Depuis la généralisation des centraux téléphoniques à numérotation par fréquences vocales (DTMF), de nombreuses réalisations utilisant cette technique ont été décrites dans les revues spécialisées, dont ELECTRONIQUE PRATIQUE. Celle-ci permet de télécommander par téléphone jusqu'à dix dispositifs différents, sans perturber les communications "normales" avec ou sans répondeur.
En effet, il peut être intéressant de commander à distance un certain nombre d'appareils domestiques comme le chauffage électrique,
l'arrosage du jardin, ou l'éclairage de certaines pièces, voire de persiennes électriques, par exemple dans un but de dissuasion vis-à-vis de cambrioleurs éventuels, en particulier en période de vacances. Ce genre de télécommande prend d'autant plus d'intérêt que les téléphones portables se généralisent, et rendent alors l'usage de celle-ci indépendant de l'heure et du lieu. Lorsqu'il s'agit de commander un appareil à bonne distance (qu'on ne voit donc pas, sauf dans le cas du modélisme), l'utilisateur est en général confronté au doute de la prise en compte de la commande. Le montage décrit ici confirme que l'ordre a bien été exécuté, sous la forme d'un signal sonore particulier à chaque commande. Par ailleurs, la sécurité de fonctionnement d'une ligne téléphonique par rapport à un système radio, et l'utilisation d'un mot de passe obligatoire confèrent à cette télécommande une certaine fiabilité.
Principe de fonctionnement
Supposons un utilisateur désireux d'allumer le chauffage de sa maison de campagne avant de s'y rendre. Il compose alors le numéro de celle-ci. Après un certain nombre de sonneries (12 par défaut), le système décroche, et attend un mot de passe composé de 4 caractères choisis parmi les 12 touches du clavier téléphonique. Le système "raccroche", instantanément si le mot de passe n'est pas correct, ou au bout de 28 secondes (par défaut) si aucune touche n'est actionnée. Si le mot de passe est correct, le système envoie un signal sonore pour indiquer qu'il attend une commande. L'utilisateur peut alors taper une commande de 2 caractères, correspondant, dans cet exemple, à la mise en service du chauffage. Un nouveau signal sonore accuse réception de la commande. L'utilisateur peut, à tout moment, interroger la télécommande pour savoir quels sont les relais activés.
L'ensemble des commandes possibles, et des signaux sonores associés, est résumé dans le tableau ci-dessus. Le nombre de sonneries nécessaire à la prise de ligne par la télécommande est par défaut fixé à 12. Ce nombre est,
priori, suffisant pour qu'un appelant "ordinaire" raccroche avant que
système décroche. Si, lors d'un appel, quelqu'un (ou un répondeur) décroche, la télécommande en tient compte,
restera muette tant que le mot de passe correct ne sera pas entré.
télécommande est toutefois parfaitement fonctionnelle même
un répondeur a pris la ligne, pourvu que le mot de passe correct soit entré. Si le répondeur raccroche alors que la télécommande est en cours d'utilisation, celle-ci reprend la ligne instantanément. Ainsi, la présence de la télécommande est complètement transparente et permet (heureusement !) un usage normal du téléphone. La seule différence est que l'usage de la télécommande en présence d'un répondeur aura pour effet l'enregistrement des divers bips sonores et fréquences "vocales" émis lors de la communication. Mais ceci ne constitue pas un inconvénient majeur. L'ordinogramme ci-contre résume le fonctionnement de la télécommande.
Description du schéma électrique
Lorsqu'un appel survient, la tension alternative de sonnerie, de plusieurs dizaines de volts, traverse C1 et R1 (voir le schéma). Les alternances négatives sont réduites à la tension de seuil de D1, et bloquées par D2. Les alternances positives sont écrêtées par D1 à 5,6V, et traversent D2, pour être filtrées par C2. La tension continue qui en résulte est appliquée aux entrées 12 et 13 de IC1/b. La sortie 11 de cette porte NAND est ensuite appliquée aux entrées 5 et 6 de la porte IC1/c. On dispose donc, en sortie 4 de cette porte, d'un +5V lors de chaque sonnerie.
Ce signal est ensuite appliqué sur la broche 6 du port A, configurée en entrée, du microcontrôleur IC3. R2 assure une décharge suffisante de C2 entre deux sonneries. Si un délai supérieur à 5s
s'écoule entre 2 sonneries, le système considère qu'il s'agit de 2 appels différents, ou de signaux parasites, et réinitialise le comptage. Lorsque le nombre de sonneries atteint 12 par défaut, le système prend la ligne et attend le mot de passe. Si la ligne est prise par un répondeur avant que le nombre de sonneries soit atteint, le système ne prend pas la ligne, mais attend le mot de passe. Lorsque la ligne téléphonique est libre, il existe à ses bornes une tension continue d'environ 48V. Lorsqu'un poste est décroché, cette tension s'établit entre 5 et 10V environ. En sortie du diviseur constitué par R3 et R4 on dispose donc d'une tension d'un peu plus de 4V si la ligne est libre, et inférieure au volt si la ligne est connectée. Cette tension est appliquée sur les entrées 1 et 2 de IC1/a. Le signal de prise de ligne disponible en sortie 3 de cette porte, est acheminé sur la broche 5 du port A, configurée en entrée, de IC3. Les diodes D3 et D4 interdisent les niveaux excessifs ou négatifs, dus à la tension alternative de sonnerie.
