Détecter 15V AC sur GPIO

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09/03/2023, 17h29
laig0h

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Détecter 15V AC sur GPIO

Bonjour à tous.

Je souhaite brancher un capteur inductif PNP sur un Raspberry 3B+.
Ce capteur est alimenté en 12V, et fourni un tension entre sa borne de sortie et le GND de 4,3V à l'état bas, et 6,3V à l'état haut.
Après quelque recherche, j'ai cru comprendre qu'il serait possible de simplement "soustraire" 3,9V afin d'obtenir 0,4V à l'état bas, et 2,4V à l'état haut. Cela pourrait ce faire via une diode Zener. Cette tension pourrait directement être lue par mon Raspberry, car sa plage de détection est de 0,8V pour un niveau logique bas et 2V pour un niveau logique haut (d'après mes infos).

Voici mon schéma de câblage :
Pièce jointe 635507

Et comme vous vous en doutez, une fois le câblage réalisé, je n'obtiens pas le résultat attendu. Avec ce câblage, la GPIO du Raspberry reçoit 3V à l'état bas, et 5V à l'état haut.

Merci par avance à ceux qui prendront le temps de m'aider.
Bonne soirée
09/03/2023, 20h47
sevyc64

Mes années électroniques sont loin mais déjà, je pense que j'aurais mis la zener dans l'autre sens. Tel que tu l'a mise, elle se comporte comme une simple diode tout à fait standard.

Mais pour moi c'est pas suffisant. Il faut connaitre les caractéristiques de ton capteur.
Tu dis PNP, mais est-ce du collecteur ouvert, de l'émetteur ouvert ou est-ce une sortie linéaire. Il faut aussi connaitre le courant de sortie dans chacun des états, car il faut quand même un courant minimum qui traverse la diode pour l'activer.

Donne la ref de ton capteur.
10/03/2023, 10h42
Auteur

1 pièce(s) jointe(s)

Bonjour,

sevyc64 a raison la diode n'est pas dans le bon sens. Je me pose les même questions que sevyc64. Ensuite, pourquoi ne pas faire simplement un pont diviseur à la sortie ?

Quand j'ai des sorties numériques avec des tensions non TTL, j'utilise souvent des optocoupleurs (voir schéma). Il faut simplement ne pas oublier que la sortie est l'inverse de l'entrée ;)
10/03/2023, 14h00
sevyc64

Citation:

Envoyé par Auteur

Il faut simplement ne pas oublier que la sortie est l'inverse de l'entrée ;)

Sauf à utiliser un opto PNP :P
Mais peut-être que ce n'est plus aussi courant de nos jours.
10/03/2023, 15h24
Auteur

Citation:

Envoyé par sevyc64

Sauf à utiliser un opto PNP :P
Mais peut-être que ce n'est plus aussi courant de nos jours.

J'avoue n'en avoir jamais vu.
10/03/2023, 18h40
Guesset

1 pièce(s) jointe(s)

Transition de niveaux et transistor.

Bonjour,

Je ne vois pas trop l'intérêt d'un optocoupleur quand il n'y a pas besoin d'isolation galvanique. De plus comme les deux états sont > 4V3 le photo-coupleur sera toujours passant

Un malheureux transistor NPN fera très bien l'affaire s'il y a besoin de gain. Le signal est inversé mais pour une signalisation d'état, cela n'a généralement pas d'importance.

Pièce jointe 635588

Image un peu grande pour un si petit montage.

Les valeurs ne sont pas trop critiques. Il faut que la diode Zener soit au moins égale à 4.3 V et inférieure à 6.3 V. La résistance de base doit être calibrée pour que le courant à l'état haut soit proche de 1 mA (garantir la saturation avec un gain en courant d'une centaine) : (V_emax - Vz - 0.6V) / R de l'ordre de 1 mA.

Le capteur inductif est une ampoule Reed (contact si aimant proche) ?

Salutations
11/03/2023, 13h17
Auteur

Citation:

Envoyé par Guesset

Je ne vois pas trop l'intérêt d'un optocoupleur quand il n'y a pas besoin d'isolation galvanique. De plus comme les deux états sont > 4V3 le photo-coupleur sera toujours passant

ah, oui mince, en rédigeant ma réponse, j'ai oublié que l'état bas est à 4,3V :aie: :oops:
16/03/2023, 15h19
laig0h

Bonjour,

Un énorme merci pour toutes vos réponses.

J'ai probablement dessiné la Diode Zener dans le mauvais sens, mais j'ai bien essayé dans les deux sens en pratique.

Citation:

Envoyé par Guesset

Le capteur inductif est une ampoule Reed (contact si aimant proche) ?

Je ne saurais dire. Mon capteur à été acheté ici (PNP 2mm NC)

Citation:

Envoyé par Guesset

Les valeurs ne sont pas trop critiques. Il faut que la diode Zener soit au moins égale à 4.3 V et inférieure à 6.3 V. La résistance de base doit être calibrée pour que le courant à l'état haut soit proche de 1 mA (garantir la saturation avec un gain en courant d'une centaine) : (V_emax - Vz - 0.6V) / R de l'ordre de 1 mA.

