Allumage à distance d'un appareil depuis un module LoRa

[bechti]

Bonjour à tous,

Je souhaite allumer un Raspberry Pi Zero (2w) à distance à l’aide d’un module LoRa EBYTE E220. Pour cela, je prévois d’utiliser un flip-flop de type D (74LVC1G74) et un MOSFET N (SI2302), comme illustré sur le schéma ci-joint.

N’étant pas expert en électronique, je me demande si ce schéma est réalisable ou s'il existe une meilleure solution. J'ai testé cette solution mais le flip-flop crame au bout de quelques minutes de branchement! Voici le principe de fonctionnement envisagé :
• Lorsque le module LoRa reçoit des données a), sa broche AUX passe de l’état haut (H) à l’état bas (L) brièvement b) (seul le premier changement d'état m'intéresse), ce qui active l’entrée SET du flip-flop et enclenche le MOSFET, alimentant ainsi le Raspberry Pi c).
• Lors de l’extinction du Raspberry Pi par un shutdown, sa sortie 3,3 V tombe à 0 V. Je désire utiliser ce signal pour le RESET du flip-flop, ce qui déclenche le MOSFET et donc l’alimentation du Pi d).

Quelqu’un pourrait-il m’aider à compléter ce schéma ou à m’en proposer un meilleur, en tenant compte de la protection des composants, de l’optimisation de la consommation d’énergie et de la stabilité du système?

Merci d’avance pour votre aide précieuse.
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[lutshur]

Bonjour,
Il y a une erreur dans la table de vérité
Si /S=L, /R=L alors Q=H et /Q=H mais ce n'est pas ça qui va tuer le flip flop.
Tu utilises le mosfet pour interrompre la liaison du Pi vers la masse lors de son extinction.
Etant alimenté en 5V, ce n'est pas 0V que tu obtiens sur sa sortie 3,3V, mais 5V.
Le flip flop est alimenté en 3,3V, reçoit 5V sur /R. Pas besoin de dessin.
Tu dois couper le +5V pour le Pi, avec un P-mosfet.
Reste à voir comment raccorder le flip flop

Edit, avec le N-mosfet, tel quel, le Drain sur la Gate du P-mosfet. Il faudra une résistance de pull-up sur celle ci au +5V

[lutshur]

Chance! Le module LoRa aurait pu subir le même sort que le flip flop.

[Seb.26]

A chaque fois que ton module lora voit une info il réveille le pi ?
... y'a aucun contrôle sur qui dit quoi ?

Si tu veux ajouter un peu de flexibilité là dedans, il existe des cartes Arduino avec LoRa embarqué, les "MKR WAN", elles embarquent un module Murata CMWX1ZZABZ 'state of the art' comme on dit

https://docs.arduino.cc/tutorials/mk...-button-press/
https://github.com/gonzalocasas/arduino-mkr-wan-1300

Sinon si tu ne veux pas vraiment du LoRa mais juste de la radio, tu peux passer sur des cartes à modules type RFM, moins cher et marche bien aussi, Adafruit en fait des très bien avec chargeur LiPo inclus :
"Adafruit Feather RP2040 RFM69 Packet Radio - 868 or 915MHz"
( tu réduiras aussi un peu ton conso en veille)

[A voir en vidéo sur Futura]

[bechti]

Bonjour,

Merci pour la réponse. Bien vu, je vais essayer avec un P-mofset.

[bechti]

Oui, si le pi est éteint, il va s’allumer dès qu’il reçoit des données sur le module LoRa.

Une fois le Pi allumé, il charge un programme qui lui permettra de dialoguer via le module LoRa avec un autre module LoRa. Des capteurs sont connectés au Pi et le programme envoie des courts messages via le module LoRa. Je peux aussi transmettre des commandes à distance au Pi. Par exemple pour lui demander de faire un shutdown. Le shutdown va faire passer l’état R du flip-flop type D à L ce qui va couper son alimentation. Je peux aussi lui envoyer une commande à distance pour régler la date et l’heure par exemple.

Je suis partie sur un Pi parce que le capteur est une caméra pilotée par une application en Python qui utilise de l’IA pour détecter des événements. Le module LoRa que j’utilise ne coûte que 4€.

A part l’allumage du Pi, tout le reste fonctionne bien. Il me manque juste à trouver le bon schéma pour enclencher le S du flip-flop.

[lutshur]

Il me manque juste à trouver le bon schéma pour enclencher le S du flip-flop

Qu'est-ce qui n'irait pas avec ma proposition ?

[bechti]

Oui merci, c’est certainement la bonne solution, il faut juste que je trouve un modèle de P-mofset adapté. J’ai le AO3401 mais il est obsolète.
Aurais-tu un modèle à me proposer?

