RS232, Ethernet, USB, Wi-Fi ou Bluetooth LE : choisir une interface de balance

Comparaison rapide des interfaces de balance

Pour une balance à bord d'un navire, Ethernet est le choix par défaut pour l'intégration permanente avec les réseaux et logiciels, RS232 pour les liaisons point à point simples vers imprimantes, affichages et équipements anciens, USB pour la configuration et les connexions courtes vers un appareil proche, et Wi-Fi ou Bluetooth LE pour un usage portable avec tablettes et téléphones là où les câbles sont peu pratiques. Le bon choix dépend de la distance, du nombre d'appareils partageant la liaison, et du degré d'humidité, de bruit électrique et d'enfermement métallique du lieu.

Les distances sont des limites typiques tirées des normes et de la documentation d'interface citées ci-dessous ; les limites pratiques sur un navire sont souvent plus courtes à cause du bruit, des connecteurs et des structures en acier.

RS232 : simple, courte et toujours utile

RS232 est une interface série asymétrique, point à point, qui reste utile pour connecter une balance à un appareil proche, tel qu'une imprimante d'étiquettes ou un affichage déporté, avec une configuration minimale.

Selon une note d'application de Texas Instruments, les anciennes versions de la norme exigeaient 19,2 kbps pour une longueur de câble de 50 pieds (environ 15 m), tandis que les révisions modernes spécifient un minimum de 19,2 kbps sur une charge capacitive de 2 500 pF, si bien que la longueur maximale dépend de la capacité par mètre du câble. Les niveaux logiques d'émission se situent entre ±5 V et ±15 V, et les récepteurs doivent interpréter correctement ±3 V.

• À bord : gardez les tronçons courts, utilisez du câble blindé, éloignez-le des câbles d'alimentation et des variateurs de moteur, et envisagez des convertisseurs à isolation galvanique lorsque les équipements sont alimentés par des circuits différents.
• Format de données : RS232 définit des signaux électriques, pas le contenu. Débit en bauds, bits de données, parité, bits d'arrêt et format texte de la chaîne de poids doivent correspondre aux deux extrémités.
• Distances plus longues : RS485 utilise une transmission différentielle et prend en charge des bus multipoint ; le guide de conception RS-485 de TI donne une longueur de câble maximale de 4 000 pieds (environ 1 200 m) à 100 kbps et jusqu'à 32 charges unitaires.

Ethernet : la colonne vertébrale de l'intégration

Ethernet connecte balances, calibreuses et ordinateurs sur un réseau de navire, prend en charge de nombreux appareils à la fois et véhicule des protocoles modernes tels que les API HTTP et MQTT, ce qui en fait le choix standard pour les installations permanentes.

L'Ethernet sur paire torsadée tel que spécifié dans IEEE 802.3 prend en charge des segments allant jusqu'à 100 m entre un appareil et un commutateur ; les distances plus longues nécessitent des commutateurs supplémentaires ou de la fibre. La vitesse est rarement une contrainte pour les données de pesage. Les problèmes pratiques sur un navire sont physiques :

• Les fiches RJ45 standard ne sont pas étanches. Dans les zones humides, utilisez des connecteurs et presse-étoupes avec un indice IP adapté, ou terminez les câbles à l'intérieur d'un boîtier étanche.
• Utilisez du câble blindé lorsque les tronçons passent près d'équipements à fort courant tels que treuils, systèmes hydrauliques et variateurs de fréquence.
• Planifiez le réseau : adresses IP fixes ou DHCP réservé pour les balances, un segment séparé pour l'équipement opérationnel, et un emplacement de commutateur qui reste sec.

Une fois la balance sur Ethernet, le logiciel peut utiliser son API ; voir Intégrer des balances à votre logiciel via une API.

USB : configuration et liaisons locales courtes

L'USB est le mieux adapté aux connexions locales courtes : configurer une balance depuis un ordinateur portable, téléverser des modèles d'étiquettes vers une imprimante, ou transférer des données vers un ordinateur proche.

