Comment bien choisir son antenne Wi-Fi

Après avoir parcouru la section antennes du forum, je me suis rendu compte que beaucoup de topic's concernent le même sujet : Quelle antenne choisir? Quelle est la meilleure antenne ? Etc..
J'ai donc pensé que celui-ci pourrait être utile, évitant alors nombreuses questions abordées maintes fois.
(Je tiens à signaler que ce topic est un "mixe" de tout ce qui a pu être dit dans cette section, et d'infos trouvées sur le net)

I:Quelques (légères) Informations sur la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ou WI-FI

Celle-ci peut être classé en 4 parties :
-Les réseaux personnels sans fil : Wireless Personal Area Network (WPAN)
-Les réseaux locaux sans fil : Wireless Local Area Network (WLAN)
-Les réseaux métropolitains sans fil : Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
-Les larges réseaux sans fil : Wireless Wide Area Network (WWAN)

On distinque aussi 3 normes IEEE (Pour la fréquence 2.4gHz) :
-802.11b : Débit théorique 11Mb/s
-802.11g : Débit théorique 54Mb/s
-802.11n : Débit théorique 270Mb/s
N.B : Théorique ne veux pas dire réel.

Le WiFi utilise la gamme de fréquence de 2.4 GHz. Au passage, la même fréquence que nos chers fours à micro-ondes (Si vous vous retrouvez déconnecté à chaque fois que vous utilisez le micro-ondes, ne cherchez pas plus loin, il est capable de brouiller votre liaison avec l'AP (pourtant, il ne devrait pas émettre d'ondes en dehors du foyer? Bref, ca c'est une autre histoire.. ) )

Il y a beaucoup de choses à dire sur le WI-FI, mais ce n'est pas le sujet.

II:Différents types d'antennes, pour différentes utilisations

Avant de demander "Quelle est la meilleure antenne?" il faudrait plutôt cibler l'utilisation que l'on va en faire.
En effet, chaque type d'antenne a un fonctionnement et une utilitée bien précise.

II.1:"Combien que j'aurai de portée avec celle là?"

La portée d’une antenne dépend de son gain (exprimé en dBi), mais également de la puissance du matériel (antenne + carte) qui se trouve en face. Parallèlement, beaucoup de personnes oublient que d'autres éléments sont à prendre en compte, comme les obstacles, l'épaisseur des matériaux, les matériaux en eux-même, la distance, l'humidité (nous observerons de meilleurs résultats par temps sec que par temp de pluie, de même qu'il nous sera difficile de traverser une foule avec notre onde) le cablage utilisé, ainsi que la sensibilitée de votre carte wifi, pour ne citer que quelques exemples.

Voilà pourquoi il est impossible de déterminer a vue d'oeil la portée que vous fournira votre antenne.

II.2:"Moi j'ai une antenne DirectOmniSectonielle 512dBi de la mort!"

On différencie principalement 3 grandes familles d'antennes:

1_L'antenne Omnidirectionelle :
En forme de tige, elles permettent de couvrir un rayon horizontal de 360°. En revanche, leur rayon d'action vertical est faible : inversement proportionnel à leur puissance. En intérieur, les antennes omnidirectionnelles sont souvent le meilleur choix. Ces antennes ne coûtent souvent pas très chère.
Pour imager, je me permet de citer Calc1neur "L'Omnidirectionelle rayonne un peu comme une bougie, sa portée est faible par contre elle capte (éclaire) tous les réseaux alentours sur 360 °

2_L'antenne Directionelle :
Leur vocation est de créer des liaisons entre des points précis : entre 2 maisons, par exemple. On en trouve de plusieurs types : panneau, yagi, parabole (grid, ...). Leur angle de diffusion est faible (15 à 60°), inversement proportionnel à leur puissance et généralement identique en vertical et en horizontal. Ces antennes vont nécéssiter donc un réglage plus minutieux, et de savoir où se trouve notre cible. Pour imager, je me permet (encors) de citer Calc1neur "La Directionelle rayonne elle comme un phare de voiture puissant, et ne capte (éclaire) donc idéalement que les réseaux qui se trouvent dans son faisceau, et ce même s'ils sont assez éloignés."

3_L'antenne Sectorielle :
Elles permettent de couvrir un angle de 60 à 120°. Toute la puissance de l'antenne est concentrée sur cette zone à couvrir. De plus, l'angle vertical est relativement important. Cette caractéristique les rend quasiment incontournable sur les terrains accidentés. Comme leur axe vertical est orientable, on peut ainsi s'adapter à la topographie du terrain. Elles représentent donc un bon compromis entre Omni et Directionelle.