On pourra s'étonner de la présence de IC1 (dont, d'ailleurs, seulement 3 portes sont utilisées), car les signaux de sonnerie et de prise de ligne auraient pu être traités directement par IC3. Cette disposition évite précisément une connexion trop directe entre une ligne extérieure et les entrées de IC3, composant relativement coûteux. Les signaux audio disponibles sur la ligne au travers de C1 sont acheminés par C13, et le pont diviseur constitué par R6 et R7, sur l'entrée 9 de IC2. Il s'agit du très connu SS1202P (ou CD22202), décodeur DTMF (Dual Tone Multi Frequencies). Le choix de ne pas prendre la ligne, si un répondeur a "décroché", impose que ce décodeur reste en permanence connecté sur celle-ci. L'impédance élevée de C13 devant les 25 ou 50 Hz de la sonnerie ainsi que la présence des diodes D15 et D16 maintiennent ce décodeur dans ses tolérances de fonctionnement. Lorsqu'il reçoit une paire de fréquences identifiée comme code DTMF, ce décodeur voit sa broche 15 passer au niveau haut (détection de code valide), tandis que ses broches 1, 16, 17 et 18 reflètent la valeur hexadécimale du code reçu.
Le signal de code valide est injecté à la broche PA4 de IC3, et le code reçu est transmis aux broches PA0 à PA3, toutes ces broches étant bien sûr configurées comme entrées. Un quartz à 3,5795 MHz pilote l'oscillateur de IC3, dont une partie de l'énergie est utilisée, au travers de C6, pour piloter IC2. Les broches PA7, PB0 à PB7, et PC3 de IC3 sont configurées en sortie push-pull, et commandent les relais K1 à K10 par l'intermédiaire des réseaux d'amplis darlington contenus dans IC4 et IC5. Les broches PC1 et PC2, configurées en sorties, sont utilisées respectivement à activer le relais K11 de prise de ligne, et à générer sur la ligne les différents signaux sonores. Quant à la broche 7 du port C, configurée en entrée avec tirage au +5V, elle permet le fonctionnement de la télécommande en mode local lorsque le bouton-poussoir S1 a été actionné. Dans ce mode, la télécommande ne prend pas la ligne et n'attend pas de mot de passe, mais peut être pilotée localement par le poste,
décroché, présent sur la ligne. Ceci permet de tester le fonctionnement du montage, mais aussi de positionner les relais dans une configuration désirée. Lorsqu'aucune touche du combiné téléphonique n'est appuyée pendant plus de 28s, le signal correspondant au raccrochage se fait entendre, et le système retourne en mode "normal". Le couple R8/C7 provoque un reset sur la broche 17 de IC3 à la mise sous tension. On notera par ailleurs que la broche 5 de IC3, qui est l'entrée d'interruption non masquable (NMI), est connectée au signal de prise de ligne. Cette disposition permet à la télécommande de prendre la ligne de façon quasi-instantanée dans le cas où le répondeur raccroche. De cette façon, la ligne ne peut pas être "chargée" simultanément par la télécommande et par le répondeur, ce qui pourrait avoir comme conséquence de réduire excessivement le niveau des signaux sonores émis, ou les signaux DTMF parvenant à IC2. Les relais ne comportent pas de diodes anti-surtension, puisque celles-ci sont incluses par construction dans les boîtiers IC4 et IC5.
Réalisation
Pour obtenir le typon de ce circuit à partir de votre CD-ROM, préparez votre imprimante puis cliquez ici pour l'imprimer. Après la réalisation du circuit imprimé, on commencera par souder les straps, simple face oblige ! On peut remarquer que les relais utilisés ici sont des modèles nécessitant des supports à 12 broches. Comme ces supports ne sont pas courants, et que les lecteurs bricoleurs ont souvent divers modèles de relais dans leurs fonds de tiroirs, l'implantation permet de monter des supports à 16 broches. Avec un cutter, du fil à vrapper, et un peu d'habileté, il est aisé de modifier proprement le cuivre pour y adapter le relais DIL de son choix ! On peut aussi utiliser des barrettes sécables à contacts "tulipe".
