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Présentation de l'interface Ethernet

 


  Présentation de l'interface Ethernet 8 entrées / 8 sorties :

      Cette interface est une adaptation de la précédente platine [ Interface Ethernet 16 sorties ]. Comme son homologue, elle permet d'agir à distance sur un dispositif au moyen de 8 sorties, mais elle dispose désormais de 8 entrées logiques qui la destine à différentes applications telles que, la domotique, la surveillance, les alarmes techniques et domestiques, le contrôle à distance, etc... 
     Nul
besoin de relier l'interface à un ordinateur puisqu'elle intègre toute l'électronique nécessaire à une connexion directe sur votre réseau Ethernet.

      Basée sur le contrôleur Ethernet ENC28J60 de Microchip, cette interface se connecte directement à votre réseau local domestique et vous permet d'une part de piloter individuellement 8 sorties à collecteur ouvert de type ON/OFF et d'autre part, de connaitre l'état logique des 8 entrées disponibles.

     Avec ce dispositif vous pouvez commander des relais, des leds, des triacs, etc... et de connecter également sur les 8 entrées des capteurs délivrant un signal en logique TTL (0/5V) : capteur infrarouge dans le cadre de détecteur de mouvements, détecteur de chocs, etc... L'usage de capteurs analogiques (température, pression, etc...) est aussi possible en utilisant un Convertisseur Analogique - Numérique (CAN) 8 bits relié aux 8 entrées de l'interface.
    Dans le cadre
d'applications domotiques, il est possible de piloter à distance différents actionneurs de la maison, tels que la fermeture ou l'ouverture de volets ou de stores, d'être averti en cas d'intrusion et bien plus encore...

     Par ailleurs, si le nombre de
8 sorties et 8 entrées ne sont pas suffisantes pour vos projets, la connexion réseau vous autorise à connecter jusqu'à 255 interfaces identiques à celle-ci. Bien entendu dans ce cas, chacune des interfaces dispose de paramètres différents (IP, PORT et MAC)  pour que l'ensemble des cartes puissent cohabiter sur le même réseau. Par ailleurs, si votre réseau est relié à un accès Internet via un Modem ADSL ou Modem Câble, vous pouvez piloter l'interface 8 entrées / 8 sorties n'importe où dans le monde depuis un PC sous Windows ou bien depuis un Smartphone ou tablette tactile sous Android.

Exemple de configuration sur le réseau local avec plusieurs exemplaires
de l'interface
8 entrées / 8 sorties.
Chaque interface dispose de paramètres réseaux différents
affectés par l'utilisateur.
Dans notre exemple nous utilisons un modem ADSL Freebox,
mais vous pouvez connecter l'interface
à n'importe quel modem ADSL (Livebox, NeufBox, etc...) ou modem câble.


    Bien entendu, vous pouvez également connecter sur votre réseau local d'autres interfaces présentées sur ce site...

     Si votre réseau est relié à un accès Internet via un Modem ADSL ou Modem Câble, vous pouvez également piloter l'interface depuis n'importe où dans le monde. Pour ce faire, il suffit de connaître votre adresse IP, c'est à dire celle qui vous a été attribuée par votre Fournisseur d'Accès Internet (FAI) qui vous identifie de manière unique sur le réseau mondial. L'élément différenciateur permettant d'accéder à votre interface est dans ce cas le numéro du PORT de l'interface, c'est à dire par défaut le numéro 5030.

     Afin de contrôler votre interface depuis votre
réseau domestique ou bien depuis un accès Internet, deux logiciels de démonstration fonctionnant pour l'un sous Windows écrit avec Bordand Delphi 7 et pour l'autre sous Android écrit avec Basic4Android sont disponibles en libre téléchargement accompagnés de leur code source. La communication entre l'interface 8 entrées / 8 sorties et votre ordinateur, ou tablette tactile, ou smartphone s'effectue via le protocole UDP (User Datagram Protocol) qui reste très simple et souple d'utilisation.
     Le principe de la communication s'effectue par l'envoi en
UDP de commandes de type ASCII (chaines de caractères) prédéfinies extrêmement simples à utiliser vous permettant d'adapter selon vos propres besoins les logiciels écrits sous Borland Delphi 7 ou sous Basic4Android.