[lutshur]

Celui-ci par exemple, Si4403 https://www.mouser.fr/ProductDetail/...gXSMhw1g%3D%3D
Le N-mos peut être un 2N7002

[Pascal071]

bonsoir

le P-mos au +5v ne peut pas être commandé par 3v3
il faut bien un N-mos de commande:

[Pascal071]

remarque:
le Pi non alimenté force R/ à 0
à la mise sous tension, il faudra que le Pi fasse monter R/ avant la fin de S/

Cdlt

[lutshur]

Avec ceci, un souci de moins

[bechti]

Merci pour vos réponses, je vais tester tout cela dès que j'ai un peu de temps.

[bechti]

Bonjour à tous,

En réalité, je n’ai finalement que du 5 V à disposition. Je ne maîtrise pas suffisamment le domaine pour avancer sans un schéma précis, car je crains d’endommager mon projet. Je souhaite donc vous soumettre le schéma de principe suivant afin que vous puissiez m’aider à le transformer en un schéma fonctionnel détaillé.



Tension d’alimentation : 5 V
Module LoRa E220-900T22D : https://www.cdebyte.com/pdf-down.aspx?id=1136
Flip-Flop D : 74LVC1G74DP : https://www.ti.com/lit/gpn/sn74lvc1g74
MOSFET-P : AO3401 (A19T) ? : https://www.aosmd.com/sites/default/...ets/AO3401.pdf
Raspberry Pi zero 2W + camera Pi V2 : puissance ~ 2.5 W

Allumer le Pi (2,5 W)
1. Envoi de 1000 bytes à 2,4 Kbps vers LoRa B pour garder le signal AUX L
2. Le signal AUX du LoRa B passe de 3,3 à 0 V quelques secondes et retourne à 3,3 V, ce qui active le Flip-Flop D > Q inv. = L
3. Le MOSFET s’active et alimente le Pi
4. Le 3,3 V du Pi passe de 0 à 3,3 V en quelques millisecondes

Eteindre le Pi
1. Envoi de la commande power off vers LoRa B
2. Le Pi procède a un shutdown (sudo shutdown now)
3. Le 3,3 V du Pi passe de 3,3 à 0 V (AUX = 3,3 V) > Q inv. = H
4. Le MOSFET se désactive et coupe l’alimentation du Pi

Questions pour compléter le schéma:
1. Est-il recommandé d’utiliser un MOSFET N ou P ? Quel modèle ?
2. Selon le choix comment le brancher ?
3. Comment brancher les interfaces CLK, D et Q du flip-flop D ?
4. Est-ce que le séquencement des signaux PRE̅ et CLR̅ inv. du flip-flop est correcte ?
- A l’allumage, la passage du l’état du CLR̅ de L à H (out 3,3 V du Pi) est-il important par rapport au changement d’état du PRE̅ (AUX du LoRA) qui passe temporairement de H à L ?
5. Le signal AUX du module LoRa est utilisé à la fois pour contrôler le flip-flop et la transmission avec le Pi. Comment le connecter aux deux sans perte de signal ?
6. Comment rendre les signaux propres, carrés, sans parasites ? Où mettre quel composants avec quelles caractéristiques (résistances pull-up / pull-down, diode, condo, etc) ?
7. Idem pour protéger les éléments et optimiser la consommation de la solution ?

Merci d'avance pour votre aide.

Grégoire

[lutshur]

2. Le signal AUX du LoRa B passe de 3,3 à 0 V quelques secondes et retourne à 3,3 V, ce qui active le Flip-Flop D > Q inv. = L

Non.
Il faut aussi prendre en compte l'état de /CLR. Or celui-ci est L (0V). /PRE et /CLR = L --> Q et /Q sont H. Le mosfet reste bloqué, le Pi n'est pas alimenté.
Pour que ça fonctionne, /CLR doit être H. Ce qui implique qu'il est tiré vers le 5V en permanence, une impulsion négative l'activera. Cette impulsion doit être postérieure à la remontée à l'état H de AUX.

[bechti]

Merci pour ta réponse.

En principe, la sortie AUX (/CLR) du module LoRa reste à L pendant le temps nécessaire à la transmission des données reçues par voie aérienne vers le Pi encore éteint. Le module possède un buffer de 400 octets. Si je lui transmets une quantité de données supérieure à la taille de ce buffer, j’imagine que le signal AUX (/CLR) reste suffisamment longtemps à L, le temps que le 3,3 V du Pi passe à H. Apparemment, le 3,3 V (/CLR) d’un Pi qui s’allume passe rapidement à H. J'espère avant que AUX repasse à H.

C’est à tester, mais avant cela, j’ai besoin de savoir quels composants ajouter au schéma pour m’assurer de ne rien endommager.