La spécification USB 2.0 (USB Implementers Forum) prend en charge des données haute vitesse à 480 Mbit/s sur des câbles jusqu'à 5 m ; les distances plus longues nécessitent des hubs ou des câbles d'extension actifs. Sur un navire, les points faibles sont les connecteurs grand public, qui ne sont ni étanches ni verrouillables, et le modèle hôte-appareil, dans lequel un PC ou une tablette doit contrôler la connexion. Des connecteurs USB étanches ou montés en panneau aident lorsqu'un port doit être accessible dans une zone humide.

Sans fil : Wi-Fi et Bluetooth LE sur un navire en acier

Les liaisons sans fil suppriment les câbles qui peuvent être endommagés ou corrodés, mais cloisons, ponts en acier et eau atténuent fortement les signaux radio ; le sans fil fonctionne donc mieux dans un seul espace ouvert et doit être testé à l'emplacement d'installation.

Wi-Fi

Le Wi-Fi (la famille IEEE 802.11) permet aux tablettes, ordinateurs portables et téléphones de se connecter à une balance via un réseau local, souvent directement via un point d'accès intégré à la balance ou son indicateur. Il transporte suffisamment de données pour les interfaces et API basées navigateur. Prévoyez qu'un pont ou une cloison en acier entre la balance et l'utilisateur peut bloquer entièrement le signal, et que la bande 2,4 GHz est partagée avec le Bluetooth et d'autres appareils.

Bluetooth LE

Le Bluetooth Low Energy est conçu pour une faible consommation et des connexions à courte portée vers téléphones et tablettes. Le Bluetooth SIG décrit une portée effective allant de moins d'un mètre à plus d'un kilomètre, selon la radio, la puissance d'émission, la sensibilité du récepteur, l'antenne et l'affaiblissement de parcours, et note que les obstacles, y compris le métal et l'humidité, la réduisent (Bluetooth SIG : comprendre la portée Bluetooth). Sur un pont de pêche, avec de l'acier autour et des personnes et du produit humide sur le trajet, prévoyez de courtes distances et vérifiez la liaison sur place.

Choisir selon l'application

Choisissez l'interface en fonction de la tâche que la connexion doit accomplir, pas de la liste des ports disponibles sur la balance.

Pour la liaison du navire vers la terre, voir Données navire-terre : options de connectivité pour les navires de pêche.

Liste de contrôle d'installation pour environnements humides et bruyants

1. Sélectionnez des connecteurs et presse-étoupes avec un indice de protection adapté au lavage, tel que défini dans IEC 60529, et gardez les ports inutilisés bouchés.
2. Acheminez les câbles de données séparément des câbles d'alimentation et à l'écart des variateurs de fréquence, moteurs de treuil et pompes hydrauliques.
3. Utilisez du câble blindé et reliez le blindage à la terre en un seul point défini, sauf indication contraire du fabricant de l'équipement.
4. Utilisez une isolation galvanique entre équipements sur des circuits d'alimentation différents pour éviter les boucles de masse.
5. Placez commutateurs, convertisseurs et imprimantes dans des boîtiers secs et ventilés.
6. Étiquetez les deux extrémités de chaque câble avec l'appareil et le port.
7. Testez la couverture sans fil au poste de travail avec les structures en acier du navire en place.
8. Documentez les réglages : adresses IP, débits en bauds, formats de données et codes d'appairage.

Les choix de matériaux et de boîtiers sont abordés plus en détail sur le portail hygiène et matériaux.

L'approche de WPL

Les balances WPL offrent plusieurs options d'interface afin que la connexion puisse correspondre à l'application. La balance marine série M2 se connecte via USB, RS232 et Ethernet à des imprimantes, équipements d'étiquetage, réseaux et logiciels, avec Bluetooth LE et le module WeightControl IOT en option. Les balances plateforme M5 et M6 offrent RS232, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth LE et USB, ainsi que des affichages déportés, des cartes relais et des E/S numériques. Le M3 offre Bluetooth LE et USB. WeightControl peut être atteint depuis un ordinateur portable ou une tablette via le point d'accès intégré de la balance. Pour la vue d'ensemble complète, voir le portail données et intégration.