Il y a deux ans, on vous avait parlé des contacts reeds aussi appelés Interrupteurs à Lames Souples, surtout pour vous mettre en garde à propos des difficultés qu'on peut rencontrer quand on veut les utiliser pour construire un compte-tours. Mais on avait un peu oublié de vous parler des capteurs à effet hall, qui peuvent faire un bon substitut.
L'idée d'un compte-tours basé sur un contact reed consiste à faire tourner un disque muni d'un aimant qui génère une impulsion à chaque fois qu'il passe devant le contact. Il suffit alors de calculer le nombre d'impulsions par seconde pour connaitre la vitesse de rotation. Le Yocto-PWM-Rx fait ça très bien.
Les problèmes des contacts reed
Un petit contact reed (MITI-7-15-20 de Littelfuse) et un minuscule aimant capable de le déclencher
Pour rappel les contacts reed sont des petites ampoules de verre terminées par deux pattes. A l'intérieur, il y a deux lamelles métalliques qui se rapprochent jusqu'à se toucher en présence d'un champ magnétique, établissant ainsi un contact électrique entre les deux pattes. Ces ampoules se comportent donc exactement comme des interrupteurs ce qui les rend très faciles à câbler. Noter que l'aimant n'a pas besoin d'être très gros. Dans le cadre de cet article, on a utilisé un aimant néodyme cylindrique de 2x2mm.
Câblage d'un contact reed avec un Yocto-PWM-rx, n'oubliez pas le pull-up
Par contre, cette technologie a quelques défauts:
- l'ampoule doit installée parallèle à l'axe du champ magnétique qui la contrôle et à la bonne distance. Trop près vous obtiendrez trois impulsions par tour, trop loin ça ne va pas marcher.
- Etant basée des contacts mécaniques, les lamelles peuvent générer des rebonds importants, et un rebond n'a pas besoin d'être très grand pour compter comme une impulsion.
Signal généré par un contact reed (5ms par division)
Le même signal mais à une échelle 50ums par division
Sur la capture ci dessus, on est à 62.5 Hz, mais même l'oscilloscope détecte une fréquence double à cause du gros rebond
Il est bien sûr possible de contourner ces rebonds en utilisant le paramètre debounce du Yocto-PWM-Rx. Dans l'exemple ci-dessus, un debounce de 1ms résoudra largement le problème. Mais si on augmente la vitesse de rotation la taille des impulsions va diminuer et si elle devient inférieure à la durée nécessaire pour le debounce, on n'aura plus de mesure. Remarquez que cette histoire de rebond est importante pour mesurer des mouvements rapides et répétitifs, s'il s'agit juste détecter l'ouverture d'une fenêtre ou d'une porte, vous pouvez parfaitement ignorer le phénomène.
Le capteur à effet hall
A la base, les capteurs à effet hall servent à mesurer des champs magnétiques, les boussoles électroniques sont basées sur ce type de composant. Mais il existe des versions beaucoup plus simples de ce genre de capteurs qui se comportent comme s'ils fermaient un circuit en présence d'un champ magnétique.
Un capteur à effet hall NPN, SS441A de Honeywell
En termes de rapport avantage /inconvénient, ils sont exactement le contraire des contacts reed: ils ne génèrent pas de rebond ce qui permet d'aller très vite.
Signal généré par un capteur à effet hall (2ms par division)
Le même signal,50ums par division, pas de rebond :-)
Ils sont relativement facile à installer: soit vous êtes dans le bon sens et suffisamment proche de l'aimant et ça marche, soit ça ne marche pas du tout. Pas besoin d'oscilloscope pour être sûr que tout se passe comme prévu.
Par contre, ces capteurs doivent être alimentés, ce qui rend le câblage un peu plus complexe. Dans le cas du SS441A qui peut fonctionner en 5V, on peut prélever du 5V sur les contacts qui se trouvent derrière le connecteur USB. Attention il ne faut pas oublier de mettre en commun la masse de l'USB avec la masse du capteur. Noter que cela a pour effet de neutraliser l'isolation du Yocto-PWM-Rx.
Câblage d'un capteur à effet hall NPN avec un Yocto-PWM-rx
Vous aurez remarqué que ce capteur est un capteur NPN, ce qui veut dire que vous pouvez aussi l'utiliser avec un Yocto-IO, Yocto-Maxi-IO-V2 ou encore un Yocto-Knob.
Conclusion
Si vous avez besoin de détecter un mouvement mécanique de manière rapide et fiable, un capteur à effet hall et un minuscule aimant pourraient bien vous faciliter la vie à moindre frais, pour peu que vous soyez capable de l'alimenter.
