Problème de montage de boutons poussoir sur un PCB avec arduino Mega

[McHMD]

Bonjour à tous,

C'est la toute première fois que je post sur un forum d'électronique, excusez-moi par avance si j’ai mis celui-ci dans la mauvaise catégorie, je vous laisse me dire cela ou bouger ce post le cas échéant.

Me concernant, je débute en électronique et programmation depuis quelques mois mtn, j'ai quelques bases issues de la fac et école d’ingé (ça remonte à plus de 10 ans ), j'ai déjà réalisé des mini projets électronique et programmation à base d’Arduino pour la plupart mais j’ai jamais eu besoin de réaliser un PCB jusqu’à aujourd’hui.

Concernant le projet actuel, sur le quelle je bloque avec mes boutons, (je précise que c’est un projet perso) je veux juste récupérer l’état de 5 boutons (cad appuyé = 0 et relâché = 1 ou inversement ça m’est égal en fait). Easy non ?

Donc pour entrer dans le vif du sujet et introduire brièvement mon problème, je suis bloqué, sur un point que me parait extrêmement simple, je n’arrive pas à faire fonctionner 5 boutons poussoir montés sur un PCB fait maison a la cnc et relié à une carte Arduino, alors que j’arrive à faire fonctionner ces mêmes 5 boutons sur une breadboard relié de la même manière, à la même Arduino et avec le même code. (Breadboard OK PCB pas OK )

Concernant le montage : j'ai fait un montage on ne peut plus simple de cinq boutons poussoir sur une breadborad, le tout relié à une Arduino méga, ils sont branchés sur les pins digital allant de D6 a D10 d’un côté et sur un GND commun de l’autre. J’ai branché un condensateur de 10µF entre le + et le – de chaque bouton afin de limiter les rebonds lors de l’appuis et du relâchement du bouton. Voir image ci-dessous :
schema montage breadbord.jpg


Dans la partie code c'est aussi extra simple, j'appelle les pins en intput_pullup et je fais des digitalRead que je print pour voir l'état des boutons dans le port série. Sur la breadboard, ce montage fonctionne parfaitement, les boutons répondent bien et je vois bien le changement d’état (1 et 0) quand j'appuis et je relâche, il n’y a pas de latence ou de bug. (voir le code ci-dessous)
code.JPG

Du coup comme cela fonctionnait parfaitement sur la breadboard, j’ai décidé de faire un petit PCB ultra simple (voir photo ci-dessous) à la CNC, histoire de brancher tous mes boutons proprement et de les inclure plus proprement dans le futur casing. (Habituellement j’usine des pièces mécanique, c’est une première pour moi le PCB, ca me semblait être plus facile a faire qu’un pièce en alu ou autre matières, mais visiblement non…  )
MEP PCB.png
PCB face arr.jpg
PCB face av.jpg
Sur les images ci-dessus, les fils et les condensateurs ne sont pas encore tous soudés, seulement les deux premiers boutons sont raccordés à leur pin digital et à la masse.

Malheureusement, vous l’aurez compris, c’est ici que mes problèmes (de débutants surement) ont commencés. Quand je branche mon PCB à l’Arduino, plus aucuns boutons ne fonctionnent, ou alors ils fonctionnent mais de manière extrêmement erratique et ou aléatoire, de plus l’Arduino m’affiche (la plupart du temps) qu’ils sont tous le temps appuyé (circuit fermé), alors que ce n’est pas le cas et quand j’appuis bien-sûr rien ne se passe. C’est comme si un courant parasite venait fermer le circuit alors que, je le répète, les boutons ne sont pas appuyés, donc le circuit est ouvert.

Concernant le PCB j’ai essayé plusieurs designs différents, le premier était de faire des pistes pour le GND et les pins digital. Ensuite j’ai essayé avec des plans de masse (a ce qu’il parait cela limite les parasites et ou couplage capacitif) Je l’ai aussi vérifié et revérifié afin de détecter tout faux contact et être joyeusetés mais rien, les pistes en cuivre sont bien isolées les unes des autres.

