Première partie le matériel (étude et réalisation)
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
- Activation par chute du positif.
- Sortie collecteur ouvert commandable par téléphone.
- Fonction antisabotage avec appel et activation par la sortie collecteur
ouvert.
- Actions en cas d’alarme : envoi SMS et/ou appel du numéro ou des
numéros préalablement enregistrés.
- En cas d’appel téléphonique, reproduction du message vocal
enregistré dans la section à synthèse vocale.
- Rejet des appels provenant de téléphones non habilités.
- Tous le paramètres peuvent être introduits par SMS contenant le
mot de passe ou provenant de téléphones dont le numéro est dans
la liste des habilités.
-- Modification du mot de passe initial après insertion de celui-ci.
- Mémoire alarmes : à tout moment on peut demander au transmetteur
s’il a enregistré des anomalies et/ou réinitialisé sa mémoire.
L’une des pièces les plus indispensables d’une installation d’alarme antivol est certainement le transmetteur
téléphonique d’alarme : en cas d’alarme (justement), il appelle la (ou les) personne intéressée. Nous qui nous
risquons souvent à la conception des systèmes antivol, vous avons déjà proposé beaucoup de montages dans ce domaine et, en suivant l’évolution de la technique –novateurs par vocation– nous nous sommes orientés vers les transmetteurs téléphoniques GSM lesquels, par rapport aux traditionnels filaires, sont beaucoup moins exposés au sabotage ou à la neutralisation et garantissent donc une sécurité supérieure.
Afin de contenir les coûts le plus possible, nos précédents projets utilisaient de simples téléphones portables (vous vous souvenez des Siemens ?).
Or aujourd’hui, grâce à la chute des prix des modules GSM, il est possible de réaliser, pratiquement en déboursant la même somme, des transmetteurs téléphoniques d’alarme GSM professionnels, dotés de beaucoup plus de fonctions qu’avant, justement grâce à l’emploi desdits modules.
la réalisation electronique :
Le montage proposé dans cet article en deux parties (matériel et logiciel) utilise un module GSM Telit : ce produit s’adresse à ceux qui recherchent un matériel de dimensions réduites, universel d’emploi, fiable et doté de fonctions vraiment utiles ; bref un concentré de technologie étudié pour le professionnel ou pour toute personne désireuse de se lancer dans la conception de systèmes d’alarme pour la maison ou l’entreprise.
Afin de mieux connaître notre transmetteur, analysons ses caractéristiques principales en commençant par les
dimensions … plutôt réduites ! Nous avons en effet réussi à les réduire en limitant le nombre des composants au strict nécessaire et en choisissant pour la plupart d’entre eux des CMS (composants montés en surface). L’essentiel de la réalisation nous a permis d’optimiser le transmetteur également du point de vue du coût : l’appareil vous reviendra moitié moins cher qu’un modèle professionnel du commerce.
Et pourquoi ne pas parler des fonctions ? Le transmetteur est activé (alarme déclenchée) par chute du positif, c’està- dire quand l’alimentation est coupée : ainsi, il peut être connecté et commandé avec seulement deux fils, l’installation antivol doit simplement ouvrir (avec un relais) la ligne d’alimentation (chute du positif signifie donc coupure de l’alimentation).
Si cette ligne est coupée par une personne malveillante désirant détruire l’appareil afin que l’alarme ne soit pas déclenchée, eh bien ladite personne en sera pour ses frais, car en voulant empêcher la transmission de l’alarme elle la déclenchera … si elle ne l’a déjà fait en s’approchant du lieu surveillé, bardé des capteurs les plus divers ! (voir figure 6).
Le transmetteur dispose aussi d’une sortie à utiliser pour commander à distance n’importe quel appareillage électrique : par exemple une sirène ou un feu à éclats locaux, une serrure électrique fermant une porte ou un portail, etc.
La sortie est de type collecteur ouvert et se prête donc à commander directement un relais (le relais commande l’appareil) ou l’entrée d’un dispositif numérique ; on peut l’activer et la désactiver à distance soit par SMS soit durant l’appel effectué par le transmetteur en cas d’alarme (à l’aide de tons DTMF produits par le clavier d’un téléphone mobile ou fixe).
