrit depuis peu, je suis enfin prêt à démarrer mon projet.

Matériel acheté Arduino UNO + quelques bricoles pour les connexions et le livre de M. Tavernier.
Je vais mener mon projet par petite étapes.

Première étape: Alimenter la carte; La source d'alimentation sera une batterie 12v, pour me rassurer, j'aimerai descendre la tension à 9
Solution: 5 diodes en série -3v environ (pas trop pro); ou un régulateur 7809 par exemple sans radiateur, car l'intensité consommée par le montage sera minimale.

Deuxième étape: Contrairement à 99% de la documentation consultée, moi je ne veux pas allumer une led, mais détecter l'allumage et l'extinction d'une Led.
Solution: Détection de l'état de la led par photodiode ou autre.

Ci-dessous les cahiers des charges du projet (liste non exhaustive, puisque je débute).

Cahier des charges pour le Hardware:
• Lancement du programme d'acquisition par bouton poussoir N°1
• Fin du programme d'acquisition par bouton poussoir N°2
• Aucune possibilité de couper les fils, donc détection par photodiode, ou autre.
• Acquisition d'un signal numérique (haut ou bas).
• Minimum d'électronique à câbler.

Cahier des charges pour le programme:
• Lancement du programme d'acquisition à l'appui du bouton poussoir N°1
• Arrêter le programme d'acquisition à l'appui du bouton poussoir N°2
• Enregistrer le temps à chaque allumage et extinction.
• Visualiser les donnes enregistrées; soit en temps réel, soit en temps différé.

Schéma des interfaces
• Bouton poussoirs pas de problèmes
• Photo diode ou autre, je n'ai pas vraiment trouvé comment obtenir un signal numérique en sortie

Interrogations
• Possibilité d'utiliser un seul bouton poussoir pour démarrer et arrêter l'acquisition.
• Existe t'il un simulateur (autrement qu'en ligne) pour simuler tout ça; d'un prix abordable.
Merci de vos conseils et suggestions

Bonjour Jean-Claude

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Alimenter la carte; La source d'alimentation sera une batterie 12v, pour me rassurer, j'aimerai descendre la tension à 9
Solution: 5 diodes en série -3v environ (pas trop pro); ou un régulateur 7809 par exemple sans radiateur, car l'intensité consommée par le montage sera minimale.

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Pour moi il y a beaucoup mieux qu'un 78xx, ces petits modules sont réglables et il ne chauffent pas. J'en toujours une "poignée" sous la main.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Contrairement à 99% de la documentation consultée, moi je ne veux pas allumer une led, mais détecter l'allumage et l'extinction d'une Led.
Solution: Détection de l'état de la led par photodiode ou autre

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Une LED "normale" ne donne pas beaucoup de lumière à détecter. A quelle distance veux-tu détecter l'allumage?
Le capteur le plus simple, si tu peux le coller près de la LED, est la photorésistance comme ceci ou plus généralement comme cela. Ce sera une lecture analogique, à toi de régler le seuil entre l'état Haut et l'état Bas.

A+
Cordialement
jpbbricole

si vous avez accès aux broches de la LED que vous voulez surveiller, vous pouvez aussi lire la tension pour faire une détection par ce biais au lieu de "visuellement"

Citation:

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Envoyé par Jay M

si vous avez accès aux broches de la LED que vous voulez surveiller, vous pouvez aussi lire la tension pour faire une détection par ce biais au lieu de "visuellement"

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Bonjour

J'ai suivi votre conseil, j'ai coupé les fils d'alimentation de la led pour y mettre une dérivation.

Quand à l'alimentation de la carte, j'ai opté pour un diviseur de tension à l'aide de résistances.