Pour tenter de remédier à ce problème j’ai essayé de monter une résistance de 4.7k a la masse histoire de tirer le courant vers la masse, j’ai aussi mis une diode/LED vers la masse histoire d’empêcher qu’un courant inverse remonte dans l’autre sens. Mais rien n’a fonctionné.

A vrai dire je ne sais plus quoi faire, ca dépasse mes compétences en électronique, pour moi c’est plus de l’ordre de la CEM.

Pourriez vous m’aider sur ce sujet SVP ? D’avance merci pour vos réponses.
Marc
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[gienas]

Bonjour McHMD et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... Quand je branche mon PCB à l’Arduino, plus aucuns boutons ne fonctionnent, ou alors ils fonctionnent mais de manière extrêmement erratique et ou aléatoire, de plus l’Arduino m’affiche (la plupart du temps) qu’ils sont tous le temps appuyé (circuit fermé) ...

Plutôt que le montage sur breadboard, il faudrait voir le schéma structurel, car je ne comprends pas, d’autant qu’on ne connaît pas le sens de montage des boutons poussoirs, qui, suivant leur sens, peuvent être inopérants car en court circuit.

Que font ces ”gros” condensateurs sur des boutons?

[ATdevice]

Bonjour,

Un test simple serait de tester le circuit seul (sans le brancher à l'Arduino) avec un multimètre en testeur de continuité (bip) pour vérifier que ce n'est pas un problème de court-circuit sur le PCB. Les boutons poussoirs de ce genre ont souvent les broches face-à-face connectées ensembles, et si ils ont été montés dans la mauvaise direction (rotation de 90°) l'erreur pourrait aussi venir de là

[mag1]

Bonjour,
Je ne connais rien à l'arduino....
Mais les µC ont des choses en commun.
Les condos sur les poussoirs sont à enlever, on peut faire des anti-rebonds "hard", mais avec des condos céramiques et des résistances.
En général, on fait plutôt des anti rebonds "soft", en plaçant une courte pause après le test du poussoir.
Un truc aussi, si on appuie pas sur le poussoir, l'entrée du µC ne doit pas rester "en l'air", mais reliée au +Vcc ou au 0V, en fonction du test, sinon, cette entrée a une valeur aléatoire, le programme devient totalement erratique. Il faut donc des R "push up" ou "push" down pour fixer ce potentiel.
MM

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

... Un test simple serait de tester le circuit seul (sans le brancher à l'Arduino) avec un multimètre ... Les boutons poussoirs de ce genre ont souvent les broches face-à-face connectées ensembles, et si ils ont été montés dans la mauvaise direction (rotation de 90°) l'erreur pourrait aussi venir de là ..

+1

L'erreur (le "court circuit"), c'était mon idée à propos des poussoirs. L'image proposée ne permet pas de savoir.

La mesure au multimètre peut se faire au voltmètre.

... Les condos sur les poussoirs sont à enlever ... Il faut donc des R "push up" ou "push" down pour fixer ce potentiel ...

+1

Le programme proposé prévoit des résistances de pull up, donc, inutile d'en rajouter.

[Gyrocompas]

Bonjour,

Il faut donc des R "push up" ou "push" down p

Ce résistances peuvent exister sur l'entrée du µp, il suffit de les valider à la configuration.
Pour connaître l'état d'un contact, il suffit de scruter la tension en sortie en incrémentant décrémentant un compteur pendant un certain temps (10 à 20 ms en moyenne).
Si la boucle est explorée chaque ms, avec 20 scrutations, l'état fermé sera certain si plus de 10 au compteur, ou bien reste à 0 (ouvert).

[McHMD]

Bonjour Gienas,
merci pour ta réponse.
Qu'est ce qu'un schéma structurel ?

J'ai joint à mon post plusieurs schémas et photos de mon montage, il y a une photo du montage breadboard en effet mais il y a aussi un schéma du PCB avec des flèches indiquant le sens des montages entre les composants et la carte Arduino .

Pour les boutons poussoir j'utilise ceux-ci : https://fr.farnell.com/omron/b3f-102...oss_price=true
Ils sont bien monté dans le bon sens et fonctionnent parfaitement au multimètre (bip). Je veux dire que j'ai testé les pistes du PCB monté sans brancher a l'Arduino et les boutons ainsi que leur pistes et tout fonctionnent comme cela devrait fonctionner c a d ouvre ou ferme le circuit sans court circuit ni du coté du bouton ni du coté du circuit.