Le fonctionnement de l’appareil :
Passons maintenant au fonctionnement de l’appareil en cas d’alarme, c’est-à-dire aux actions que le transmetteur accomplit quand l’alimentation est interrogée : en fonction du paramétrage fait par l’usager, il envoie un SMS ou appelle un des numéros préalablement mémorisés ou même il peut faire les deux choses (effectuer l’appel et envoyer le SMS).
Il est possible de mémoriser huit numéros au maximum et pour chacun d’eux paramétrer jusqu’à cinq appels, de manière à être certain que l’alarme atteigne au moins un usager. Afin d’éviter des répétitions inutiles, quand l’un des usagers reçoit l’appel, il est possible, simplement en pressant une touche, d’envoyer au transmetteur une commande interrompant la séquence des appels ou seulement les appels du
numéro en question.
Prenons un exemple : supposons que vous ayez mémorisé, en plus de votre propre numéro, celui de votre frère et de votre père ; en cas d’alarme, le transmetteur appelle les numéros dans l’ordre suivant lequel ils ont été mémorisés, donc d’abord vous, puis celui de votre frère et celui de votre père. Si vous êtes en état de répondre et de prendre les mesures qui s’imposent, vous pouvez éviter que le dispositif n’aille déranger vos parents ; pour ce faire, ordonnez-lui (simplement avec la touche * du téléphone) d’interrompre
la séquence des appels.
Si en revanche vous voulez que le transmetteur continue le cycle et appelle aussi les autres personnes, vous pouvez lui ordonner de ne plus vous appeler, tout au moins jusqu’à ce qu’une nouvelle alarme éventuelle ne soit déclenchée ; dans ce cas, lorsque vous recevez l’appel, pressez la touche #.
Ainsi le transmetteur évitera de répéter les appels programmés du numéro dont il a reçu cet ordre, mais il continuera néanmoins l’appel des autres numéros. Tout de suite après avoir appelé l’un des numéros de la liste, le transmetteur reproduit un message vocal préalablement enregistré au moment de l’installation.
L’enregistrement s’effectue en pressant le poussoir correspondant pendant au moins 5 secondes : dans ce
cas une LED s’allume pour signaler que le circuit enregistre.
SI en presse brièvement cette même touche, on peut vérifier le résultat de l’enregistrement ; la LED qui, durant l’enregistrement, était allumée, maintenant clignote.
Quand le transmetteur effectue un appel, après avoir terminé la reproduction du message audio, il permet
à l’usager connecté d’accomplir une série d’opérations sur la sortie locale (OUT), opérations qui se résument en trois commandes à partir du clavier : si on presse la touche 1 on force l’activation de la sortie, laquelle maintient la condition paramétrée jusqu’à ce qu’une nouvelle commande ne vienne la mettre au repos.
Si OUT est déjà active, l’ordre envoyé au transmetteur n’a bien entendu aucun effet. Avec la touche 0 (zéro) on met la sortie collecteur ouvert au repos, condition qui reste stable jusqu’à la réception d’une commande correspondant 1 ; si OUT est déjà au repos, la touche 0 n’a aucun effet.
Nous avons également prévu la possibilité d’interroger le dispositif sur l’état de la sortie de façon à éviter d’envoyer des commandes inutiles et à connaître, avant l’appel, l’état de la sortie : l’interrogation se fait par pression sur la touche 3. Ceci vaut pour ce qui concerne les appels effectués par le transmetteur ; l’usager
peut appeler l’appareil à tout moment pour l’interroger sur des paramètres précis ou pour agir sur la sortie collecteur ouvert.
A chaque appel provenant d’un numéro de la liste, le dispositif répond en émettant une note acoustique
; avant de presser n’importe quelle touche, il faut l’avoir entendue, sinon la commande envoyée ne sera pas exécutée.
Indépendamment du fait que le transmetteur appelle et est appelé, pour éviter d’encombrer inutilement la
ligne, le logiciel prévoit une procédure de raccrochage automatique : quand il ne détecte aucun ton pendant 30 secondes, il interrompt la communication et libère la ligne.