Ok super. Donc le Raspberry sera soit connecté au 5V via un résistance de 10kOhm lorsque le transistor n'est pas passant, soit connecté au GND lorsque le transistor est passant.

J'essaie donc de dimensionner ce transistor, mais je ne suis pas sur de tout comprendre. Vous conseillez un Ib de 1mA. Je vois sur internet que pour assurer le bon fonctionnement du transistor, le gain doit être proche de 100, et qu'il se calcule comme cela : Gain = Ic (courant traversant) / Ib (courant de base).
Cependant, Ic dans ce circuit n'est pas égal à 100mA, mais = 5V/10kOhm = 0.5mA. Qu'ai je loupé ?

Cordialement,
Audran
17/03/2023, 10h33
Guesset

Du linéaire au non linéaire

Bonjour,

Non c'est bien cela. Le plus simple est effectivement de faire comme si on était en régime linéaire et de s'assurer que les valeurs de Vce trouvées pour l'état bas soient largement inférieures à 0. Bien sûr ce n'est pas possible 8-) mais cela signifie que l'on a quitté le domaine linéaire pour la saturation (il y a un pendant en blocage mais c'est plus facile : pas de courant de base => pas de courant de collecteur)..

Un peu tordu ? Peut être mais ça marche :D.

Selon l'impédance d'entrée on peut utiliser une autre résistance de charge. Avec les autres valeurs que j'ai proposé et un gain (linéaire) de 100 tant que Rc.Ib*100 > 5 V le montage quitte le domaine linéaire pour la saturation.

Salutations
17/03/2023, 22h15
Vincent PETIT

1 pièce(s) jointe(s)

Bonsoir,

Citation:

Envoyé par laig0h

Ce capteur est alimenté en 12V, et fourni un tension entre sa borne de sortie et le GND de 4,3V à l'état bas, et 6,3V à l'état haut.

C'est étrange :koi: Comment as tu mesuré ça ?

Je m'attendais à quelque chose comme ça à l'intérieur auquel cas il y a quelque chose qui ne va pas avec 4.3V à l'état bas et 6.3V à l'état haut avec 12V d'alimentation.

Pièce jointe 635978
19/03/2023, 11h28
Auteur

Citation:

Envoyé par Vincent PETIT

Bonsoir,

C'est étrange :koi: Comment as tu mesuré ça ?

Je m'attendais à quelque chose comme ça à l'intérieur auquel cas il y a quelque chose qui ne va pas avec 4.3V à l'état bas et 6.3V à l'état haut avec 12V d'alimentation.

Ton schéma et le dispositif décrit par laig0h me fait penser à la sortie d'un capteur IR sortie PNP que j'utilise régulièrement pour des manips en labo. Ce capteur s'alimente entre 12 et 24V et sa sortie est en 0V (état bas) ou tension d'alimentation (état haut). Et pour ces capteurs, j'utilise justement le système que j'ai posté dans mon précédent message.
19/03/2023, 11h42
Vincent PETIT

Bonjour,

Citation:

Envoyé par Auteur

Et pour ces capteurs, j'utilise justement le système que j'ai posté dans mon précédent message.

Et c'est bon montage, d'ailleurs un pont diviseur comme tu as proposé à la place du "device" dans le schéma que j'ai posté, convient aussi.

Mais vraiment, je suis étonné des valeurs annoncées (4,3V LOW et 6,3V HIGH) ou bien ce capteur est très différent de ce à quoi je m'attendais.

laig0h, tu peux faire quelques essais ? As tu un ohmmètre ?
19/03/2023, 15h39
sevyc64

Sans doute des impédances parasites qui trainent quelque part, mais c'est vrai que pour justifier les 4.3V c'est un peu compliqué.
Si on reprend le schémas de départ, et en supposant que la Zener est en réalité dans le bon sens, 4.3V en sorti du capteur, si on suppose la zener polarisée, ça nous fait tout de même un courant de fuite de 0.038 mA (et encore, je ne compte pas l'impédance d'entrée du Rpi).

A l'état haut, 6.3V ça nous fait un courant de 0.23mA, et donc une impédance en ligne supposée du PNP de 25KOhm. Pas top pour quelque chose dont on attend le comportement proche d'un interrupteur.

Et même le site (je pense !!! ) du fabricant ne donne pas beaucoup plus d'info sur ce capteur
20/03/2023, 16h21
Auteur

C'est sans doute complètement bête mais si ces 4,3V étaient simplement un champ magnétique "parasite" : le champ magnétique terrestre ? :aie:
20/03/2023, 17h04
Guesset

A la masse ?

Bonjour,

C'est vrai que ces valeurs m'avaient surpris mais je ne connais pas ces équipements. En regardant le schéma de Vincent, je testerais bien s'il n'y a pas un défaut de masse sur le capteur. Si on va chercher la masse au travers seulement du multimètre qui fait la mesure je doute de résultats bien sains.

Salutations