Le capteur de distance Sharp GP2Y0A

Capteur de distance infra-rouges sur IPX800V4

Le capteur Sharp existe sous différentes références, permettant de mesurer des distances différentes. Il existe également des modèles alimentés en 3.3V, d'autres en 5V, sans pour autant que la tension de sortie dépasse les limites de l'IPX800.

Voici les formules du capteur, déterminées sur un tableur (méthode décrite ici)

Ces 2 formules serviront à renseigner l’entrée analogique de l’IPX

Analog -> Digital ou Digital->Analog

Dans certains cas, il faudra paramétrer l’entrée analogique avec le type "Volt" la tension sera alors “lue” par IPX, la formule sera ensuite appliquée uniquement dans un widget HTML associé à un petit script Javascript (lecture dans une source de données)

Connexion du Capteur à l'IPX

Maintenant que nous avons déterminé les caractéristiques de notre capteur, nous allons le connecter à l'IPX800 V4.

Ce capteur doit être alimenté en 5 volts. Nous utiliserons une alimentation externe. Pour le montage, j'ai utilisé une alimentation USB.

Avant de brancher le capteur à l'IPX, il faut vérifier que la tension de sortie de dépasse pas les limites admises par l'entrée analogique de notre automate.

La sortie analogique ne délivre pas de tension supérieure à 3.3 V, nous n'aurons donc pas besoins de mettre un pont diviseur en place pour protéger l'entrée analogique de l'IPX.

Voici le schéma de connexion :

Paramétrage de l'entrée analogique

Le capteur émettant une tension sur sa sortie, il suffit de paramétrer l'entrée analogique comme un voltmètre.

Il suffira alors de placer un widget de type "Entrée analogique" sur le Dashboard pour visualiser la tension de sortie.

Conversion de la tension en distance

Il va de soit que ce n'est pas réellement la tension en sortie de notre capteur qui nous intéresse, mais la distance mesurée.

Nous allons faire la conversion grâce à un widget HTML, celui-ci contiendra un peu de JavaScript.

Mais pour cela, nous devons d'abord créer une source de données.

Sur le Dashboard, créons la source nommée STATUS. Elle pointera sur le fichier status.xml de l'IPX800 et sera donc du type XML.

Attention au nom de la source : le JavaScript faira appel à elle par son nom, en respectant la casse (majuscules/minuscules).

Créons maintenant notre widget HTML et insérons un peu de code

function bruteToDistance(brute) {
  d = Math.floor(63.37 * Math.pow(brute * 0.000050354,-1.143));
    if (d < 20 || d > 150) {
        return "";
    }else{
        return d + " cm";
    }
}

var distance = bruteToDistance(datasources["STATUS"]["response"]["analog0"]);

return `
<style>
.content {
  position: absolute;
  bottom: 0;
  left: 0;
  height: 100%;
  width: 100%;
  background-color: #333;
  overflow: hidden;
}

.circle {
  width: 5px;
  height: 5px;
  background-color: transparent;
  position: absolute;
  left: 50%;
  margin-left: -2px;
  top: 50%;
  margin-top: -2.0px;
  border-radius: 50%;
  border: 2px solid #3C14;
  animation: radar 5s infinite;
  -webkit-animation: radar 5s infinite;
  -webkit-transition: all ease-in-out;
  transition: all ease-in;
}
@keyframes radar {
  1% {
    width: 5px;
    height: 5px;
    margin-left: 0;
    margin-top: 0px;
    border: 2px solid #3AA65E;
    opcity:0.9
  }
  100% {
    width: 300px;
    height: 300px;
    margin-left: -150px;
    margin-top: -150px;
    border: 12px solid #055E23;
    opacity:0.0;
    
  }
}

</style>

<center>
  <div class="content" height=100%> <div valign=middle style="color:#fff;font-size: 20px;"> ${distance}</div> <div class="circle">
  </div>

</div>
</center>
`;

Au début du code, vous pouvez remarquer la fonction bruteToDistance(). La source de données (status.xml) renvoie la valeur brute du capteur après traitement par le Convertisseur Analogique/Numérique de l'IPX.

Il convient donc, dans un premier temps de traduire cette valeur en Volts. La valeur brute est alors multipliée par 0.000050354. Pour de plus amples explications, je vous invite à consulter cette page.

La valeur convertie en volts sera finalement transformée par la formule de notre capteur, déterminée plus haut avec notre tableur.