Cela permet au transmetteur de raccrocher au cas où un usager l’appellerait et oublierait de terminer la communication, ou bien serait dans l’impossibilité de le faire pendant le délai imparti ; cela permet de maintenir libre la ligne et d’envoyer les alarmes à temps, chose hautement impossible sans un “timeout”
(indication de délai écoulé).
L’intervalle de 30 secondes sert aussi pour que le module GSM du transmetteur identifie également comme réponse les messages des répondeurs des téléphones fixes (cela est normal car dans ce cas la ligne de l’appelé est effectivement occupée par le répondeur...) et des mobiles ; dans ce cas personne ne pourrait envoyer les ordres de confirmation ou ceux des actions locales (*, #, 0, 1, 3 etc.). Le “time-out” (indication de délai écoulé) garantit que l’appel sera de toute façon passé et que le cycle se poursuivra sans obstacle.
Toujours afin d’éviter les problèmes de cette nature, nous avons prévu un délai pour l’attente de la réponse :
le logiciel du transmetteur, détecte à travers le GSM la réponse à l’appel ; si elle n’arrive pas dans les 20 secondes, l’appareil termine l’appel et appelle le numéro suivant ou bien réitère l’appel du même numéro de téléphone.
A propos des appels entrants, précisons que, pour éviter la neutralisation de l’appareil par une série d’appels perturbateurs, le transmetteur n’accepte aucun appel provenant de numéros inconnus, c’est-à-dire ne figurant pas dans la liste créée avec les SMS de configuration ; ce moyen sert essentiellement à maintenir la ligne toujours libre, afin de permettre au transmetteur d’appeler immédiatement quand une alarme se produit.
A cause de cela, avant de pouvoir l’interroger à distance, il faut configurer le système, mémoriser au moins
un numéro de téléphone, ce qui est indispensable pour que le transmetteur appelle ou envoie les messages
en cas d’alarme.
La configuration se fait par SMS, lesquels peuvent être envoyés par tout téléphone mobile : ils ne sont de toute façon acceptés que s’ils contiennent le (bon) mot de passe et si le texte est au format prévu ; le mot de passe est par défaut 12345.
Il est également possible de faire accepter des SMS sans mot de passe, à condition qu’ils proviennent de
numéros présents dans la liste des huit à appeler en cas d’alarme .
Bien sûr cela n’est faisable qu’à condition que le microcontrôleur du transmetteur ait reçu au moins un
premier SMS contenant le numéro de téléphone, la position (numéro 1, 2, 3, 4, 5 etc.) et le mot de passe courant.
Quand au moins un numéro a été mémorisé, on peut envoyer avec le téléphone mobile correspondant des
messages sans mot de passe avec lesquels on peut configurer les sept autres numéros.
Les SMS peuvent contenir la configuration (appel et/ou SMS d’alarme) de plusieurs numéros et l’instruction
de modification du mot de passe par défaut .
Nous nous occuperons plus en détail de la syntaxe des messages dans la seconde partie de l’article. Sachez
en outre qu’ont été prévus des SMS pour définir les actions à mener en cas d’alarme, la liste des numéros à
appeler et le nombre de tentatives à effectuer pour chacun d’eux.
Le transmetteur dispose d’une mémoire des alarmes, c’est-à-dire qu’il “annote” l’éventuelle réception d’une
alarme (coupure de l’alimentation).
Cette information peut être communiquée aux usagers appelant à la suite d’une alarme, mais aussi à toute personne qui le demande (à condition que son numéro de téléphone soit dans la liste) ou à quelqu’un qui envoie un SMS de demande d’état.
Durant un appel (qu’il parte du transmetteur à la suite d’une chute du potentiel positif ou qu’il soit reçu d’un
usager listé) la personne en ligne peut demander l’état de la mémoire des alarmes en pressant la touche 5.
Le dispositif répond par une note acoustique si aucune alarme n’a été enregistrée depuis la mise sous
tension ou le dernier “reset” de la mémoire ; par deux notes rapprochées si en revanche au moins une alarme
a été enregistrée dans le même laps de temps.
La mémoire peut être réinitialisée pendant l’appel ou par SMS : pour effacer toutes les alarmes, il suffit de presser la touche 8. On peut obtenir localement le même résultat en pressant P2 (poussoir de “reset”).