Concernant les condensateurs, se sont des 10 µF, sur le logiciel utilisé pour modéliser le montage je n'ai trouvé que cette forme facteur. Leur utilités, d'après ce que j'ai lu les condensateurs lissent le signale et évitent les rebonds de courant lors de l'appuis et du relâchement du bouton. Donc évitent de faire du 0,1,0,1,0,1,1,1,1,1 pdt les quelques milliseconde de l'appuis ou relâchement.

J'ai aussi tester le montage (breadboard et PCB) sans les condensateurs et les résultats sont les mêmes dans les deux cas. Breadboard OK pas de problèmes tout fonctionne (avec et sans condo) et PCB plus rien tous les boutons disent qu'il sont appuyé alors que non (avec ou sans condo).

Toi tu me conseillerai de ne pas en mètre ? si oui pourquoi ?
Merci pour ta réponse.

Marc

[McHMD]

Bonjour ATdevice,

Merci pour ta réponse.

J'ai testé et retesté le circuit seul et même branché a l'Arduino, aucun court circuit n'est présent sur le PCB.
Concernant les Boutons, ils sont bien dans le bon sens, j'ai testé ici encore leur fonctionnement au multimètre et ca bip bien quand j'appuis et plus quand je relâche.

[McHMD]

Bonjour Mag1,

merci pour ta réponse,
Je suis désolé mais je ne comprend pas toute ta réponse. Je ne suis pas électronicien malheureusement pour cette fois , je suis ingénieur mécanique

Donc je décortique : tu préconiserai de faire de l'anti rebond en soft plutôt qu'en hard ? ca implique de faire des pause dans le programme ? justement je cherche a éviter cela a tout prix. Dans le code sur le quel je vais implémenter ces boutons je n'utilise jamais de fonction type Delay() car j'ai un timer qui décompte en permanence et mètre une pause le traitement du programme impliquerai de mètre en pause le timer, ce qui est impossible pour l'application.

Je pense comprendre quand tu dis de ne pas laisser une entre du condo en l'air quand le bouton est pas appuyé, par contre je ne vois pas comment faire ? si tu regarde le montage avec l'Arduino je ne passe pas par un VCC (+5v ou +3.3v) proprement dit, je passe directement par la pin digital qui me permet aussi de faire le pull up par la résistance interne de l'Arduino.

Tu préconiserai de brancher l'une entrée du condo a un VCC ou a la masse en plus de sont branchement actuel ? De plus pourquoi sur la breadboard cela fonctionne parfaitement et pas sur le PCB ? les branchement sont strictement les mêmes.

Qu'est ce qu'un R "Push" ou Push dow ?

Merci pour ta réponse.

Marc

[Forhorse]

Pas besoin de pause pour faire un anti-rebond soft, c'est même a éviter...
En arduino on utilise l'instruction millis() qui renvoit une sorte d'horloge.
Il faut lire l'état du bouton, c'est c'est l'état qui nous interesse, on regarde la valeur de millis()
puis on calcul à combien devra être millis() pour que le temps que l'on a prevu d'attendre soit écoulé.
a chaque scrutation du programme on regarde si le bouton est toujours dans l'etat que l'on cherche et si oui on lit la valeur de millis() et à la compare à la valeur attendue.
Si le temps est écoulé, c'est que le bouton est resté à l'état recherché assez longtemps, alors on considère que le rebond est passé et que son état est stable.

C'est un peu compliqué à expliquer mais en vrai ça se fait en quelques lignes de code.
En compliquant à peine plus on peut réagir aussi sur des changements d'état (front)
attention avec millis() il y a une subtilité, un "bug" de débordement, il faut faire un soustraction
voir les exemples genre "blink without delay"

[McHMD]

Salut Forhorse,

C'est exactement ce que j'utilise dans le code finale.
Mais cela n'est d'aucune utilité pour mon problème ici présent et pour le code que j'ai donnée dans mon message initial.
Ici je veux juste voir l'état des boutons sans notion de temps ou quoi que se soit d'autre d'ailleurs.