  Synoptique de l'interface Ethernet 8 entrées / 8 sorties :

  

Cliquez sur l'image ci-dessus pour l'agrandir



 
Principales caractéristiques de l'interface Ethernet 8 entrées / 8 sorties :

        Alimentation : comprise entre +8V et +20V DC.
       
8 sorties à collecteur ouvert indépendantes pouvant piloter une charge alimentée jusqu'à +50V sous 500mA maxi.
       
8 entrées logiques TLL
0V / 5V avec pull-up ou pull-down configurable par le cavalier SW2.
        Contrôle des différentes sorties : en mode
impulsionnel, bistable (toggle) et momentané.
        Type de commandes :
chaine de caractères de type ASCII.
        Communication avec l'interface : protocole
UDP.
        Contrôleur Ethernet :
10Base-T compatible avec le 100 et 1000Base-T.
       
IP, PORT et adresse MAC : modifiables par l'utilisateur via un logiciel dédié.
        Configuration réseau par défaut :
IP : 192.168.0.9, Port : 5030 et MAC : B0:FA:AF:00:02:00.
        Visualisation de la
connectivité et du transfert Ethernet par leds.



 
Principaux éléments de l'interface Ethernet : 

        Partie supérieure du circuit imprimé :

 

Encadré en bleu :

leds de statut (led verte) et d'activité (led jaune) de la connexion réseau.

Encadré en rouge :

embase Ethernet intégrant un transformateur d'isolement (MAGJACK)

Encadré en vert :

circuit Ethernet ENC28J60 et son quartz de 25MHz.

Encadré en violet :

les 8 sorties de l'interface S1 à S8 et le circuit octuple driver.

Encadré en orange :

sélection alimentation interne (+5V) ou externe (+Vin) pour l'octuple driver.

Encadré en vert :

bornes pour l'alimentation externe +Vin.


        Partie inférieure du circuit imprimé :

 

Entouré en rouge :

translateur de niveaux logiques 3,3V vers TTL 5V.

Entouré en bleu :

microcontrôleur PIC18F252 et son quartz de 20MHz.

Entouré en vert clair :

embase d'alimentation générale de l'interface (de 8V à 20V CC).

Entouré en violet :

les 8 entrées logiques et le réseau de résistances pull-up ou pull-down.

Entouré en orange :

la section alimentation en +3,3V et +5V.

Encadré en vert :

cavalier permettant de sélectionner le mode pull-up ou pull-down.



 
Présentation des logiciels pilotant l'interface Ethernet 8 entrées / 8 sorties :

        Afin de piloter l'interface que ce soit depuis votre réseau domestique ou depuis n'importe où dans le monde, deux logiciels d'application ont été écrits l'un pour Windows via Borland Delphi 7 et l'autre pour Android via Basic4Android. Ces deux logiciels sont disponibles en libre téléchargement au chapitre [ Utilisation ].

          Logiciel pour

       Le logiciel compatible avec , Seven, Vista et XP mais il n'a pas été testé sous les OS antérieurs.

       En plus du fichier exécutable, vous trouverez le
code source du logiciel afin de vous aider dans l'écriture de votre propre logiciel sous différentes langages: Delphi, Visual Basic,, C++, etc...

Aspect du logiciel de démonstration permettant de connaitre
sous
forme décimale l'octet présent sur les 8 entrées
et de piloter toutes les sorties de l'interface en mode
ON/OFF, bistable et momentané.

  

          Logiciel pour :

Aspect du logiciel installé sur un smartphone permettant
de piloter toutes les sorties de l'interface en mode
ON/OFF et bistable.
Les états logiques présents sur les
8 entrées E0 à E8 sont affichés
sous la forme d'un
octet compris entre 0 et 255
L'accès aux
boutons des 8 sorties s'effectue au moyen d'une liste déroulante
que l'on peut
descendre ou monter d'un simple
geste du doigt. Dans notre cas, l'écran est suffisament grand
pour permettre une
visualisation globale des 8 sorties.


 
Exemples d'utilisation de l'interface : 

      
Afin d'illustrer les différentes possibilités de connectivités avec l'interface, voici quelques exemples d'application...
 

