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Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth



  1. #1
    kapikipak

    Question Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth


    ------

    Bonjour à tous,

    Je cherche à créer un circuit miniature qui enverrai à un serveur ses informations d'inclinaison/d'accélération.

    Je voudrais ajouter ce circuit dans une quille afin de détecter si elle est tombée.
    Ce circuit (le client) serait connecté à un téléphone (le serveur) où on pourrait voir l'information d'inclinaison (et plus tard faire un comptage de point automatique)

    Voilà pour le gros du sujet !
    Je n'y connais pas grand chose en électronique (je suis un développeur) mais je peux y arriver

    Les spécificités/contraintes plus précises:
    • Taille max du boitier: un cylindre de 4,5 cm de diamètre sur 4 cm de hauteur
    • Alimentation: une pile bouton (je crois que c'est 3V max) ou un équivalent miniature (batterie?)
    • Communication: bluetooth (pour le peu de consommation) entre la quille et un téléphone
    • Accéléromètre ou inclinaison: un module d'inclinaison semble plus petit mais je ne sais pas qu'elle précision on peut avoir. J'aimerais savoir si la quille est droite, tombée sur une autre ou tombée par terre complètement.


    J'ai fais quelques recherches.
    Il semblerait qu'avec un Arduino, un accéléromètre et un module bluetooth cela soit possible mais ça me semble beaucoup trop gros comme montage.
    Surtout qu'embarquer tout un Arduino pour cela me semble un peu gros.

    Je me suis donc tourné vers les micro processeurs de type ATTINY (ou la puce de l'Arduino ATMEGA je crois).
    Mais mon niveau en électronique ne me permet pas de faire un choix
    C'est pour cette raison que je viens chercher des conseils ici !

    Que pensez vous de cela ?
    Vers quelles solutions iriez vous pour ce genre de projet ?

    Merci pour vos conseils !
    Je vais continuer à faire mes recherches et regarder des tuto

    -----

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  3. #2
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    techniquement faisable, même très facile et très simple pour quelqu'un ayant un minimum de bases en électronique.
    L'idée n'est pas mauvaise, au contraire ... C'est marrant je bosse en ce moment sur un projet vaguement similaire.
    En revanche, j'ai une petite réserve sur le choix du bluetooth (et c'est la raison qui me guide vers le wifi de mon côté) c'est le nombre d'appareils auquel ton téléphone pourra se connecter simultanément. En mode point d'accès, il me semble que mon téléphone peut gérer une bonne 10aine de connections wifi. Alors que niveau bluetooth certains appareils ont du mal à gérer deux connections simultanées. Donc gérer simultanément la totalité de tes quilles en simultané par connection bluetooth me parait pas vraiment gagné.

    Un microcontrôleur (Atmega, ESP8266 ou autre), un accéléromètre, un module qui gère la liaison sans fil (l'ESP8266 a le wifi intégré). Bon après faut interfacer tout ça. Il suffirait d'utiliser des composants sur bus SPI ou I²C et le tour est joué. Il suffit juste de détecter dans quelle direction se trouve l'accélération de la pesanteur (et oui la pesanteur c'est bel et bien une accélération, les fameux 9.8N/kg c'est égal à 9.8m.s^⁻²). Si elle n'est pas vers le haut, ben c'est qu'elle n'est pas droite.
    Et un accéléromètre permet très bien de détecter l'inclinaison, c'est ce type de capteurs qu'on utilise dans les niveaux électroniques.

    Les piles boutons ne sont pas rechargeable, donc pas forcément trop d'idée de ce que ça peut donner au réel en autonomie, mais il existe des solutions genre Zigbee qui sont encore plus sobres en consommation que Bluetooth (moins performantes au niveau taux de transferts aussi mais vu la description de ton projet, le débit n'est pas forcément un problème). Inconvénient du Zigbee et autres : c'est pas géré en natif par ton téléphone.

    on trouve dans le commerce des petites batteries lithium (idéalement fer phosphate pour la sécurité), à préférer aux lithium ion.

    En revanche, j'ai une petite réserve sur le choix du bluetooth (et c'est la raison qui me guide vers le wifi de mon côté) c'est le nombre d'appareils auquel ton téléphone pourra se connecter simultanément. En mode point d'accès, il me semble que mon téléphone peut gérer une bonne 10aine de connections wifi. Alors que niveau bluetooth certains appareils ont du mal à gérer deux connections simultanées.

  4. #3
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Merci pour ta réponse ankou29666.

    Concernant le bluetooth je suis tout à fait d'accord avec toi !
    J'aurais du y penser plus tôt
    Je laisse de côté le Zigbee, je voudrais un protocole natif au téléphone.
    Partons sur Wifi !