Figure 1 : Schéma électrique du transmetteur téléphonique d’alarme.
Figure 2a : Schéma d’implantation des composants du transmetteur téléphonique
d’alarme
Figure 2b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés
du transmetteur téléphonique d’alarme, côté composants, où sont montés
les composants CMS.
Figure 2b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés
du transmetteur téléphonique d’alarme, côté soudures.
Voyons maintenant comment fonctionne notre dispositif en jetant un coup d’oeil au schéma électrique de
la figure 1. Comme vous le voyez, il est assez complexe : d’autant qu’à l’intérieur des blocs que vous voyez
se trouvent un matériel et un logiciel particulièrement lourds !
Nous identifions le microcontrôleur PIC18F2620 (en version CMS) préposé à toutes les fonctions ; puis un module GSM Telit ; ensuite un décodeur de tons DTMF ; un enregistreur/lecteur à synthèse vocale et un ampli BF.
L’alimentation :
Le tout est alimenté par un circuit qui fournit la tension principale à partir d’un régulateur et qui peut fonctionner même en cas de coupure d’alimentation grâce à une batterie tampon.
Plus exactement, ayant choisi le fonctionnement à chute du positif, le transmetteur est alimenté par le
12 V envoyé par la centrale d’alarme à laquelle il reste relié jusqu’à ce que cette dernière détecte un événement ; en cas d’alarme, le transmetteur est privé de la tension primaire.
Le microcontrôleur détecte cette condition comme survenue d’alarme : il lit le potentiel d’entrée au moyen du réseau formé par R2, C1, DZ1, R3 et la ligne d’E/S RA0 ; la zener a pour double fonction de limiter le potentiel recueilli aux bornes PWR pour l’adapter au micro et éviter des dommages à RA0 en cas d’inversion de la polarité de l’alimentation (la broche de détection de la tension d’entrée est reliée avant la diode D1 qui opère cette protection).
Quand le circuit est normalement alimenté, RA0 se trouve au niveau logique 1 ; en cas de coupure des
câbles ou d’activation de l’alarme (la centrale ne fournit plus l’alimentation aux systèmes externes : sirène, transmetteur, etc.), RA0 passe au niveau logique bas.
C’est là le signal que le circuit attend pour déclencher les actions prévues, soit téléphoner et/ou envoyer les SMS aux usagers de la liste.
En condition de repos (alimentation aux points + et – PWR présente) le transmetteur est alimenté par le régulateur U1, configuré pour produire (au repos) un peu plus de 5,5 Vcc à partir de la tension principale, ce qui achemine après D2 4,8 V à la batterie . Celui-ci alimente la synthèse vocale U4, l’amplificateur audio
U6 et le décodeur DTMF U5. Le module GSM Telit nécessitant 3,6 V, nous prélevons cette tension en nous piquant sur le positif du troisième élément de la batterie tampon (afin de réduire la complexité et le coût du circuit).
Tout ce qui est en aval de la cathode de D2 fonctionne indépendamment de la ligne d’alimentation +/– PWR, par conséquent lorsque le microcontrôleur détecte l’absence du 12 V, le transmetteur peut tranquillement jouer son rôle.
Notez que D2 sert à éviter que durant l’absence de la tension positive 12 V la batterie ne se décharge dans la régulateur principal et ses composants associés ; de même RA0 détecte les événements en amont de D1 afin d’éviter de recevoir la tension à travers U1 et ses composants associés.
La programmation “in-circuit” :
Le PIC18F2620, comme tous les circuits intégrés de la platine, est en version CMS et c’est pourquoi nous
avons opté pour la programmation “in-circuit”.
Il ne peut être programmé avec un programmateur comportant un support. Le programme lui est introduit quand il est monté (soudé) sur la platine du transmetteur.
Pour ce faire on a prévu les lignes externes Vpp, SDT, SCK et GND (connecteur PROG) à travers lesquelles on peut charger le programme à partir du programmateur de PIC et un câble adéquat.
Une fois le micro programmé, il peut jouer son rôle essentiel de la lecture des lignes RA0, RB2, RX jusqu’à la gestion des LED en passant par la communication avec le module GSM.
