Carte pour embarquer un RPI sur batterie / Voiture

[jihzed]

Bonjour tous
J'en avais parlé il y a quelques mois, mon projet est de monitorer une voiture de collection. Pour cela, j'ai besoin d'avoir comme fonctions proche du RPI :
- Alimentation DC/DC 12 vers 5V (en fait, plutot 9 à 30V vers 5V)
- Gestion du PowerOff sur le 12V, gestion de la présence ou non du contact batterie (+12APC). Le Raspberry doit s'éteindre proprement et couper l'alim 12V.
- Alimentation de périphériques 5V et 12V (12V coupé avec l'alim)
- RTC (horloge sauvegardée) à base de DS3132.
- Communication sur BUS CAN
- Un buzzer pour faire des alarmes sonores.
Je n'ai pas trouvé de cartes toutes prêtes dans le commerce. Comme je suis quand même un peu électronicien de métier, j'ai commencé par bidouiller.

Et puis quand même comme c'est de l'embarqué, les petits fils, tout ça, c'est pas glope, ça risque de tomber en panne. j'ai donc fait ma propre carte.
Voici donc quelques photos de cette carte qui fait tout ça :









J'ai commandé 10 cuivres chez EuroCircuit, que j'en fasse 1 ou 10, c'est pas tellement moins cher !
Elle respecte les données ci dessus avec les caractéristiques suivantes :
- Switch PowerOff : transistor MOS, environ 5A max, ne consomme rien (0, nada) lorsque la carte est éteinte. La coupure se fait avec le signal TXD de l'UART (par défaut à 1 , repasse à 0 lorsque le micro s'éteint) avec une bonne tempo de 5 secondes environ. Possiblité d'utiliser GPIO broche 40. Le démarrage de l'alimentation se fait par un bouton poussoir ou le +12APC d'une voiture, par exemple. L’extinction se fait lorsque le +12APC est coupé ET le raspberry s'éteint de manière logicielle.
- RTC : avec le DS3132 j'ai pas inventé grand chose… La sauvegarde est assurée par une super capa (3 semaines, pour plus il faut mettre une pile 2032)
- BUS CAN : via un MCP2515. J'ai pas inventé grand chose non plus. Par contre pour la mise à niveau des signaux, j'ai choisi un chip de ST (SN65HV230), ben oui je suis grenoblois quand même un peu.
- buzzer Il est commandé par le GPIO broche 38

La mise en œuvre est ici (page pas finie, il manque plein de données et de photos)
http://jumpifnotzero.free.fr/index.php? ... /index.php

Voila. En fait, je ne vois pas comment, sans ces fonctions, on peut embarquer une carte loin du réseau, et sur batterie, et sans bidouiller.
Et ben j'en suis super content…
Je suis en mesure de proposer quelques protos au prix des composants (environ 50€ PCB + composants)

[jelopo]

Bonjour,

Bravo pour ce travail de qualité. Merci d'avoir publié cette réalisation. Sur le forum, nous avons toujours des problématiques de posées et rarement les résultats de la mise en œuvre.

Il est vrai que le problème de l'alimentation d'un PI dans une voiture est posée de temps en temps sur ce forum. Espérons que cela apporte réponse à d'autres personnes.

La partie acquisition de données via le bus CAN est elle aussi intéressante. N'hésites pas à publier sur le sujet.

Bonne continuation.

A+

[jihzed]

d'autant plus que j'avais effectivement eu des soucis pour utiliser le RTC et le bus CAN, et c'est en partie sur ces forums que j'ai trouver les réponses !

[jihzed]

Bonjour la communauté.
C'est pas un déterrage de mon propre sujet, c'est que ça avance pas vite, c'est tout.

Avoir une carte pour brancher le Pi sur BUS CAN c'est bien, avoir des modules CAN, c'est mieux.
Jusqu'à présent j'utilisais des cartes de recup, mais c'était pas trop adapté.