Toujours sur le sujet de l'alimentation: La carte sera alimentée par la prise prévue à cet effet (sorte de "jack"). Si je connecte un mini PC en USB pour visualiser les données acquises par le programme, y a t'il un risque de mélange des alimentations?, puisqu'on aussi peut alimenter la carte par la prise USB.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Toujours sur le sujet de l'alimentation: La carte sera alimentée par la prise prévue à cet effet (sorte de "jack"). Si je connecte un mini PC en USB pour visualiser les données acquises par le programme, y a t'il un risque de mélange des alimentations?, puisqu'on aussi peut alimenter la carte par la prise USB.

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Bonjour, si c'est une carte officielle ou un clone bien fait, il y a un petit circuit comparateur qui coupe l'alimentation USB si la tension dispo sur le Jack "est suffisante" - donc non pas de problème, vous pouvez mettre 9V sur le Jack par exemple et quand même brancher votre USB pour utiliser le port Serial ou charger des programmes.

Un diviseur de tension à l'aide de résistances n'est pas génial, vous allez dissiper bcp en chaleur... La prise jack peut supporter 12V sur de nombreux arduino (vérifiez pour le votre, un vrai UNO supporte 12V sur le Jack) mais bien sûr c'est alors son régulateur qui va chauffer surtout si vous tirez bcp de courant. sinon le Buck Converter mentionné par @JPBricole est une très bonne idée aussi. (les MP1584 replacent les anciens LM2596)

Bonjour

Merci de cette réponse rapide.

La carte achetée est une carte officielle, donc un souci de moins.

Je peux opter pour le régulateur que vous avez mentionné; dans ce cas le problème du mélange des alimentations est-il traité par la carte?

y a t-il un document qui décrit tous ces petits accessoires ainsi que le fonctionnement interne de la carte? Cela m'évitera d'encombrer le post avec des questions, si je peux trouver la réponse dans un document; cette démarche est plus "formatrice".

Je vais donc relire la partie description de la carte du livre de M. Tavernier; je suis peut être passé à coté.

Petit Up: Je relance la question posée en début de post sur les simulateurs?

Citation:

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Envoyé par Jay M

si vous avez accès aux broches de la LED que vous voulez surveiller, vous pouvez aussi lire la tension pour faire une détection par ce biais au lieu de "visuellement"

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Bonjour

De retour après une absence assez longue (les choses de la vie) j'ai tout de même bien avancé sur mon projet.

Hardware et câblage sont prêts et je dispose de points de mesure pour la tension led.

Là une question se pose.
La led est commandée par une unité centrale; un calculateur d'injection de gaz.
Dans le peu de documentation trouvée sur ce calculateur, il est précisé que lors des dépannages, les mesures de tension doivent êtres réalisées avec un appareil dont l'impédance d'entrée est supérieure à 10Mhoms; ce qui est logique pour ne pas perturber le fonctionnement de l'unité centrale.

D'après mes lectures, les capteurs connectés sur les broches analogique de l'Arduino doivent avoir une faible impédance 10 KOhms max.

Je nage

Mon souci est d'une part de ne pas griller le calculateur gaz (introuvable aujourd'hui) et d'autre part d'avoir une mesure cohérente.

Je pourrai utiliser une entrée numérique qui ont une haute impédance, mais la tension aux bornes de la led étant vraisemblablement max 1,2v, je ne pense pas que cela fonctionnera, qui plus est je n'ai pas d'oscilloscope pour mesurer le signal sur les bornes de cette led (un contrôleur me donnera une tension moyenne).

Des idées?

Bonjour Jean-Claude

Peut-être un ADC ADS1015 12-Bit, il est donné pour 6MOhms (à vérifier!) et il est interfacé en i2C.

Cordialement
jpbbricole

Bonjour

Merci de ta réponse, mais utiliser ce type de matériel n'est pas de ma compétence.

Bonjour Jean-Claude

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Bonjour

Merci de ta réponse, mais utiliser ce type de matériel n'est pas de ma compétence.

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Pourquoi? si incompétence on est là pour changer ça.

Cordialement
jpbbricole

Bonjour à tous ;)

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Quand à l'alimentation de la carte, j'ai opté pour un diviseur de tension à l'aide de résistances.