Je terminerai avec une derniere citation de Calc1neur (Droit d'auteur oblige )
"Il ne te viendrais pas à l'esprit d'éclairer ta salle à manger avec un phare de voiture ni de rouler de nuit à la bougie...et bien c'est pareil avec les antennes wifi ! "
Comme vous l'aurez compris, chaque antenne a sa fonction.

III_"J'ai choisi mon antenne! Et maintenant.. ?"

Alors maintenant tu te la met dans le ***(nez ) et tu fais l'avion !

Plus sérieusement, reste le cablage.

Comme pour tout, le mieux est de réduire au maximum la longueur du/des cables utilisés.
En effet, en sous-estimant la perte de signal engendrée par la longueur, on en finis par perdre le gain offert par notre antenne! Le simple fait de connecter un cable pour relier l'antenne à votre clef cause des pertes (Qualité des connecteurs, etc..)

Plus le câble a une section importante et plus les pertes seront limitées. Le câble à faible perte (diam. 5,4 mm) conviendra généralement pour une longueur jusqu'à 4 mètres, d'autant qu'il est bien plus souple que le câble très faible perte. Au-delà, le câble à très faible perte (diam. 10,3 mmm) est fortement conseillé.

Attention aussi à certains fournisseurs qui n'hésiterons pas à vous vendre du cable "faible perte" avec la mention "très faible perte". En gros, plus le diamètre de votre cable sera important, plus les pertes de signal seront faibles.

P.S: Attention a bien vérifier les connecteurs de votre carte/antenne avant d'acheter!
(Les antennes Wi-Fi sont généralement dotées de connecteurs SMA, RP-SMA ou N selon le constructeur.)




Voila, je pense que le principal a été dit. Je m'engage a mettre a jours ce topic (Plus de précision sur les types d'antennes comme Panneau, Parabole, Yagi etc..), merci de me faire part de toutes infos qui pourraient manquer

Comment fonctionnent les panneaux solaires

Comme nous l'avons déjà vu, il existe deux types de panneaux solaires : les panneaux thermiques et les panneaux photovoltaïques.



Les panneaux thermiques servent à convertir l'énergie solaire en eau chaude ou chauffage pour la maison.
Les rayons du soleil sont absorbés par les panneaux et convertis en chaleur grâce au transfert thermique par rayonnement. Cette énergie thermique est alors transmise au chauffe-eau ou circuit de chauffage par une pompe.

Les panneaux photovoltaïques sont un peu plus complexes puisqu'ils doivent transformer les rayons du soleil en électricité. Chaque panneau est consitué de plusieurs cellules photovoltaïques assemblées entre elles. Chaque cellule délivre une tension donnée (entre 0.5 et 0.6V.), indépendamment de l'ensoleillement. On répertorie 3 types de cellules photovoltaiques : les cellules monocristallines, les cellules polycristallines et les cellules amorphes. Leurs coût sont décroissants, mais par conséquent, leurs rendements également.
L'électricité produite par les panneaux peut être estimée en multipliant la tension des cellules par l'intensité, liée à l'ensoleillement. Vous l'aurez donc compris, plus le soleil brille, plus vous produisez de Watt !

informations sur le déciBel

Le  décibel(dB) est une unité logarithmique de mesure du rapport  entre deux puissances. C’est une
grandeur  sans  dimension  en  dehors  du  système  international.  Elle  est  utilisée  notamment  dans  les domaines de l’acoustique, de la physique, de l’électronique et est largement répandue dans l’ensemble des champs de l’ingénierie.

Histoire des bels et décibels

Le bel (symbole  B) est utilisé dans les télécommunications, l’électronique, l’acoustique ainsi que les
mathématiques. Inventé par des ingénieurs des Laboratoires Bell pour mesurer l’atténuation du signal
audio sur une distance d’un mile (1,6 km), longueurstandard d’un câble de téléphone, il était appelé
unité de « transmission » à l’origine, ou  TU((en)Transmission unit), mais fut renommé en 1923 ou
1924 en l’honneur du fondateur du laboratoire et pionnier des télécoms, Alexander Graham Bell.