Je tiens à rajouter aussi que lorsque que je monte une seul bouton sur le PCB tout ce passe bien mais lorsque que j'en rajoute plus de deux ou trois aucuns bouton ne répond.

Autre chose sur un précèdent design de mon pcb j'avais laissé des parties de cuivre non connecté au circuit (ni a la masse ni au signal) et quand je testais ces parties au voltmètre (entre la masse et ces parties) j'avais des voltage entre 3v et 4v. Etrange non ?
C'est pour ca que je pense qu'il y a une sorte de couplage électro "magnétique" ou capacitif (je ne sais pas vraiment comment l'appeler à vrai dire ) qui crée un courant et fait croire a l'Arduino que le circuit est fermé alors que non.

Avez vous des idées ou du vécu sur ce genre de pb ?

D'avance merci .
Marc

[Forhorse]

Jamais eu de problème similaire...
Mais il te faudrait avant tout mesurer la tension présente sur les entrées de l'arduino pour les 2 état du bouton.

[mag1]

Un circuit anti rebonds introduit une constante de temps càd un léger retard à la transition.
Constante de temps => circuit RC :https://boowiki.info/art/circuits-el...ti-rebond.html
C'est ce que fait une pause de disons 50ms intervenant à la première transition et bloquant les transitions suivantes, il y a moins de retard que par un circuitRC.
Si les R pullup internes sont activées, ok, on peut éviter de C/C un condo (surtout 10µF) chargé pour protéger les contacts du poussoir une R de limitation de courant est une solution
https://www.digikey.fr/fr/articles/h...hes-and-relays
Je ne connais pas l'arduino, mais je doute que la commande "delay" influence le timer de comptage et si le poussoir déclenche ou arrête ce timer, c'est négligeable.
MM

[McHMD]

Forhorse, la tension entre la masse et les pins digitales que j'utilise est d'environ 5v.

[McHMD]

Mag1, j'ai aussi fait le même montage sans condensateur. Le résultat est le même, au delà de 2 bouton monté sur mon pcb plus aucun bouton ne fonctionne.

Tu pense que je devrais mètre une résistance en sortie de mon bouton ? (je sais pas si c'est très claire ce que je dis la)

[doudou911]

Bonsoir,

comme écrit plus haut, 10 uF me semble beaucoup trop gros, la résistance de pull up interne fait entre 10 et 50 K Ohms.

avec juste 2 inters ça fonctionne ?

le câblage avec l'arduino est correct ?

[Forhorse]

Forhorse, la tension entre la masse et les pins digitales que j'utilise est d'environ 5v.

Ce n'est que la moitié de ce qu'il faut verifier.
et "environ" c'est pas une mesure.

[McHMD]

Bonsoir doudou911,

Quelle valeur de condensateur tu préconiserai ?

Qu'est ce que c'est 2 inters ?

Oui le câblage de l'Arduino est correct.

[gienas]

... Qu'est ce qu'un schéma structurel? ...

C'est le schéma, le croquis, qui comporte tous les éléments du montage, qui montre toutes les interconnexions, et les alimentations.

C'est d'après lui que sont faites toutes les réalisations.

En voici un exemple, avec des boutons poussoirs, récupéré sur le net.

Chaque composant standard a une représentation symbolique.

[McHMD]

Forhorse, quelle est l'autre moitié ?

La valeur exact est 4,97V et ca oscille légèrement de +/- 0.01.

L'Arduino est alimenté par l'USB qui est raccordé a mon ordinateur.

[Forhorse]

L'autre moitié c'est la mesure quand le bouton est appuyé.
Quand quelque chose ne fonctionne pas, la moindre des choses c'est de faire des mesures dans tous les états possibles, et de comparer la valeurs mesurée à la valeur attendue (ce que l'on devrait avoir quand ça fonctionne)
Si tu fais que la moitié des vérifications, t'es pas près de trouver le problème...

[doudou911]

Bonjour,
les 2 boutons ,c'est suite au message suivant

Mag1, j'ai aussi fait le même montage sans condensateur. Le résultat est le même, au delà de 2 bouton monté sur mon pcb plus aucun bouton ne fonctionne.

