Complément sur les GPIO

Un lieu pour discuter des composants et de leur utilisation. Un passage obligé si vous devez interfacer votre Raspberry Pi avec le monde extérieur. On y trouvera aussi les cartes type commande de moteur pas à pas, continu, servo...

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Giome
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Complément sur les GPIO

Message par Giome » mar. 30 mai 2017 03:45

Bonjour,

Pour poser le décor, je possède un RPI3 sur lequel tourne Jeedom sur HDD 2,5". A ce RPI sont reliés plusieurs compteurs pour l'eau (chaude, froide, jardin) et plusieurs sondes de températures et température/humidité donc sur les GPIO. Pour le moment, montage en cours d’évolution, il y a des fils un peu partout c'est ni pratique, ni esthétique et étant l'heureux propriétaire d'une Anet A8 depuis peu j'aimerais me concevoir un boitier sur mesure et notamment raccorder les PIN du RPI à des RJ45 femelle sur le boitier pour connecter et déconnecter facilement tous mes capteurs.

Mes questions sont donc les suivantes : étant donné qu'il y a 2 PIN 5V & 2 PIN 3,3V & 8 PIN GND
- Est-ce important de repartir la charge sur les differentes PIN ou cela n'a aucun importance ?
- Peut-on relier ensemble les PIN 5V entre elles, les PIN 3,3V entre elles et les GND entre elles ?
- Et plus simplement, pourquoi y a-t-il plusieurs PIN 5V ? 3,3V ? GND ?

Merci d'avance de votre aide car j'ai beaucoup de mal à obtenir une réponse de mon ami google sur ces questions...

guillaume9344
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Re: Complément sur les GPIO

Message par guillaume9344 » mar. 30 mai 2017 07:18

Bonjour,
pour la répartition des pin d’aimantation , les ingénieurs de la fondation ont pensés à nous petits bidouilleurs, quand il y a plusieurs capteurs à relier aux gpio, il y toujours besoin d'une alim ou une masse .
Pour la répartition de la charge entre les pin d'alim , je dirai oui , les pistes qui alimentent les gpio ne sont pas trés épaisses et de plus pour la dissipation de chaleur dans le pcb , il est mieux de répartir la charge entre les différentes alim et masse.
Pour le fait de relier les alim entre elles , je ne suis pas pour . Pour un montage câblé en direct ou avec des fils de 10cm c'est peut gênant, mais dans un montage fixe avec des prises de coupures , plus de longueur de câbles et surtout des bus "haute vitesse"(i2c spi) , relier les alims et les masse peut produire des boucles d'inductions et créer des parasites sur les pin de signaux . Aprés si les capteurs sont proches (20cm max) et que les alim reliés le sont au plus proche du pcb c'est jouable........
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Re: Complément sur les GPIO

Message par Giome » mer. 31 mai 2017 04:53

Merci pour la réponse @guillaume9344

Donc si je comprends bien, il n'y aurait "aucune contrainte technique" a relier les alims entre elles et les masses entre elles mais potentiellement des effets secondaires comme des parasites sur les GPIO donc des erreurs de lectures des sondes entre autres ?
Etant donné que mes sondes sont disséminées un peu partout dans la maison et reliées par des câbles RJ45 a mon RPI je pense devoir réfléchir à une meilleure répartition afin d'avoir a un boitier simple et évolutif.

Encore merci

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Re: Complément sur les GPIO

Message par spourre » mer. 31 mai 2017 10:32

Giome a écrit : ...
Etant donné que mes sondes sont disséminées un peu partout dans la maison et reliées par des câbles RJ45 a mon RPI je pense devoir réfléchir à une meilleure répartition afin d'avoir a un boitier simple et évolutif.
Bonjour,

Les GPIO sont exposés, sans aucune protection, au monde extérieur (pas de buffer de bus).
La moindre fausse erreur et, au mieux, le port concerné dégage ou, au pire, c'est tout le SOC (donc le Raspberry) qui rend l'âme.
Plus le câblage sera long, plus vous risquez de rencontrez les phénomènes décrits par Guillaume.
Plus il sera touffu, plus le risque d'erreur est grand.