Pour plus d'information voici un fichier pdf   Le Décibel

Qu'est-ce que le DSP ? et a quoi sert un DSP ?

le DSP est un processeur avec une architecture particuliére spécialement optimisée pour le traitement numérique. En fait pour reproduire des fonctions analogiques telles que les filtrages ou encore calculer des transformées de fourrier, le numérique s'appuie sur l'implémentation de suites mathématiques (produit de convolution par exemple : suite composé d'une multiplication et d'une somme). Ces processeurs ont donc été pensés pour réaliser ce type d'opération le plus rapidement possible (là il faudrait décrire l'architecture du dsp ce qui nécessite des connaissances préalables en electronique numérique), ce qui les rends bcp plus performants sur ce type de traitements qu'un chip classique.

Circuits imprimés Arduino

Arduino est un système composé d'un circuit imprimé et d'un logiciel permettant de créer des petits ordinateurs capable d'effectuer des tâches diverses (robotique, domotique ...). Ce projet à l'avantage d'être en grande partie open-source, ce qui permet d'adapter le circuit imprimé si nécessaire (seul certains composants ne sont pas en open-source). Cette stratégie permet d'avoir une carte à bas coûts (environ 25€) qui dispose d'une large communauté

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convertisseur analogique numérique flash

convertisseur analogique numérique flash

Convertisseur parallèle (dit Flash)

 

Les convertisseurs parallèles (flash en anglais) sont les plus rapides. Le principe est de produire 2^N-1 tensions analogiques au moyen de 2N diviseurs de tensions qui alimentent 2N -1 comparateurs parallèles. Un bloc logique combinatoire relié à ces comparateurs donnera le résultat codé sur N bits en parallèle. Les convertisseurs Flash ont des temps de conversion inférieurs à la microseconde mais une précision assez faible (de l'ordre de la dizaine de bits). Ces convertisseurs sont souvent très chers et nécessitent une grande puissance. Par exemple, un convertisseur analogique analogique-numérique Maxim MAX104 de 8 bits utilisant un convertisseur parallèle de l’ordre de la nanoseconde nécessite 255 comparateurs et coûte environ 900 € en 2012.

 

Echantillonnage d’un signal sinusoïdal en utilsant le logiciel MULTISIM

en traitement du signal, l'échantillonnage consiste à transmettre un signal en capturant des valeurs à intervalles réguliers ; c'est le découpage temporel ou spatial, première étape du multiplexage ou de la numérisation ;

Echantillonnage d’un signal sinusoïdale  

On utilise un générateur de pigne de Dirac. Ainsi on multiplie le signal a échantillonné par le pigne de Dirac 

La diode LED : cours et principe de fonctionnement

Principe de fonctionnement

Le mot LED est l'acronyme de Light Emitting Diode (Diode Electroluminescente en français). Le symbole de la LED ressemble à celui de la diode mais on y a ajouté deux flèches sortantes pour représenter le rayonnement lumineux émis.

Symbole de la LED.

Electroluminescence

La physique des semi-conducteurs nous enseigne que les électrons dans les solides cristallins se situent à des niveaux d'énergie spécifiques. Ces niveaux très proches les uns des autres, sont regroupés en "bandes d'energie".

Un électron de la bande de valence peut passer dans la bande de conduction à condition d'acquérir une énergie supplémentaire au moins égale à Delta E.
C'est l'effet photoelectrique.

Un électron de la bande de conduction peut passer dans une bande de valence. Dans ce cas il libère une énergie au moins égale à Delta E.
Cette énergie peut être :

• Dissipée sous forme de chaleur (phonons),
• émise sous forme de lumière (photons).

C'est l'effet électroluminescence (visible ou non).

Jonction P.N.

Ce phénomène d'électroluminescence sera obtenu à la condition de créer une forte quantité d'électrons dans la bande de conduction. On l'obtient par injection de porteurs en polarisant dans le sens direct, une jonction PN à semi-conducteur.
Le même résultat aurait pu être obtenu en irradiant le cristal avec une source lumineuse d'énergie importante (photoluminescence) ou par bombardement électronique (cathodoluminescence).

Selon la fabrication, la lumière peut être émise soit latéralement, soit perpendiculairement à travers la mince couche N ou P.

Caractéristiques optiques

Longueur d'onde du pic d'émission

Cette valeur nous indique la longueur d'onde (lambda p), en nano-mètre, à laquelle est émis la plus importante partie du rayonnement (wavelength). La valeur est donnée pour une intensité de courant (I_F).