Du coup, j'ai developpé ma propre carte pour les besoins difficiles de l'embarqué :


Je viens de finir tous les tests, ça marche nickel.
Caractéristiques :
- Alim 9 à 30V DC / conditions pourries (basée sur la même techno que la carte alim plus haut)
- 4 entrées compteurs / frequence 500Hz (dans l'embarqué, on a rarement besoin d'aller plus vite… une roue ou un moteur ne tournent pas si vite)
- 6 entrées analogiques 12 bits configurées par défaut pour du +18V max
- 4 entrées logiques tout ou rien "TOR" actives à l'état bas. Les entrées compteurs non utilisées peuvent aussi servir d'entrée TOR
- 4 sorties PWM à fréquence variable (frequence la même pour les 4 sorties, PWM ajustable de 0 à 1000). Elle peuvent servir de sorties analogiques en ajoutant des condensateurs. Elles supportent 700 mA ce qui permet par exemple de driver une LED de puissance. Idéal aussi pour driver des servomoteurs de modélisme !
- 4 sorties logique TOR 3 A.

C'est basé sur un STM32F103.
Ça communique sur CAN BUS 1MB/s, adresse configurable de 0 à 255 * 16, le module occupe 16 adresses.
Ça communique aussi sur UART à 9600 bauds, pour des projets plus simples ou pour le développement matériel.

Qu'est ce que ça ne peut pas faire ? tourner un moteur. C'est pas fait pour, il faudrait utiliser une sortie PWM et un variateur de modélisme, par exemple.
Cette carte ne peut pas être comparée aux cartes genre gerboard, parce que c'est fait pour être embarqué, ce n'est pas une carte de développement. Il y a déjà 10-15€ de connecteurs, l'alime est robuste, il n'y a pas à la programmer, etc… bref rien à voir.
Ça peut être utilisé en embarqué dans une voiture, dans des robots, en domotique (mais il faut faire le passage 220/12V) en jardinage, pour monitorer des ruches, des poulailler, etc… bref partout ou a besoin de carte d'entrées sortie mélangées / embarquées / distantes / chainées etc…

Je me pose la question de l'opportunité de lancer une souscription s'il y a des intéressés ? Le prix par 3 est monstrueux, mais par 10 ou 20 serait bien plus acceptable. J'imagine autour de 50€ la carte.
Je suis en train de rédiger la doc ici :
http://jumpifnotzero.free.fr/index.php? ... /index.php

vue de face (si j'en refait, la reprise filaire sera absente évidement !)




le processeur (soudé à la main broche par broche… le pas est de 1mm)


développement logiciel sur carte Nucleo64

[totoharibo]

beau boulot chapeau.

Débutant en électronique avec un Tektro numérique 2 voies et plus ... mon œil !

un autre µP pour l'extension : tu as la chaîne qui ca bien pour développer sur ton STM ?

Petite question : des borniers à vis alors que tu dis que ça vibre de partout. c'est parce que c'est plus simple pour le raccordement ?

Seule chose absente sur les photos : la voiture ... c'est à cause d'elle tout ce bazar !

[jihzed]

Ha non, je suis pas débutant en électronique, c'est mon métier depuis 20 ans bientôt !
je suis débutant sur Pi et Linux.

STM32 : Toute la suite de est dispo gratuitement et fournie par ST. La carte de développement (15€ chez Farnell) devient la sonde de programmation des cartes finales, il suffit d'enlever 2 cavaliers. bref, je me suis pas ruiné ici ! A mon sens, ayant gouté au STM32, je vois plus bien l’intérêt des Arduino, sinon pour pas changer quand on les connait déjà… surtout vu le prix des nucléo…

un bornier à vis ne se dévisse pas quand il est serré au bon couple, dans les conditions de normale d'utilisation. IL convient de mettre des embouts de câblage. Ensuite les bleus c'est de la merde à 2€ les 50 sur Bangood pour mon développement, les verts ces sont des Phoenix Contact à 2€ pièce par 20… ça fait toute la différence !

des photos de la voiture :
http://jumpifnotzero.free.fr/galerie/in ... tegory/195
http://jumpifnotzero.free.fr/?/estafette/

voilou. Comme je le disais plus haut, cette carte (ces 2 cartes en fait) peut être très pratique dans pas mal de cas en embarqué, je me demande l'opportunité de lancer une prod.