Autre particularité: les borniers prévus ici sont de simples barrettes de dominos. Economiques et faciles à trouver, il suffit pour les installer de fixer dans chaque borne un morceau d'un centimètre de fil rigide 10/10, de mettre en place la barrette sur le circuit imprimé, puis de souder et couper chaque connexion. Les DEL D5 à D14, ainsi que les résistances et straps associés, sont facultatifs. Ils seront toutefois appréciés en mode local. Si le circuit est monté dans un boîtier métallique relié à la terre, il ne faudra pas y connecter la masse du circuit. Dans le cas contraire, le négatif de la ligne PTT y serait également, et ceci n'est pas une pratique homologuée! Dans le même esprit, il conviendra d'utiliser un transfo d'alimentation à bon isolement.
Le programme du microcontrôleur, TELECOM.HEX pourra être installé depuis le CD-ROM sur votre disque dur, ainsi que le programme SETELEC.EXE. Ce dernier se lance en ligne de commande du DOS et permet de modifier certains paramètres inclus dans le fichier TELECOM.HEX. Il va de soi que toute modification de paramètre devra être effectuée avant programmation du microcontrôleur! La commande "SETELEC ?" affiche les commandes possibles du programme. Les paramètres modifiables sont les suivants: Mot de passe: 4 caractères (chiffres de 0 à 9, étoile et dièse); par défaut: 1,2,3,4 Nombre de sonneries avant déclenchement: de 1 à 30; par défaut: 12 Délai de non activité avant raccrochage: de 14s à 252s par multiple de 14s; par défaut: 28s Il est bien évident que ces paramètres ne pourront être fixés qu'une seule fois, si le modèle de microcontrôleur n'est pas effaçable (ST62T25). Bien que ce modèle coûte moins de la moitié de la version à UVPROM (ST62E25), nous recommandons celle-ci. En effet, cette télécommande aura probablement un usage sporadique, et le microcontrôleur pourrait alors être reprogrammé pour des tâches plus nobles le reste du temps! Par ailleurs, il sera toujours possible de changer au moins le mot de passe.
Mise en service
Après les vérifications d'usage (court-circuits, sens des composants, etc..), et avant de placer les circuits intégrés sur leurs supports, connecter le secteur sur TR1. Vérifier la présence du +12V en 9 de IC4 et IC5, et du +5V en 14 de IC1, 1 de IC3 et 5 de IC2. Débrancher le secteur, attendre éventuellement la décharge des condensateurs de filtrage, et mettre en place les circuits intégrés et relais. Connecter la ligne PTT, puis le secteur. Vérifier que l'on mesure environ +48V sur R11, par rapport à la masse. Si la polarité était inversée, il conviendrait de croiser les fils d'arrivée de la ligne PTT. Décrocher ensuite le combiné du téléphone, et appuyer sur le poussoir S1. Essayez diverses commandes. Chaque appui sur une touche est confirmé par un bref bip aigu. Il faut attendre ce signal avant d'actionner la touche suivante. Une frappe trop rapide n'aboutirait pas, ou provoquerait une commande inattendue. Les différents signaux sonores doivent être perçus clairement (éventuellement par dessus le message signalant qu'il n'y a pas d'abonné au numéro composé!) et les DEL correspondantes, si elles sont câblées, doivent s'allumer. Ne pas oublier que le relais N°10 correspond à la touche du zéro. Si aucune touche n'est sollicitée pendant plus de 28s, le signal de raccrochage se fait entendre, et la télécommande est prête à être appelée par la ligne PTT. Une nouvelle pression sur le poussoir remet la télécommande en mode local. Pour sortir du mode local, on peut également taper un code incorrect, comme deux fois un chiffre. Attention: il faut veiller dans ce cas à ne pas taper un numéro valide comme 11, 12, ou 13! Essayez ensuite la télécommande à partir d'une
cabine téléphonique, ou chez un voisin compréhensif! Une fois ces essais concluants, on pourra connecter sur la télécommande les dispositifs commandés. Attention de ne pas dépasser les pouvoirs de coupure des relais. Si un relais de puissance doit être utilisé, choisir un modèle 12V, qui sera placé à l'extérieur de la platine. Il suffira de confectionner un "bouchon" à partir d'un support de circuit intégré, strapé en 2 et 16, et en 11 et 15, puis de remplacer par ce bouchon le relais DIL de la voie concernée. Ne pas perdre de vue que le ULN2004 peut fournir jusqu'à 500mA , et peut donc alimenter directement des dispositifs basse tension comme de petits moteurs. En cas de forte consommation, il faudra toutefois prévoir pour TR1 un modèle musclé en conséquence, et déporter IC8 qu'on munira d'un radiateur ad hoc. Ce montage étant par vocation destiné à rester alimenté de longues heures, voire en permanence, il faudra assurer une bonne évacuation des calories, en particulier s'il est enfermé dans un boîtier. A noter toutefois que la consommation de la télécommande en veille, lorsqu'aucune sortie n'est sollicitée, n'excède pas une vingtaine de mA (sur le secondaire de TR1). Terminons en rappelant que tout dispositif connecté à la ligne téléphonique doit faire l'objet d'une autorisation par France-Télécom .
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