Spectre ou largeur spectrale à mi-intensité

Le spectre d'émission d'une diode LED est relativement étroit.
Exemple : pour une longueur d'onde à intensité maximale égale à 520 nm,
la longueur d'onde à intensité moitié pourra être comprise de 505 nm à 535 nm (soit une largeur spectrale de 30 nanomètres).

Il existe actuellement plusieurs types de LED donnant chacun des spectres différents. Cela est obtenu par la variété des semi-conducteurs utilisés pour fabriquer les jonctions PN.
Exemples dans le tableau suivant pour l'obtention de certaines longueurs d'onde :

Matériaux	Rayonnement	Longueur d'onde
InAs	infra-rouge	315 nm ou 3,15 µm
InP	infra-rouge	910 nm
GaAsP4	rouge	660 nm
GaAsP82	jaune	590 nm
GaP	vert	560 nm

Correspondance couleurs, longueurs d'onde et énergie des photons

Couleur	Longueur d'onde (nm)	Energie des photons (eV)
UltraViolet	< 390	> 3,18
Violet	390-455	2,72-3,18
Bleu	455-490	2,53-2,72
Cyan	490-515	2,41-2,53
Vert	515-570	2,18-2,41
Jaune	570-600	2,06-2,18
Orange	600-625	1,98-2,06
Rouge	625-720	1,72-1,98
InfraRouge	> 720	< 1,72

Diagramme de rayonnement

Le flux lumineux n'est pas homogène tout autour de la LED. La répartition spatiale de la puissance émise dépend de la forme de la diode LED :

• forme de la partie émissivee (point, trait...),
• avec lentille de concentration ou sans,
• diffusante ou non.

Cette répartition est définie par le diagramme de rayonnement qui représente la répartition angulaire de l'intensité relative émise.
Exemple :

Angle d'émission à mi-intensité

Les fabricants précisent souvent l'angle pour lequel l'intensité lumineuse a été réduite de moitié.
Sur le diagramme ci-dessus, le point rouge indique un angle de 10 degrés et le point vert un angle de 50° pour une intensité relative émise de 50%.

Intensité lumineuse

L'intensité lumineuse (mesurée en candelas) est la quantité de lumière émise dans une certaine direction à 1 mètre de distance. Dans les caractéristiques optiques des leds nous l'exprimons aussi en micro-candela (mcd) et se note I_V.

Caractéristiques électriques

Point de fonctionnement et tension direct

Une LED se comporte électriquement comme une diode. Pour émettre elle doit être polarisée en direct.

La caractéristique I_F(V_F) montre que la tension de conduction de la diode LED (forward voltage) est environ 1,5 Volts à 2 V.

Le courant I_F vaut environ E-2V/R.
En pratique, le constructeur préconise 10 à 20 mA.
Le courant traversant la LED détermine l'intensité lumineuse émise.
Remarque : certaines diodes ont des tensions de construction de l'ordre de 3 Volts et plus.

Tension inverse (V_R)

Dans certains cas, on peut avoir besoin de polariser en inverse la LED.
La diode est alors éteinte : elle n'émet plus d'intensité lumineuse.
Mais attention, la diode LED ne peut pas supporter des tensions inverses trop importantes comme une diode de redressement par exemple. Les valeurs courantes se situent telles que V_R max = ± 3V à 5V (reverse voltage) ; au dela de ces valeurs il y a endomagement ou destruction du composant. En cas de besoin nous plaçons une diode normale en série avec la LED.

Courant direct en continu (I_F)

Le courant direct (mA) est donné en règle générale pour une température ambiante (TA) de 25°C. C'est le courant permanent que peut suporter la diode. Comme un semi-conducteur chauffe (avec agravement si TA > 25°C), il est recommandé de réduire l'intensité du courant (forward current).

Courant direct de crête (I_FM)

C'est l'intensité d'une impulsion de courant direct maximum qui peut être appliquée à la LED pendant une durée déterminée. Entre deux impulsions de cette intensité, le composant doit avoir le temps de refroidir. Il faudra donc choisir un rapport entre durée d'impulsion et durée de pause assez grand.