[jihzed]

Bonjour à tous.
Je reviens donner quelques nouvelles de ce projet. Peut-être l'avez vous vu passer sur le blog de Franboise314 (je suis pas peu fier !)
Alors ça tourne, le pi est une petite merveille pour faire ça ! (http://jumpifnotzero.free.fr/?./electro ... /index.php)

Je vais refaire quelques cartes mezzanines pour projets embarqués.
La caractéristiques :
- carte robuste pour les besoins de l'embarqué
- tension d'entrée 10 à 28V environ vers 5V (protection fusible)
- commutation de la tension d'entrée. C'est à dire qu'on laisse branché sur la batterie en permanence, ça ne consomme pas quand c'est éteint et un bouton (ou la clé de la voiture) vient donner le signal de démarrage de l'alim et du pi.
- auto maintient de l'alim par le pi, l'alim se coupe proprement lorsque le pi à fini de s'éteindre et non pas quand on coupe le bouton.
- nouveauté: retour d'information au pi que le que l'on doit s’éteindre (bouton ouvert, contact coupé etc)
- sortie alim 12V après fusible qui se commande en même temps
- courant dispo sur le 5V max 2A (avant c'était 1,2 A mais avec les nouveaux pi c'est limite !). L'alim est basée sur un L5972D, c'est du solide.
- CAN bus (microchip MCP2515)
- RTC DS3231. nouveauté : possibilité d'allumer le pi en programmant l'horloge du DS3231 (sur alarme donc). Lorsqu'il est éteint, il ne consomme RIEN sur l'alim, la RTC est tenue par une pile 2032 (avant c'était une super capa). Il est possible de mettre un accu à la place, j'ai prévu un petit circuit de charge très basique.
- tous les connecteurs sont des borniers phœnix à cages carrées qui résistent à plus de 2 manœuvres et que les brins des fils ne vont pas sur le cotés se mettre de travers. Le prix s'en ressent mais dans une voiture, pas trop le choix, sauf si on veut mettre le feu à la voiture.
- un buzzer pour faire des alarmes sonores.

J'ai conçue cette carte il y une grosse année, la première version est en place dans ma voiture de collection. Des 5 que j'ai fait, il y en a dans des voitures, des bateaux etc.
Les évolutions que j'ai fait sont plus pour les projets isolés. Genre on a besoin d'allumer un pi sur batterie au font du jardin tous les matins de 9h à 10h, mesurer le niveau de ce que d'un truc, enregistrer, envoyer en wifi, etc. et s'éteindre... en programmant le démarrage suivant. Si on laisse l'alim, il va consommer trop pour ce que c'est faire et faut recharger la batterie trop souvent (ou avoir une énorme batterie). Si on l’éteint, faut aller le rallumer tous les matins. Si on tire une rallonge, ... on peut pas toujours tirer une rallonge !

Si vous êtes intéressés, faites moi signe
Je rappelle que je ne gagne rien, surtout vu les heures passées ^^Je ne développe ces cartes que ... parce que j'aime développer. Le prix des cartes est (et sera) environ 50€, cout de la prod à quelques euros près

[totoharibo]

Pour réveiller le RPi ta carte ST elle consomme ? on peut la, mettre à 32kHz ?

Tu donnes dans l'antiquité, pourquoi pas un PIC (16f84 par exemple) à 32kHZ : pour la conso : tranquille.

[jihzed]

On ne parle pas de la même chose. La carte mezzanine est montée sur le pi, il n'y a pas de PIC ni de ST. l'horloge est gérée par un DS3231 et il est alimenté par une pile 2032 lorsque la l'alim est coupée. On peut débrancher la batterie, il ne perdra pas l'heure. Aucun courant n'est consommé sur la batterie (aller, on va être sympa, il y a un léger courant de fuite du MOS <1µA. Le DS3231 peut démarrer l'alim de manière programmée (si la batterie est présente bien sur !) et donc alimenter le pi.