Une solution possible est de "déléguer" le traitement des capteurs et actionneurs par zone (pi zéro, expandeur GPIO ==>I2C, Arduino...), les solutions ne manquent pas.
Si vous vous utilisez les GPIO du Raspberry, essayez de mettre une interface qui protège le Raspberry.

Les arguments sont développés ici:
viewtopic.php?f=75&t=3897

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Re: Complément sur les GPIO

Message par destroyedlolo » mer. 31 mai 2017 11:59

Je suis a 200% d'accord.
spourre a écrit :Plus le câblage sera long, plus vous risquez de rencontrez les phénomènes décrits par Guillaume.
Sans compter que même sans erreur, l’électronique du SBC est soumises à l’environnent électromagnétique et sera stressée par la longueur des cables (plus ils sont long, plus ils présentent un effet capacitif qui stresse les composants et diminue leur durée de vie).

Dans une solution domotique complète, il ne faut pas hésiter à mixer les techo : I2C pour des bus expenders de proximité débouchant potentiellement sur des I/O tout ou rien contrôlant des objets éloignés (utilisation typique : le chauffage par fils pilote ... mais bonjour le cablage), 1-wire pour des sondes distantes, RS-422 voir ethernet pour des devices intelligents distants, du hertzien lorsqu'il n'est pas envisageable de tirer des câbles, etc ...

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Re: Complément sur les GPIO

Message par Giome » jeu. 1 juin 2017 00:41

Bonjour a tous et merci pour votre aide dans ma démarche de compréhension

J'ai vu cette carte au fil des mes recherches concernant les GPIO
http://www.mcmelectronics.com/product/8 ... urce=Email
https://www.amazon.fr/Pi-ezconnect-Rasp ... =ezconnect

Selon ma lecture de ce qui est écrit sur la carte, tous les 3,3v sont ensemble, tous les 5v sont ensemble et tous les GND sont ensemble, du moins a première vu, faudrait l'avoir et tester avec un multimètre pour être sûr...

Vous êtes apparemment tous d'avis de rajouter des cartes un peu partout pour "déléguer" et donc "soulager" le RPI mais ce n'est pas vraiment compatible avec ma solution mise en place qui vise une centralisation et une autonomie énergétique en cas de panne d'électricité lors d'une absence donc calculée pour tenir 1 semaine avec modem, router, RPI et électrovanne. Si je rajoute des cartes un peu partout vive la maintenance et le coût qui va exploser. D'autant que pour moi wifi et domotique ne vont pas ensemble...

Sinon pour répondre aux contraintes que vous évoquez, je suppose qu'une carte Arduino 2560 (celle-ci car de très nombreuses entrée digitales disponibles) avec un shield RJ45 (permet de ne pas alimenter par le PI en USB) suffiraient à protéger le PI tout en assurant ma centralisation et maîtrisant la consommation électrique ?

Encore merci pour votre aide

PS : @spourre merci pour le lien du thread y'avait des éléments intéressants.

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Re: Complément sur les GPIO

Message par guillaume9344 » jeu. 1 juin 2017 07:25

Pour les 2 liens , se ne sont as de vrai interface de bus mais simplement les pin du pi relié vers des borniers à vis.
Pour des liaisons de plusieurs mètres , et où une certaine fiabilité est recherchée , il faut utiliser les liaisons prévu pour ça (rs485....) .
L'arduino sera un peu moins sensible , mais n'est pas la solution unique il aura à longterm les même problemes que le pi .
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Re: Complément sur les GPIO

Message par Giome » jeu. 1 juin 2017 08:52

@guillaume9344 je suis d'accord avec toi les cartes ez-connect n'utilisent ni I2C, ni SPI mais ma question initiale portait sur la faisabilité de relier les pins 3,3v ensemble, les pins 5v ensemble et les GND ensemble car d'un stricte point de vue électrique il ne devrait pas y avoir de contraintes mais d'un point de vue électronique aucune idée.