Puissance et température de fonctionnement

La température de jonction doit rester inférieure à 125°C. Mais souvent les diodes LED sont montées dans des boitiers plastiques. Dans ce cas, la température de fonctionnement ne doit pas dépasser 100°C. La puissance que peut dissiper une diode LED commune (ou utilisée en tant que témoin lumineux) est de l'ordre de 20 à 100 mw.
Les puissances des diodes LEDs destinées aux applications d'éclairage de locaux ou des lieux publiques sont de l'ordre du Watt voir beaucoup plus quand il s'agit de module LED.

Influence de la tension directe

Toutes les LEDs présentent des variations de tension directe en fonction des changements de température de jonction. Le coefficient de température dépend du type de jonction. Les LEDs InGaAlP (jaune, orange et rouge) ont un coefficient compris entre -3,0 mV/K à -5,2 mV/K, et la LED InGaN (bleu, vert et blanc) ont un coefficient compris entre -3,6 mV/K et -5,2 mV/K.

Influence du courant I_F sur l'intensité lumineuse

L'œil est sensible à l'intensité lumineuse moyenne émise. L'intensité lumineuse donnée par le fabricant est obtenue dans des conditions de fonctionnement qu'il doit spécifier. Généralement il utilise un courant continu (à TA = 25°C).

D'autres valeurs de courant se traduisent par d'autres intensités lumineuses. En exploitant d'autres caractéristiques I_v (I_F) on s'aperçoit alors que l'intensité lumineuse augmente plus vite que le courant, c'est-à-dire que le rendement augmente pour un courant I_F, élevé mais bref, appelé .

Il est alors extrêmement intéressant d'alimenter la LED en courant pulsé au lieu du courant continu. La valeur crête du courant permet alors d'obtenir des intensités lumineuses importantes. De ce fait­ nous pouvons :

• augmenter l'intensité lumineuse émise à consommation électrique moyenne égale,
• diminuer la consommation électrique tout en obtenant une intensité lumineuse égale,
• réduire l'échauffement de la jonction.

Influence de l'intensité lumineuse sur la température

L'intensité lumineuse diminue à mesure que la température augmente. Il s'agit d'un résultat de l'évolution des gains d'efficacité dans le semi-conducteur, et non le résultat de la variation de la tension direct en fonction de la température. Ce changement de température est non linéaire.

Décalage des coordonnées de chromaticité

Les caractéristiques de couleur des LED sont dépendantes du courant direct. Une attention particulière doit être accordée lors de l'utilisation des pilotes ou driver utilisés avec des LEDs RVB. Les gradateurs d'éclairage ne devraient pas modifier le rendu des couleurs. La solution préférée, est une gradation par PWM pour que chaque LED, de la composante RVB, soit pilotée avec le courant direct adapté.

Caractéristiques physiques

Composants traversants

Les fabriquants proposent maintenant des leds de formes variées ; la plus commune de toutes étant la ronde. Elle se décline en plusieurs diamètre : 1,35 mm, 3 mm, 5 mm... 10mm. Nous trouvons également des led rectangulaires, triangulaires, carrées et en barre. Il faut bien repérer les connexions anode et cathode et respecter les consignes de mise en oeuvre lors de l'implantation de la led sur le circuit imprimé ou du soudage avec des fils.

Composants CMS

Sous cette forme les boitiers sont moins encombrants et nous pouvons en souder plus sur une surface données. Ils conviennent pour la réalisation d'affichage, de feux de signalisation, modules électroniques miniatures ou une matrice de leds.

Réseau de LEDs

Les diodes électroluminescences discrètes peuvent être organisées en réseaux linéaires ou plan.
Dans le premier cas, elles peuvent remplacer un affichage analogique classique (galvanomètre).
Dans le second cas, elles serviront à toutes sortes d'affichages, y compris graphiques et leur commandes sera généralement multiplexée.

Commande d'un réseau linéaire avec signal analogique

Après l'affichage par galvanomètre, puis l'affichage numérique, on trouve maintenant de plus en plus, un affichage mixte, où les valeurs analogiques sont quantifiées et affichées en échelle par tout ou rien.
C'est l'affichage analogique linéaire "bar-graph".

Formes

Les formes peuvent être variées :

• en ligne horizontale,
• verticale,
• multiple,
• circulaire simple,
• multiple.

Exemples de reseau lineaire à LEDs :

Schéma interne d'un réseau de leds :

sur cette configuration, on remarque bien la disponibilité de chacune des connexions des leds.

Illustration d'un réseau circulaire à LEDs :

L'affichage peut respecter toutes les lois mathématiques (logarithmiques par exemple) et être commandé à partir d'informations codées de toutes sortes.