Le programme résident du micro éteint LD2, la ligne RA4 repasse au niveau logique haut et fait revenir au 1 logique RB1 (et avec elle le PLAYL du ChipCorder) ; U4 se met au repos.
Figure 3 : Photo d’un des prototypes du transmetteur téléphonique d’alarme.
Avant de passer au reste du circuit, apportons une précision : bien qu’elle appartienne à la logique de la synthèse vocale, LD2 est commandée par le module GSM1, car il est connecté à la ligne GPIO2 de ce dernier ; quoiqu’inhabituel, ce système a été adopté parce qu’il manquait une ligne d’E/S dans le PIC18F2620 (elle nous aurait permis d’être plus classique pour allumer la LED).
Pour pallier ce défaut nous mettons à profit le fait que l’état du contact 28 du module Telit peut être paramétré par la ligne série TXD (contact 20) : le programme résident du micro comporte un sous programme qui envoie au GSM1 les commandes mettant GPIO2 au niveau logique bas lorsque LD2 doit
être allumée et au niveau logique 1 quand elle doit rester éteinte.
Et P2 ? :
Nous avons donc vu les actions que l’on peut mener avec P1 ; occuponsnous maintenant de P2 : il sert à
réinitialiser localement la mémoire des alarmes et à éteindre la LED de signalisation correspondante.
En fait cette fonction correspond à l’envoi du ton 8 durant un appel entrant ou sortant à partir de et vers un téléphone dont le numéro est dans la liste.
On l’a dit, quand l’alimentation vient à manquer aux points + et – PWR, le micro lance la séquence d’appels
ou de SMS d’alarme ; durant chaque appel d’un numéro de téléphone en liste ou tandis qu’il envoie un message, le microcontrôleur met au niveau logique haut sa ligne RB5, ce qui allume LD1 (lumière fixe).
A la fin de la séquence il mémorise la survenue de l’alarme et la signale localement en faisant clignoter la LED verte au moyen d’une onde rectangulaire envoyée à RB6 .
La mémoire des alarmes ne compte pas le nombre de fois où l’alimentation principale est venue à manquer mais enregistre le fait que l’événement s’est produit, par conséquent cette signalisation est la même que le transmetteur ait été activé une seule ou plusieurs fois.
Quand on presse P2 on efface les événements de la mémoire et LD1 s’éteint (elle le reste jusqu’à une nouvelle alarme). Toutefois, si une alarme vient de se produire et si une séquence d’appels et de SMS est en cours, la pression du poussoir ne la suspend pas : elle se poursuit.
Figure 4 : Les circuits intégrés étant tous des CMS, pour les souder utilisez
un petit fer à pointe fine de 20 ou 30 W maximum et du tinol de 0,5 mm.
Avant de souder chaque circuit intégré, mettez-le bien en place en faisant
correspondre parfaitement les fines pattes avec les non moins fines pistes ;
soudez une de ces pattes pour immobiliser le circuit intégré puis petit à petit
toutes les pattes restantes. Le support du module Telit est lui aussi un CMS
et vous devrez prendre les mêmes précautions pour le souder, car ses broches
sont extrêmement fines et proches l’une de l’autre (dosez bien la quantité
de tinol nécessaire à chacune, pas d’excès de matière qui pourrait les courtcircuiter).
Soyez très méticuleux. Débutants ou pressés, choisissez d’acheter
la platine déjà montée et testée (c’est le même prix que la pochette des
composants avec circuit imprimé !).
Pour finir P3 :
P3 est le dernier poussoir : il s’agit essentiellement d’un poussoir normalement fermé dont le rôle est de rester ouvert (par pression donc) quand le boîtier est fermé et de se fermer (pression relâchée donc) lorsque le couvercle de ce boîtier est soulevé. Ce procédé a une vocation d’anti sabotage (“tamper”).
L’état de P3 est lu par le micro qui sait ainsi quand quelqu’un ouvre le boîtier du transmetteur. Le logiciel
a été écrit pour contrôler en permanence la condition logique de la ligne à laquelle il est relié (RB6, celle qui, en programmation, sert pour l’horloge de la communication série) et pour activer la sortie OUT et l’envoi des appels (ou des SMS) aux numéros de téléphone mémorisés dans la liste.