Distance=63.37 * (tension)^-1.143

La distance retournée par notre fonction ne devra pas excéder 150, ceci étant la limite de la plage de mesure du capteur.

De même, elle ne pourra être inférieure à 20 cm.

Voici notre widget :

Le léger décalage entre la distance affichée et la tension correspondante est dû au fait que les 2 widgets n'ont pas la même vitesse de rafraîchissement.

Widget avancé

Le câblage

Pour prolonger la durée de vie du capteur, on pourrait faire passer son fil d’alimentation par une sortie de l’IPX. Ainsi, le capteur ne serait alimenté que sur demande, pour faire une mesure. Il est également possible d’ajouter un petit poussoir, pour une commande locale, et une EV, pour une commande distante (dashboard).

• Nous allons utiliser une Entrée virtuelle EV1 comme commande distante.

Cette entrée virtuelle servira à mettre notre capteur en marche forcée à partir du Dashboard, ou de tout autre système domotique (Alarme, ...)

• La sortie virtuelle SV2 sera utilisée pour lancer une lecture sur notre capteur, avec une durée limitée (30 s pour notre exemple). Ensuite, l'alimentation du capteur sera coupée.

• Un bouton poussoir sera connecté à l'entrée digitale ED1. Ce sera la marche manuelle.

• Toutes les commandes piloteront le relais n°1 (alimentation du capteur).

Voici le schéma de câblage :

Le dashboard

Nous allons créer un widget de pilotage "Entrée virtuelle" auquel nous lierons l'Entrée EV1.

Créons maintenant le widget servant à la mise en lecture temporaire du capteur

La sortie virtuelle SV2 doit avoir été réglée avec Tb=30 (secondes) [menu Périphériques]

Créons le Widget HTML qui contiendra le script JavaScript

function bruteToDistance(brute) {
  d = Math.floor(63.37 * Math.pow(brute * 0.000050354,-1.143));
    
    if (d < 20 || d > 150) {
        return "";
    }else{
        return d + " cm";
    }
}

var distance = bruteToDistance(datasources["STATUS"]["response"]["analog0"]);
// l'activité du capteur est récupérée avec l'état de l'entrée digitale 1
//en fonction de l'état, l'animation sera rendue non visible (active mais couleur du fond), sinon verte
var SharpCouleur = (datasources["STATUS"]["response"]["led0"]==1) ? "#3C14" : "#333";

return `
<style>
.content {
  position: absolute;
  bottom: 0;
  left: 0;
  height: 100%;
  width: 100%;
  background-color: #333;
  overflow: hidden;
}

.circle {
  width: 5px;
  height: 5px;
  background-color: transparent;
  position: absolute;
  left: 50%;
  margin-left: -2px;
  top: 50%;
  margin-top: -2.0px;
  border-radius: 50%;
border: 2px solid ${SharpCouleur};
  animation: radar 1s infinite;
  -webkit-animation: radar 1s infinite;
  -webkit-transition: all ease-in-out;
  transition: all ease-in;
}
@keyframes radar {
  1% {
    width: 5px;
    height: 5px;
    margin-left: 0;
    margin-top: 0px;
border: 2px solid ${SharpCouleur};
    opcity:0.9
  }
  100% {
    width: 300px;
    height: 300px;
    margin-left: -150px;
    margin-top: -150px;
border: 12px solid ${SharpCouleur};
    opacity:0.0;
    
  }
}

</style>

<center>
  <div class="content" height=100%> <div valign=middle style="color:#fff;font-size: 20px;"> ${distance}</div> <div class="circle">
  </div>

</div>
</center>
`;
 

Voici le Widget Complet :

Les Scènes

3 scènes sont nécessaires pour contrôler le capteur

1.la scène qui active SV2 si le poussoir est pressé

Evènement : [Entrée Digitale : 8]
Action :    [ON]
Résultat   :[Sortie Virtuelle : 2]
 

2.la scène qui alimente le capteur pour une lecture de 30s

Evènement : [Entrée Virtuelle : 1]
Action :    [ON/OFF]
Résultat   :[Sortie Virtuelle : 1]
 

3.La scène qui active le relais si une mesure est demandée

Evènement : [Entrée Digitale : 8] [OU] [Sortie Virtuelle : 1] [OU] [Sortie Virtuelle : 2]
Action :    [ON/OFF]
Résultat   :[Relais : 1]
 

Le résultat en fonctionnement