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En effet ce n'est pas une bonne idée comme l'a dit Jay M. Mettre des diodes en série est une bonne solution et elle est plus simple a mettre en oeuvre qu'un régulateur.

Citation:

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Envoyé par Jay M

Un diviseur de tension à l'aide de résistances n'est pas génial, vous allez dissiper bcp en chaleur...

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Et en plus il va y avoir des chutes de tension qui seront fonction du courant consommé. On aura une tension quand le Arduino va être en marche, la tension va chuter dès qu'on allumera une LED, etc... plus on va consommer et plus ça va baisser. La formule du pont diviseur n'est valable que si on tire un courant négligeable dessus.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Dans le peu de documentation trouvée sur ce calculateur, il est précisé que lors des dépannages, les mesures de tension doivent êtres réalisées avec un appareil dont l'impédance d'entrée est supérieure à 10Mhoms; ce qui est logique pour ne pas perturber le fonctionnement de l'unité centrale.

D'après mes lectures, les capteurs connectés sur les broches analogique de l'Arduino doivent avoir une faible impédance 10 KOhms max.

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Il y a donc bien une incompatibilité, un instrument qui a une impédance d'entrée supérieure à 10MΩ sous entend qu'il ne tirera quasiment pas de courant sur le capteur. Et en effet, l'ADC du Arduino réclame du courant pour fonctionner c'est pour ça qu'il est recommandé d'avoir une source d'impédance inférieure à 10kΩ

Exemple, si tu veux faire un pont diviseur pour abaisser la tension d'un signal afin de la mesurer avec l'ADC de l'Arduino, il faut que la valeur de la résistance équivalente de Thévenin soit inférieure à 10kΩ et pour ça il suffit de calculer la moyenne harmonique des deux résistances qui composent le pont diviseur. Si elles s'appellent R1 et R2, la moyenne harmonique est R_Thévenin = 1 / (1/R1 + 1/R2)

Citation:

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Envoyé par jpbbricole

Peut-être un ADC ADS1015 12-Bit, il est donné pour 6MOhms (à vérifier!) et il est interfacé en i2C.

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Bonne idée ! Cet ADC est de type ΔΣ (l'entrée est un amplificateur différentiel) tandis que l'ADC du Arduino est du type SAR (l'entrée est composé d'un petit condensateur qui échantillonne) et les impédances d'entrées sont complètement différente.

Une autre idée est simplement d'intercaler un AOP câblé en suiveur. Certain AOP ont une impédance d'entée bien supérieure à 10MΩ (satisfaisant le capteur) et une impédance de sortie bien inférieure à 10kΩ (satisfaisant le Arduino)

Pièce jointe 580372

Bonjour

Cette idée d'ampli opérationnel me plaît bien, parce que simple.

Vous avez compris que je ne suis pas une pointure en électronique!

Vincent Petit

Pour les alimentations, une pile 9 v pour l'Arduino et une alimentation maison basée sur un 7805 pour les accessoires; tout ça est prêt et testé.

Comme je peux pratiquement coller à la led, je vais explorer les pistes photorésistance et coupleur optique, avec ça plus de problème d'impédance.

Suite: Etude des ampli op photorésistance coupleur optique et consort. C'est pas gagné cette affaire.

A suivre

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

Bonjour à tous ;)
Et en effet, l'ADC du Arduino réclame du courant pour fonctionner c'est pour ça qu'il est recommandé d'avoir une source d'impédance inférieure à 10kΩ

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C’est pas tout à fait cela: Le "courant" nécessaire est quasiment négligeable, le condensateur d’échantillonnage “sample and hold” est petit (14pF de mémoire)

Les entrées analogiques de l'ATMEGA328P sont constituées d'un seul convertisseur analogique / numérique (CAN) 10 bits dont la source est la sortie d’un multiplexeur à 8 canaux (6 utiles sur UNO) qui permet de choisir une pin source (A0, A1,...). Il y a une résistance de 1 à 100KΩ juste avant ce condensateur.