        Entrées numériques de l'interface :
 
           Connexion de boutons poussoirs et de micro-switchs :

                  Dans le cadre de cet exemple, nous avons placé le cavalier SW2 en configuration UP (pull-up) afin de disposer des résistances de rappels au +5V sur l'ensemble des 8 entrées.
                  Une pression sur les boutons poussoirs de 1 à 4 nous permet de modifier le
quartet de poids fort appliqué aux entrées E5 à E8. Idem pour les micro-switchs placés sur le quartet de poids faible des entrées E1 à E4.

 


           Connexion de boutons poussoirs et d'un circuit TTL :

                  Nous plaçons le cavalier SW2 sur le mode DOWN (pull-down) afin de disposer des résistances de rappels à la masse sur l'ensemble des 8 entrées.
                  Un compteur binaire en technologie TTL (7490) est placé sur le
quartet de poids faible E1 à E4 tandis que quatre boutons poussoirs reliés au +5V nous permettent de changer le quartet de poids fort E5 à E8.


           Connexion avec isolation optique :

                  Nous avons placé le cavalier SW2 en configuration UP (pull-up) afin de disposer des résistances de rappels au +5V sur l'ensemble des 8 entrées. Ce mode est nécessaire pour la polarisation du transistor NPN intégré à l'opto-coupleur TIL111.
                 Le signal logique est envoyé sur l'entrée
E1 de l'interface et une led permet de visualiser l'état logique 0 ou 5V appliqué sur le bornier deux plots à gauche du schéma.

 


           Connexion d'un Convertisseur Analogique - Numérique CAN :

                 Dans l'exemple suivant, nous employons un CAN 8 bits dont les 8 sorties sont directement reliées aux 8 entrées de l'interface. On retire le réseau de résistances RP1 de l'interface que nous avions monté sur support au moyen de picots tulipes.
                Grâce au convertisseur
ADC0808 disposant de 8 entrées analogiques IN0 à IN7  sélectionnables par les entrées ADD A à ADD C, il est possible d'effectuer des mesures depuis différents types de capteurs analogiques de votre choix (température, pression, humidité, etc...). La sélection des entrées IN0 à IN7 s'effectue par exemple au moyen de 3 sorties de l'interface Ethernet reliée sur les 3 entrées ADD A, ADD B et ADD C du CAN. De ce fait, il est donc possible de sélectionner une entrée du CAN à distance depuis la liaison Ethernet.
                

Exemple de connexion d'un ADC0808 à l'interface Ethernet.
Les sorties et entrées ne sont pas toutes reliées dans cet exemple.

 


       
Sorties numériques de l'interface :
 

           Connexion d'un ou plusieurs relais 1T :

                Toutes les sorties de l'interface peuvent directement piloter des relais sans utiliser des transistors intermédiaires.
                Par exemple, pour 3 relais de type
1-T / 12V  placez le cavalier de SW1 en position +Vin et appliquer un potentiel de +12V sur l'entrée J3. Connectez ensuite vos relais sur les sorties que vous souhaitez, ici S3, S6 et S8. Il est inutile d'ajouter des diodes de roue libre aux différents relais dans la mesure où elles sont déjà intégrées sur toutes les sorties du ULN2803.

 

 


           Connexion d'une led en sortie de l'interface :

                  Exemple de connexion directe d'une led sur l'une des sorties de l'interface. N'oubliez pas de placer le cavalier SW1 sur la position +5V afin d'obtenir la tension requise sur le sortie +V=+5V.
 

 

 

 
           Connexion d'une ampoule 230V sur l'une des sorties de l'interface :

                  Grâce à l'usage d'un opto-triac, la commande de dispositifs connectés au secteur électrique devient très simple. Voici un exemple vous permettant de piloter une ampoule reliée au 230V. Comme précédemment, le cavalier de SW1 est positionné sur +5V.

Cliquez sur l'image ci-dessus pour l'agrandir



           Connexion d'une led et d'un relais alimentés en +12V :

                  En plus de la led,  nous connectons ici un relais sous des tensions supérieure à +5V comme dans l'exemple ci-dessous ou nous utilisons un relais en +12V.  Comme nous l'avons déjà vu précédemment, placez le cavalier de SW1 en position +Vin et appliquez un potentiel de +12V sur l'entrée J3.
 

 

 

 

 


 


 

 

 


 


 


 



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