La carte avec le STM32, c'est autre chose, c'est une carte d'acquisition CAN. Elle peut bien sur être alimentée par la sortie 12V accessoire de la première carte pour être vraiment coupée lorsque le pi est éteint.
Enfin, je ne comprend pas pourquoi tu dis que je donne dans l'antiquité avec un STM32 ? le PIC16F est plus ancien et bien moins pourvu que le STM32. Ce serait plutôt l'inverse, même !

[totoharibo]

Beau boulot de PCB, J'en ai fait mais à la mano et pas pour du CMS.

j'ai du mal m'expliquer : bien sûr que le PIC est plus vieux que le ST. Je me bat la coulpe. Pour faire un réveil matin c'est suffisant dans ton cas et il y a la chaine de développement sur Linux.

L'antiquité c'est la belle 'estafette. Elle consomme combien ?

[jihzed]

Bha je suis sur Mac OS, et ST publie sa chaine sur Mac OS, donc ça me va. J'imagine que je n'aurais aucun soucis à trouver un env de dev pour PIC aussi, bien sur.
J'utilise le DS3231 parce que je réveille un RPI. Mais si un jour pour un petit projet, tu veux un truc leger avec réveil intégré, certains STM intègrent une RTC avec gestion pile, reveil, etc. je ne sais pas si ça existe chez PIC ? Par contre, le DS3231 ne requière pas de composants autour, je crois que la RTC de ST requière un quartz 32768 Hz.

l'estaf elle consomme 8,5 l en roulant à 50 environ. Dés que ça monte, on est à 30~40 l/100 et vers 70 km on doit être vers 15l/100 je me souviens plus. Et comme le réservoir fait 37l, je te laisse faire le calcul ! tout l’intérêt d'afficher l'autonomie restante est là !

[totoharibo]

<<l'estaf elle consomme 8,5 l en roulant à 50 environ. Dés que ça monte, on est à 30~40 l/100 et vers 70 km on doit être vers 15l/100 je me souviens plus. Et comme le réservoir fait 37l, je te laisse faire le calcul ! tout l’intérêt d'afficher l'autonomie restante est là !>>

je n'ai pas vu d'attache-jerrican derrière ...

[epoch1970]

Je découvre cette discussion. Superbe réalisation, la doc qui va avec... Un seul mot : bravo.

J'ai regardé les photos de l'Estafette, et ma réflexion a été "ah, c'est la version moderne"... 1973, moderne quoi

[jihzed]

hé oui c'est une moderne. dernière calandre, part-choc etc. mais ventilot sur courroie et freinage simple circuit

[epoch1970]

Par pure curiosité, le Pi est chargé par les traitements, ou bien il pourrait en plus faire un truc un peu exigeant côté latence, du style multimedia?

[jihzed]

c'est un Pi2B+, il est à 15~20 % de charge. mais bien sur ça dépend de plein de choses. Je suis en train d'implémenter un régulateur de vitesse, ça va bouffer un peu de bande passante et il faut voir les questions de priorité des taches (gestion temps réel assez rapide, sous linux, hem...)
après, pour lire de la musique je pense pas de pb.
et surtout, je lui mettrai bien un GPS...

[epoch1970]

Pas mal le GPS
Parce qu'après (et au moins avec un Pi3 je pense) tu as ça: https://www.automotivelinux.org/softwar ... -code-base
Leur démo tourne sur un Pi, c'est une plateforme de developpement supportée. Evidemment le truc démarre mais rien n'est fini, ça beugue de tous côtés.
Beaucoup de constructeurs auto utilisent AGL sur Yocto/OpenEmbedded.
L'ami Tesla qui ne fait rien comme tout le monde construit son OS avec Buildroot. L'information est devenue publique il y a qq temps, on n'était pas peu fiers à Toulouse quand ça s'est su.

Générer son OS, tâche très lourde, je préviens

[Manu66]

Bonjour
je suis vraiment bluffé , vraiment félicitation
Personnellement moi je n' y arriverai jamais en plus c'est très bien de faire le partage.
Chapeau