Interface conversion signaux 5V - 12V

[corde57]

Bonjour à tous,

je cherche à réaliser une interface de communication entre un module programmable (Arduino Ethernet) fonctionnant en 5V et d'autres modules d'E/S communicant sur un bus en 12V.

Le bus de communication possède un canal A et un canal B sur lesquels transitent des signaux en 0-12V.
Mon but est de pouvoir lire et envoyer des signaux sur ce bus avec 2 entrées et 2 sorties du module programmable fonctionnant en 0-5V.

Pour réaliser cette interface je pensais utiliser un montage basé sur un optocoupleur. Ci-dessous j'ai réalisé un petit schéma de ce montage.
A droite le module programmable 5V, à gauche le bus 12V, l'interface se trouve dans la zone en pointillé.




Ayant peu de connaissance en électronique et avant de me lancer dans la recherche des composants nécessaires, j'aurais voulu savoir si un tel montage fonctionnerait et serait réalisable.
ou peut-être que vous aurez d'autres idées pour réaliser cette interface plus simplement.

Merci à vous
Fabrice
-----

[Qristoff]

Bonjour,
Pour répondre et donc choisir le type d'interface, il faudrait un peu mieux connaitre les caractéristiques du bus sur lequel tu souhaites te connecter !
Il existe une foultitude de types et normes de bus standard (RS232, RS485, CAN, Ethernet, SPI, ARINC429, etc, etc...), il faut déja que tu nous dises quel type de bus c'est !

[corde57]

Merci Qristoff,

Les cartes qui utilisent ce bus sont en fait de vieilles cartes qu'un ami avait récupérées. Je peut te dire exactement comment fonctionne ce bus, mais je n'ai pas trouvé à quel norme il appartient. Ca a l'air d'être du fait maison, mais peut-être que je me trompe.
Pour résumé le bus fonctionne de la manière suivante :
- hors communication il n'y a pas de tension sur les canaux A et B
- une impulsion +12 V sur le canal A correspond à un bit à 1
- une impulsion +12 V sur le canal B correspond à un bit à 0
- la période d'envoi des bits vers les modules d'E/S est de 243 µs
- la période d'envoi des bits venant des modules d'E/S est de 250 µs
- chaque byte envoyé est composé d'un bit de départ (0), des 8 bits du byte, d'un bit de parité, et d'un bit de fin (1)

Le protocole utilisé est connu et assez simple, je pense le programmer dans le module Arduino. Le problème c'est la différence de tension entre le bus et le module.

[gcortex]

Es tu obligé de séparer les masses ? sinon 4 NMOS

[A voir en vidéo sur Futura]

[corde57]

4 NMOS ? c'est quoi ? (désolé mes connaissances en électronique sont proches de 0)

pour les masses, obligé non, d'ailleurs elles ne le seront pas puisque l'alim 12V servira également à alimenter le module Arduino (ça n'apparait pas sur le schéma)

J'ai choisit ce principe parce que c'est la première idée qui m'est venue après quelques recherches sur internet et parce que ca a l'air plutôt simple à réaliser.
Apparemment les signaux devrait être inversés avec ce montage, mais ce n'est pas un problème, ca peut être facilement géré au niveau logiciel.

Ce que je voudrais surtout savoir c'est si ce montage fonctionne ou pas.

[Qristoff]

Salut,
A priori sans trop regarder dans le détail, cela devrait marcher mais je pense qu'il y a beaucoup plus simple.
Deux petites questions:
- est-ce que ta liaison est unidirectionnelle (c'est à dire uniquement de ta carte vers le module E/S) ou est-ce que le module Arduino doit lire ce qu'envoie le module E/S ?
- est-ce que t'as une idée du schéma ou du circuit intégré en entrée du module E/S ?

Il est possible que ce soit une simple liaison différentielle du type RS422 en +/-6V, ce qui donne en différentielle +/-12V.