P3 est en somme le capteur d’une alarme permanente anti sabotage fonctionnant quand le système de
sécurité est inséré comme lorsqu’il est désactivé.
Pour comprendre l’utilité d’une telle protection permanente, songez que vous pouvez installer le transmetteur
en un lieu où durant la journée le public, les clients, bref toute personne inconnue peut entrer, par exemple
sous prétexte de chercher les toilettes et atteindre le transmetteur pour le saboter, le neutraliser en prévision
d’un casse nocturne !
On l’a dit, l’ouverture du boîtier et la fermeture de P3 (rappelons-le, normalement fermé, il est maintenu ouvert par la pression du couvercle mis) déterminent l’activation de la sortie OUT, activation soulignée par LD4 (rouge)
Figure 5 : La platine du transmetteur GSM prête à être insérée dans son boîtier
spécifique. La hauteur des LED doit être ajustée (avant soudures !) pour affleurer
à la surface de la face avant (voir photos de première page et de la figure 8).
La broche RC5 commande le transistor T3 NPN qui met la sortie OUT à environ 0 V et peut ainsi servir à commander les entrées d’autres systèmes d’alarme ou de contrôle, d’autres transmetteurs, sirènes et systèmes de tous types, directement ou au moyen de relais dont l’enroulement serait alimenté par des tensions continues inférieures à 40 V pour un courant ne dépassant pas 400 mA.
Si on choisit de monter un relais, ne pas oublier d’insérer une diode au silicium (cathode –côté bague– sur
le + alimentation de l’enroulement et anode du côté du collecteur de T3).
Il est possible de renoncer à la fonction anti sabotage permanent : il suffit de ne pas monter le poussoir normalement fermé P3 et donc de laisser libre la ligne RB6 du micro cependant cela rendra le système beaucoup plus vulnérable.
Figure 6 : Pour éviter le sabotage, le circuit comporte un poussoir normalement
fermé qui est pressé par le couvercle lorsque celui-ci est correctement positionné
; si l’on soulève ce couvercle, l’interrupteur se ferme et communique au
microcontrôleur l’événement (que le logiciel interprète comme une tentative
de sabotage). En cas d’effraction, les appels aux numéros mémorisés et l’activation
de la sortie collecteur ouvert quand le transmetteur est au repos et
lorsqu’il est en alarme.
Le module GSM :
Voyons maintenant les événements que peut engendrer le module GSM. Deux catégories : vérifications durant les appels entrants et pendant les appels sortants. Le micro surveille l’état de GSM1 et intervient sur ce dernier à travers les cinq lignes, TX (broche 17) et RX (18) de l’UART interne, RB2, RB0 et RB3 ; RB2 détecte l’arrivée des appels au moyen de la commutation 0/1 logiques de la ligne RING (broche 30) du module Telit alors que RB0 gère l’allumage et l’extinction du dispositif : le module est allumé par le micro après l’initialisation des E/S, simplement avec une impulsion positive de 1 à 2 secondes à RB0, ce qui détermine le zéro logique sur la broche 17 du GSM1 pour la même durée. Enfin, au moyen de T1, la ligne
RB3 réinitialise GSM1, “reset” que le programme résident nous impose de faire après chaque mise sous tension du micro et en cas de problèmes de communication avec l’UART.
Figure 7 : Le module GSM Telit comporte un logement pour la carte SIM accessible
sur le côté droit ; il accepte tous les types de cartes, même les plus
récentes (64 et 128 ko).
Le programme résident attend la commutation de la broche du ring :
quand elle se produit, c’est que le module reçoit un appel. Le sous
programme de gestion des appels entrants, qui prévoit la réponse et
l’analyse des données venant de la ligne RXD (broche 37 du GSM1),
démarre alors.
Dans les données se trouve l’information sur le numéro de téléphone de l’appelant car elle est nécessaire
à U3 pour savoir quoi faire : si l’identifiant est présent dans la liste, la communication peut se poursuivre,
sinon il envoie l’ordre au module Telit de raccrocher la ligne ; même chose si l’appel provient d’un téléphone dont le numéro est caché (fonction dissimulation de l’ID des téléphones mobiles) ou réservé.