Je viens de faire quelques recherches sur le RS485 que tu mentionnes, cette carte est-elle adéquate ?
https://www.amazon.com/RS232-RS485-Shie ... 485+shield

Sinon tout en restant sur le PI, cette carte semble compatible avec le plugins Jeedouino de Jeedom (mais malheureusement le développeurs semble le délaisser) et répondrait aux critères de sécurité :
https://www.amazon.com/Raspberry-Pi-HAT ... +raspberry

Merci de vos avis

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Re: Complément sur les GPIO

Message par destroyedlolo » jeu. 1 juin 2017 10:06

Salut,
Giome a écrit :Vous êtes apparemment tous d'avis de rajouter des cartes un peu partout pour "déléguer" et donc "soulager" le RPI mais ce n'est pas vraiment compatible avec ma solution mise en place qui vise une centralisation et une autonomie énergétique en cas de panne d'électricité lors d'une absence donc calculée pour tenir 1 semaine avec modem, router, RPI et électrovanne.
Oui et non :D
Le but n'est pas forcement d'éparpiller des cartes dans toutes la maison façon pulse : il s'agit de séparer électriquement l'électronique du PI des perturbations extérieur et ça peut se faire avec de simples Hat sur le PI.
C'est typiquement ce que fait une solution domotique de type IPX : tout est ramené à un point centrale.
Giome a écrit :D'autant que pour moi wifi et domotique ne vont pas ensemble...
Comme je le disais plus haut, il ne faut pas non plus se fermer des portes : le WiFi peut être intéressant lorsque tu n'as pas d'autres choix.
Par exemple, je privilégie autant que se faire se peu le filaire (parce que hertzien, en plus de la pollution que ca engendre, ca nécessite d'avoir une alimentation), je ne ferme pas la porte non plus aux hertziens pour mes volets qui étaient équipé RTS ou pour des équipements distants (température piscine, présence de courrier, ...).

A+
  • BananaPI : Gentoo, disque SATA de 2 To
  • Domotique : 1-wire, TéléInfo, Tablette passée sous Gentoo, ESP8266
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Un descriptif de ma domotique 100% fait maison.

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Re: Complément sur les GPIO

Message par spourre » jeu. 1 juin 2017 11:11

Giome a écrit :
Vous êtes apparemment tous d'avis de rajouter des cartes un peu partout pour "déléguer" et donc "soulager" le RPI mais ce n'est pas vraiment compatible avec ma solution mise en place qui vise une centralisation et une autonomie énergétique en cas de panne d'électricité lors d'une absence donc calculée pour tenir 1 semaine avec modem, router, RPI et électrovanne. Si je rajoute des cartes un peu partout vive la maintenance et le coût qui va exploser. D'autant que pour moi wifi et domotique ne vont pas ensemble...

.
Certains modules ne coûtent que quelques euros et ont une consommation tellement faible (deep sleep) que les piles s'usent plus par auto décharge que par l'utilisation.

Une autre approche, compatible avec le besoin de centraliser une alimentation secourue, est d'alimenter par le câblage Ethernet, sur les paires non utilisées (Power over Ethernet : PoE). Il existe soit des injecteurs (de tension), soit des switch avec port PoE. C'est ce que pratique depuis toujours pour alimenter mon AP Wifi (pour la mettre en hauteur et augmenter sa portée où il n'y a pas de secteur).

Une précision, il n'y a pas que le WIFI comme moyen hertzien (radio). Le WIFI implique une pile TCP/IP, une émission (quasi) permanente, avec une puissance rayonnée faible mais non négligeable.
De nombreux appareils sont télécommandables sur d'autres bandes de fréquence (432, 960 Mhz..) avec des puissances beaucoup plus faibles et un taux d'émission limité à 1 % du temps, afin de permettre la cohabitation de plusieurs systèmes bandes ISM). La normalisation n'est pas aussi avancée que pour le WIFI et il y a de nombreux protocoles propriétaires, non compatibles entre eux. Il faut que l'application domotique sache "parler" avec ces objets.

Un autre moyen hertzien utilisé est le BlueTooth. Beaucoup de lampes dites "intelligentes" l'utilisent car il est présent sur la quasi totalité des smartphones (avec 2 systèmes dominants: IOS et Android) et ne requiert aucune modification du câblage existant car l'électronique est dans le culot de la lampe . Un DCL ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Dispositi ... _luminaire) n'apporte que 3 fils (phase, neutre et terre) .

Sylvain

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