    Pareil pour les batteries, tu as raisons, à voir comment rendre rechargeable cela facilement.

    Par contre pour la partie électronique c'est autre chose...
    Je vais si je trouve des informations avec des composants.

    Si jamais tu es partant pour m'aider un peu plus je suis preneur

  5. #4
    sandrecarpe

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Salut,
    T'es pas obligé de faire communiquer l'ensemble de tes quilles avec ton téléphone. Tu peux créer un réseau de quilles qui communiquent entre elles, et seulement l'une d'entre elles communiquera avec ton téléphone. En effet pourquoi pas partir sur un module ESP, pas besoin de µc externe dans ce cas. Un tel module c'est environ 2.5cm de long, ça me semble faisable en terme de contraintes sur les dimensions
    Dernière modification par sandrecarpe ; 18/04/2020 à 21h30.

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  8. #5
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Oui Sandrecarpe, j'ai pensé à ça aussi !
    Ne sachant pas encore jusqu'où je peux aller avec ces ESP j'y pensais pour une "évolution" potentielle.

    Exactement, la taille semble pas mal. A voir avec un accéléromètre + batterie.

    Pour l'instant l'objectif ça va être de faire un POC avec l'ESP, l'accéléromètre et l'alimentation et de voir ça sur l'ordinateur

  9. #6
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    J'ai l'impression que capteur d'inclinaison serait suffisant et ça semble plus petit qu'un accéléromètre.
    ça ressemble à un condensateur. Peut être que ça précision pourrait suffire.

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  11. #7
    sandrecarpe

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    On fait des choses formidables en MEMS, les boitiers 2x2mm pour un accéléromètre sont courants maintenant. Mais ça commence à être tendu pour une soudure à la main
    Et les ESP sont tout à fait capables de ce genre de réseau Bluetooth, on appelle ça l'"ESP Mesh" il me semble
    Dernière modification par sandrecarpe ; 18/04/2020 à 22h10.

  12. #8
    Jack
    Modérateur

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Tu peux aussi jeter un coup d’œil sur leur protocole ESP now .

  13. #9
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Intéressant pour la taille effectivement.
    Peut être qu'une future version pourrait être développée avec des MEMS (je ne connaissais pas).
    Peut être qu'il existe des services qui fabriquent des MEMS personnalisés pour les particuliers...

    Et l'ESP Mesh et Now semblent pas mal aussi pour la communication.

  14. #10
    sandrecarpe

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    MEMS ou pas, ça ne change pas grand chose pour l'utilisateur du CI, ils s'utilisent comme n'importe quel composant. Analog en possède un paquet par exemple :
    https://www.analog.com/en/parametricsearch/11175#/

    Certains sont mêmes des "inclinometer" :
    https://www.analog.com/en/parametricsearch/11243#/

  15. #11
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Sandrecarpe je suis débutant en électronique, je ne trouve pas beaucoup d'information sur les MEMS analog !
    Je ne trouve quasiment pas de tuto/projet DIY avec ce type de composant...

    Pour les ESP on en trouve de partout, ça sera beaucoup plus facile pour moi dans un premier temps.

  16. #12
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    J'ai trouvé un truc pret à l'emploi, mais bon même pour du Ali ça reste pas donné quand même.

    https://fr.aliexpress.com/item/32605658689.html

    Par contre, je ne sais pas si c'est possible de les mettre en réseau entre elles comme le suggère sandrecarpe un peu plus haut.

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  18. #13
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    C'est pas donné quand on voit le prix de chaque composant.
    Il y a des versions Wifi/Bluetooth, avec ou sans batterie et surement de bonne taille en retirant leur boite... intéressant.

    Plus je me renseigne et plus je suis perdu ^^

    Le point sur la batterie ne semble pas si simple à résoudre sans un "adaptateur", la taille...
    Je pense aussi à la facilité de recharge. Si je dois prendre chaque quille est la brancher c'est pas jouable. Du coup je pensais à un mécanisme de secouer pour recharger (ça serait le top ça, peut être que je rêve ^^).

    Peut être qu'il faut partir sur des ESP32 pour avoir le bluetooth et consommer moins d'énergie...
    Pas facile de s'y retrouver aussi entre toutes les variantes/versions des ESP...

  19. #14
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    oui parfois plus on avance et plus on recule ... Et quand t'as des contraintes plus ou moins contradictoires entre elles, c'est encore plus difficile de trouver le bon compromis.

    Mais secouer pour recharger, ça à mon avis, faut pas trop rêver. ça voudrait dire secouer les quilles une par une pendant plusieurs minutes et très souvent ... c'est encore pire que de les brancher une par une. Ou alors une solution simple c'est les chargeurs à l'ancienne.
    Mais qui pour des batteries au lithium pourrait ne pas plaire à tout le monde.