)

pour les condensateurs 1 nF à mon avis.

[mag1]

Pas besoin de pause pour faire un anti-rebond soft, c'est même a éviter...
En arduino on utilise l'instruction millis() qui renvoit une sorte d'horloge.
Si le temps est écoulé, c'est que le bouton est resté à l'état recherché assez longtemps, alors on considère que le rebond est passé et que son état est stable.

Bonjour,
Donc, si je comprends bien, millis() serait une sorte de pause de quelques ms.....
Bref, il me semble que le pb rencontré n'est pas lié à un pb d'anti rebonds, mais plutôt à un pb soft plus général.
A quoi servent ces poussoirs ? Dans la plupart des cas, le premier changement de niveau déclenche un évènement ou une routine et on se fiche des rebonds qui ne sont gênants que si on compte des impulsions.
Il faudrait avoir un schéma général et le soft qui va avec, sinon, ça va tourner en rond.
MM

[BOB92]

Bonjour

Du coup comme cela fonctionnait parfaitement sur la breadboard, j’ai décidé de faire un petit PCB ultra simple (

Il faut donc chercher le problème ailleurs ......

a) Quel poussoirs utilisais-tu avec la breadboard ????
as-tu essayé les poussoirs actuels ?

b) peut-on avoir une photo générale de tes câblages ? (en fait de tout ce qui est raccordé à l'Arduino)
car là, tu ne nous parles et montre que ton PCB BP ....

Il y a tellement de choses qui marchent sur table et qui ne fonctionnent plus dans l'environnement réel ...

Cordialement

[Antoane]

Bonjour,

Quelques détails :
- les fonctions delay() n'influencent pas le fonctionnement d'un timer, qui continue de tourner et d'appeller sa routine d'interruption même si le programme est au milieu d'un delay.
- Si on considère le circuit classique résistance de pull-up / bouton poussoir avec condensateur anti-rebond à ses bornes, le condensateur est déchargé (quasi-)instantanément lors de l'appui sur le BP, donc la sortie passe à zéro instantanément lors de l'appui sur le BP : il n'y a pas de retard. Pendant que le BP rebondi, la tension aux bornes du condensateur varie, avec des temps de recharge (lente) via la pull-up et de décharge (rapide) via le BP. Une méthode simpliste de dimensionner le condensateur consiste à prendre une valeur telle que la constante de temps entre lui et la pull-up soit de l'ordre de grandeur d'une fraction du temps de rebond. Par exemple 22 nF pour 47 kOhm et [10 % de 10 ms].

[Gyrocompas]

Bonjour,

Forhorse, quelle est l'autre moitié ?

La première démarche à faire pour envisager d'aller vers une solution est de comprendre le fonctionnement des éléments mis en oeuvre.
Le fameux arduichose est décrit dans une notice Atmel correspondant au µP utilisé (attention, c'est en barbare).
Dès que la configuration d'une pin d'entrée sera comprise, les choses iront déjà mieux.

La scrutation répétitive en réalisant la moyenne de ce qui est observé est la méthode la plus simple.

[Qristoff]

Salut,
je ne pratique les Arduino mais au niveau programme, je trouve curieux le lien entre l'affectation des pins physiques D6 à D10 et la numérotation dans le programme 6,7,8,9, 11
C'est normal ?

[titijoy3]

de quoi le support des boutons est il constitué ?

des capacités parasites ?

[aeroman00]

Bonjour ?
Comment est la liaison entre le PCB et l'arduino ? ( Type de fils, longueur du câblage, environnement ....)
Eric

[McHMD]

Bonsoir,
Je reviens vers vous tardivement, j'ai effectué de nombreux test ces derniers jours, avec et sans la carte Arduino, il s'avère que mon montage et circuit électronique sont conforment, il n'y a pas de problèmes de parasites ou autres. Le problème viens du coté de l'Arduino, je vais donc m'orienter du coté du forum Arduino je pense que cela sers plus adapté a ma problématique. Je vous remercie pour vos réponses et vous souhaite une bonne continuation.

Marc