Si l'impédance de la source est faible (moins de 10KΩ) alors la constante de temps induite par la résistance et la capacité est faible (µs), largement inférieure à la période de l'ADC. Mais si l'impédance de la source est élevée le condensateur mettra plus longtemps pour se charger.

Donc la recommendation c’est surtout parce que cela permet au condensateur d’échantillonnage à l'entrée du CAN de se charger pendant le temps qui lui est imparti entre la commutation du multiplexeur d'entrée et le démarrage de la conversion. Si l’impédance est trop élevée, lors d’une commutation de pin (passage de A0 à A1 par exemple) vous aurez une importante trace résiduelle de la tension précédente et si elles sont fortement différentes votre analogRead() sera faux.

Tu as tout à fait raison Jay M

:ccool:

Bonjour

Merci des réponses

Vu mon niveau en électronique, ça me passe un peu "au dessus".

Néanmoins j'en tire des conclusions toutes personnelles.

1- Pas question de connecter directement les bornes de la Led à tester directement à l'Arduino
2- Je n'ai aucun moyen de connaître l'impédance de la source.
3- Un ampli opérationnel semble une bonne solution, d'après mes lectures je peux même si nécessaire, amplifier la tension pour un meilleure lecture ( exemple max 4 v) et peut être dans ce cas utiliser une entrée numérique puisque ce sont seulement les états éteint / allumé de cette Led qui m'intéressent (le programme sera plus simple dans ce cas).
4- Est ce que l'ensemble (CAN + ampli-op +câblage) sera assez rapide pour discerner les changements de valeur de la tension mesurée; la fréquence de clignotement de la Led ne me paraît pas trop élevée environ 500ms entre chaque changement d'état.
5- Il existe sur le marché une pléthore d'ampli-op "rail to rail"; lequel choisir.? Je suis prêt, vu le coût du composant, à en acheter plusieurs et faire les essais qui conviennent.
6- Je pense que si j'utilise une photorésistance collée sur la led, les valeurs de la tension générée par la photorésistance seront trop faibles pour être exploitables.

Question annexe: j'ai fait une recherche pour trouver un "shield" que je pourrais utiliser; pas trouvé; Est-ce que cela existe?

Citation:

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6- Je pense que si j'utilise une photorésistance collée sur la led, les valeurs de la tension générée par la photorésistance seront trop faibles pour être exploitables.

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Si vous pouvez coller vraiment à la LED et qu'il n'y a pas d'autres sources de perturbation alors c'est à tester quand même si la LED brille un tant soit peu (visible par un humain), ce sera détectable (si c'est pour suivre et décoder une pulsation en MHz c'est plus compliqué !)

ça vaut le coup d'essayer quand même

La Led est suffisamment brillante, puisque c'est un voyant qui doit attirer l'attention de l'opérateur.

Je peux réellement coller à la Led, j'ai les machines nécessaires pour fabriquer le support qui isolera la Led du monde extérieur.

Pour les autres perturbations, je peux câbler en blindé et la distance entre le point de mesure et le système de mesure est max 1 m.

La fréquence de clignotement est environ de 100hz.

Je vais tester.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

La fréquence de clignotement est environ de 100hz.

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Vous êtes sûr de vos 100Hz?
100 fois par seconde ce n’est plus visible pour l’œil humain normalement à cause de la persistance rétinienne

Oh la la:oops:
Autant pour moi; la Led change d'état tous les 500ms donc cela doit faire 2hz.
Je n'aurai pas dû manquer les cours de mathématiques.:mrgreen:

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Oh la la:oops:
Autant pour moi; la Led change d'état tous les 500ms donc cela doit faire 2hz.
Je n'aurai pas dû manquer les cours de mathématiques.:mrgreen:

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Ok, ça fait même du 1hz si on parle du clignotement (elle clignote une fois par seconde)

C’est plus simple à détecter aussi !!