  20. #15
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Haha c'est exactement ça. Je cogite constamment sur tout ce que je trouve/pense...

    Oui tu as raison, la techno pour secouer n'est pas assez efficace.
    Partons sur le principe qu'il y aura une batterie; amovible ou non, rechargeable avec une "prise" sur la quille peut être. Peut être avec un dock pour le jeu entier, une "boite de rangement dock" (à l'idée des écouteurs sans fils).

    Alors pour faire un résumé d'une première version et pour me familiariser avec cet environnement:

    Que pensez vous de ces composants ensemble ?

  21. #16
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    ça ressemble beaucoup à ce que j'ai choisi de mon côté.
    L'idéal sera d'utiliser la liaison SPI pour faire communiquer l'ESP et l'accéléromètre.
    Le 8266 ne gère l'i2c que de façon "logicielle", ça va ralentir le fonctionnement, mais dans ton cas, c'est pas problématique. T'as ni besoin d'échantillonner à de grosses vitesses ni de gros calculs à faire derrière.

  22. #17
    sandrecarpe

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Si je ne me trompe pas l'ESP8266 gère uniquement le wifi.
    Pour la batterie lithium, il faut savoir comment tu vas gérer ça. A priori, 2 stratégies :
    - un chargeur externe développé pour ton application + un circuit de protection dans chaque quille
    - le chargeur + la protection dans chaque quille, mais ça demandera un peu plus de place. Mais l'avantage est que tu n'auras qu'à brancher ta quille pour la recharger

    Mais dans tous les cas il faudra choisir une de ces solutions pour un projet digne de ce nom.

    http://www.ti.com/power-management/b.../overview.html
    Dernière modification par sandrecarpe ; 20/04/2020 à 10h29.

  23. #18
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Si je ne me trompe pas l'ESP8266 gère uniquement le wifi.
    Wifi, SPI, série. Ils annoncent de l'I2C mais c'est une gestion logicielle uniquement.
    L'ESP32 prend en plus en charge le bluetooth et l'I2C en hardware.

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  25. #19
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Yes c'est exact.
    Je vais me diriger vers le wifi pour l'instant.
    Je crois que l'ESP32 est légèrement plus gros aussi.

    Merci pour les pistes concernant les liaisons (même si c'est un peu abstrait pour moi pour l'instant ).

    Sandrecarpe je ne sais pas ce qu'est un circuit de protection...
    D'après mes recherches ce doit être un système pour éviter les surtensions.
    Il faut que je vois en quoi cela consiste pour précisément pour anticiper des composants supplémentaire et donc de l'espace en plus :s

  26. #20
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    En toute logique il doit parler de protection thermique / surcharge / surdécharge des batteries lithium. Du moins si tu pars sur une solution lithium.

  27. #21
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Je suis preneur s'il y a de meilleures solutions !

  28. #22
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Bonjour,

    La quantité d'énergie au niveau de la quille est très limitée, et les nœuds WIFI consomment significativement plus que les nœuds Bluetooth LowEnergy (par exemple). Il peut alors être pertinent de doter chaque quille d'un nœud BLE, et de leur associer un gestionnaire WIFI connecté au smartphone du joueur. Ce gestionnaire consommera beaucoup, mais sera alimenté par le secteur.
    Je pense qu'une réflexion identique peut être menée pour le coût des dispositifs.

    L'alimentation peut également se faire par induction, en plaçant sous les quille une "planche" fournissant un champ magnétique variable et en dotant chaque quille d'un petit récepteur.


    Le choix dépendra de l'application, et en particulier de :
    - la pérennité de la piste (est-ce que tu joues dans une rue ou le dispositif est-il destiné à un "vrai" booling)
    - et du nombre de jeux à équiper dans le booling.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  29. #23
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    effectivement, tu fais bien de le signaler, la consommation d'un ESP8266 n'est pas négligeable, bien plus forte que ce à quoi je m'attendais au premier abord.

  30. #24
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Il faut s'accrocher quand on ne connait pas ce domaine

    Quelle solution vous proposez pour l'utilisation du bluetooth ?
    L'ESP32 semble clairement trop encombrant... ou alors il va falloir évider un peu plus en hauteur. Pourquoi pas.
    Dernière modification par kapikipak ; 20/04/2020 à 16h31.

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  32. #25
    kapikipak

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth

    Je ne trouve pas de carte non développement pour l'ESP32

  33. #26
    ankou29666

    Re : Détecteur miniature d'inclinaison bluetoth


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