[corde57]

gcortex pensais peut-être à un montage de ce type là en parlant de NMOS

(http://www.savagecircuits.com/forums...d-3.3V-Devices pour plus d'informations sur ce schéma)


- la liaison fonctionne dans les 2 sens, le module Arduino doit pouvoir envoyer des ordres aux modules d'E/S et recevoir les réponses des modules dE/S. (Mais pas en même temps, il n'y a jamais plus d'un émetteur à la fois)
- pour les modules d'E/S, ben j'ai les modules, mais disons qu'il y a un peut trop d'électronique dessus pour que j'y comprenne quelque chose. Par contre je sais ce qu'il s'y passe d'un point de vue software, et je sais qu'un signal sur A met à 1 une entrée du microcontroleur. Un signal sur B met à 0 cette même entrée. Deux sorties du microcontroleur servent à envoyer un signal sur A ou sur B.

Pour la liaison différentielle c'est non. Le +12V est mesuré entre le canal A et le 0V, lorsqu'une impulsion est envoyé sur A. Même chose pour B. Et il s'agit toujours d'une tension positive (+12 V) entre le 0 et le canal concerné.
Lors de la communication A et B fonctionne en alternance :
pour un bit à 1, canal A = 12V et B = 0V
Pour un bit à 0, canal A = 0V et B = 12V

Ce qui serait peut-être possible pour simplifier les branchements sur le module Arduino, ca serait d'utiliser 2 E/S au lieu de 2 entrées + 2 sorties. Les E/S sont réversibles, on peut les utiliser en entrée ou en sortie. Mais je suis pas sûr qu'il soit possible de commuter d'un mode à l'autre à la volée et assez rapidement, ca serait à tester...

[Qristoff]

Dans le cas où la liaison est bidirectionnelle, ton montage est correct dans le principe mais étant donné que les masses seront reliées, quatre transistors suffiront. Deux dans un sens et deux dans l'autre. ça ira plus vite et ce serat moins couteux qu'un opto.

[corde57]

deux transistors ne seraient pas suffisants ? en les branchant de la manière suivante :

[corde57]

Je ne vois pas comment ça peut fonctionner avec les nmos... Si je veux avoir 0V sur A par exemple, il faudrait que OutA connecte la source du nmos au 0V, ce que je ne peux pas faire avec le module Arduino (une sortie activée est une source 5V).
Ou alors j'ai pas du tout compris au fonctionnement avec les nmos

Je viens également de voir que le module Arduino permet de connecter les entrées au 5V à travers une résistance de 20K (pull-up resistor) activable via le logiciel. Cela permet de se passer des deux résistances sur InA et InB que ce soit pour le fonctionnement avec nmos ou optocoupleur.

[gcortex]

4 BS108 dont la source est connectée à la masse

[Qristoff]

Salut,
avec les nmos, ce peut fonctionner (à essayer...) mais ce sont les sorties Arduino qui fixe le potentiel de source pour le transmettre via le mos. Il faut raisonner en mettant les sorties à 0V et non pas active à 3,3V ou 5V.
Pour l'usage des pull-up interne, cela me parait scabreux surtout durant la phase d'initialisation du µC. T'es pas à deux résistances près..

[corde57]

Effectivement j'avais pas pensé à la phase d'initialisation pour la résistance interne, bien vu

donc si je résume, ça me ferait un montage de ce type avec les BS108



Par contre ici je risque d'avoir un court circuit si le module Arduino envoie une tension sur OutA et le module d'E/S envoie une tension sur A simultanément.
De plus le 12V de l'alim ne risque-t-il pas d'activé constamment le Gate du premier BS108 ?

[Qristoff]

Je ferais plutôt confiance à une interface plus classique qui risque moins en cas de dialogue simultané

[Qristoff]

Je rajouterais même une résistance sur l'accès IN_OUT_12V pour limiter le courant vers le module e/s. Là, ton Arduino ne risque plus rien !
A dupliquer pour la voie B évidemment...

[gcortex]

ok pour les nmos

tu peux mettre les sorties à 0 pendant l'initialisation
puis sélectionner entrée OU sortie dans le programme