[jiherve]

bonjour,
juste mon grain de sel : les liaisons RX TX restant connectées alors le PI sera alimenté(mal par les diodes de clamp) par l'une ou l'autre puisque celles ci sont raccordées au module LORA qui par défaut doit, je présume, les placer à "1"
la conséquence la plus funeste sera un mauvais reset du µC.
il faut donc assurer une isolation lors de la coupure, un switch CMOS fera le boulot.
JR

[bechti]

Table de vérité

[Pascal071]

bonjour

il faudrait utiliser la sortie Q et le schéma #10
ça permettrait aussi d'alimenter le 74LV74 en 3v3, car alimenté en 5v il va foirer avec des entrées en 3v3.

[bechti]

Bonjour Pascal071

Merci pour ta remarque, mais comment alimenter le 74LV74 en 3,3 V de manière efficace avec du 5 V à disposition ?

[Pascal071]

puisque apparemment le module Lora ne sort pas son 3v3, tu peux le faire à partir du 5v avec 470ohms et zener 3v3 pour le 74LV74 qui, lui, ne consomme presque rien.

[lutshur]

j’imagine que le signal AUX (/CLR) reste suffisamment longtemps à L, le temps que le 3,3 V du Pi passe à H

De nouveau, non. De plus AUX=/PRE.
Regardes bien la 3e ligne de la table de vérité que tu as postée.
La sortie 3,3V du Pi étant à 0V, /CLR l'est aussi. Si AUX=0V, /PRE=0V. On a donc /PRE et /CLR à 0V et les 2 sorties à 5V. Le mosfet reste bloqué.

Pascal071
alimenter le 74LV74 en 3v3, car alimenté en 5v il va foirer avec des entrées en 3v3

C'est aussi un truc que je n'ai pas bien compris.
Le datasheet mentionne "Inputs can be driven from either 3.3 V or 5 V devices." Mais aussi "Schmitt-trigger action at all inputs", ce qui signife (comme inddiqué plus loin dans le datasheet) alim 5V, niveau H=0,7*VCC et niveau L=0,3*VCC pour les entrées.
Soit H=3,5V et L=1,5V. Commander par du 3,3V une entrée qui demande 3,5V...

[jiherve]

bonjour
en effet sur une xx74 preset et clear à zéro font que q et !q sont à "1" c'est un état instable .
pour le reste c'est l’éternel problème du CMOS strict il faut que les niveaux d'entrée frisent les tensions d'alimentation sinon cela tombe en marche.
JR

[lutshur]

On peut aussi se tourner vers les 74HCT qui ont des niveaux d'entrée TTL

[Pascal071]

bonjour

schéma avec 74LV74 en 3v3:

j'ai quand même un doute sur les signaux PB4, RXD qui vont être à 3v3 avec le Pi hors tension,
et TXD qui sera à 0, entrainant un "break" sur la liaison série.

[bechti]

j'ai quand même un doute sur les signaux PB4, RXD qui vont être à 3v3 avec le Pi hors tension,
et TXD qui sera à 0, entrainant un "break" sur la liaison série.


Et si je branche un CD4066B CMOS Quad Bilateral Switch contrôlé par le Q pour couper ces connections à l'arrêt di Pi ?

[jiherve]

bonsoir
déjà suggéré plus haut (#17) mais pour une autre raison, un CI CMOS non alimenté n'impose rien de bien défini sur ses sorties, normalement elles flottent.
JR

[bechti]

C'est aussi un truc que je n'ai pas bien compris.
Le datasheet mentionne "Inputs can be driven from either 3.3 V or 5 V devices." Mais aussi "Schmitt-trigger action at all inputs", ce qui signife (comme inddiqué plus loin dans le datasheet) alim 5V, niveau H=0,7*VCC et niveau L=0,3*VCC pour les entrées.
Soit H=3,5V et L=1,5V. Commander par du 3,3V une entrée qui demande 3,5V..

Et si j'alimente le flip-flop via une diode (ex. 1N5819) branchée au +5 V je peux selon le modèle baisser à 4,7 V soit 0,7*4,7 V => H = 3,29 V

[lutshur]

La théorie veut que la diode ait une Vf de 0,7V. Sa courbe courant/tension donnée par le datasheet risque d'être moins optimiste, vu le courant consommé par le 74LVC1G74
Le schéma de Pascal en #25, mais avec un 74HCT74 alimenté en 5V conviendrait mieux

[jiherve]

re
vu la consommation d'une bascule CMOS 74LV74 (<1mA) la chute de tension dans la diode sera inferieure à 100mV,il faudra placer une resistance en // sur la bascule pour consommer 100mA ou un peu plus, ce n'est pas trés efficace, une HCT74 résous le problème.
JR