C’est pourquoi il est indispensable de s’assurer qu’on n’a pas mémorisé dans la liste des numéros d’usagers
qui, lors de leur contrat ont opté pour le numéro réservé (en effet le gestionnaire de téléphonie demande à
son client s’il désire ou non que son numéro soit connu de l’abonné qu’il appelle) ou bien dont le gestionnaire ne transmet jamais l’ID.
Pendant les appels entrants ou sortants, le micro surveille les lignes de sortie du décodeur U5, soit le bus
à quatre bits (Q1, Q2, Q3, Q4) avec lequel le 8870 exprime au format binaire la valeur des tons transmis par l’usager distant et sortant de la ligne audio (EARHF+ et EARHF-) du GSM1, plus le STD, qui est le “strobe” utilisé par U5 pour indiquer au micro l’arrivée de nouvelles données.
Cette dernière ligne est fondamentale car elle permet au programme résident de discerner deux tons DTMF identiques émis successivement par le téléphone distant : en effet dans ce cas le 8870 ne modifie en aucune
manière l’état des quatre bits mais on peut s’apercevoir que plusieurs tons égaux arrivent car le STD fournit une impulsion de niveau logique haut chaque fois que l’un d’eux arrive.
On l’a dit, le micro est sensible aux données arrivant du module GSM en ce qui concerne la réception des appels et, au cours de ces appels, les informations fournies par le décodeur DTMF ; quand en revanche c’est le transmetteur qui téléphone, le programme principal lit la ligne RXD (broche 18 du PIC) seulement
pour savoir si le mobile est ou non verrouillé à son réseau, condition de toute façon visible grâce à LD3
(verte) laquelle, lorsque la connexion au réseau GSM est obtenue, clignote (elle reste éteinte quand l’appareil est en dehors du champ RF).
Quand le transmetteur n’appelle ni ne reçoit, le micro lit la ligne des données RXD du GSM1 afin de vérifier l’arrivée d’un éventuel message envoyé par l’usager distant ; comme pour les appels, le programme résident contrôle le numéro dont provient le SMS et l’éventuel contenu.
Le numéro est sans importance car c’est le texte qui compte : si la syntaxe des commandes est correcte et si le mot de passe courant s’y trouve, il est accepté, indépendamment de l’identifiant du téléphone l’ayant envoyé ; sinon il est ignoré et effacé de le mémoire du module.
Figure 8 : En face avant du boîtier spécifique se trouvent le poussoir de “reset”
de la mémoire des alarmes et les quatre LED signalant l’enregistrement et la
reproduction du message vocal au moment de la configuration, la survenue d’une
alarme, la présence du champ GSM et l’état de la sortie collecteur ouvert.
Figure 9 : Le module GSM Telit est prêt à être monté sur le circuit
imprimé ; il faut l’insérer à fond dans le connecteur miniature
à haute densité prévu à cet effet (dans le sens indiqué par la figure).
Il est en outre nécessaire de faire entrer les languettes
de fixation dans les trous avant de les souder, afin de garantir un montage stable et d’éviter que le module ne sorte de son
connecteur. La SIM peut être insérée avant ou après. Pour l’antenne, il convient d’utiliser un câble adaptateur MMCX/FME.
La réalisation pratique :
Il ne nous reste qu’à construire ce transmetteur téléphonique GSM d’alarme ET609. Cette réalisation est
à réserver à un électronicien professionnel ou à un amateur chevronné (mais nous savons que parmi nos lecteurs on en compte beaucoup !) car la plupart des composants sont des CMS, notamment tous les circuits intégrés (sans supports donc) et le connecteur du module, dont les broches sont vraiment des pattes très fines (voir figures 2 à 9, nous avons mis le paquet au niveau des photos pour qu’au moins les choses soient claires … la difficulté restante consiste à souder les minuscules pattes des circuits intégrés et du
connecteur sur les non moins minuscules pistes du circuit imprimé).
Pour les plus hardis (et sans doute les plus expérimentés d’entre vous) nous donnons ci-dessous quelques indications de montage qui, en association avec les figures 2 à 9, vous permettront de le mener à bien et d’avoir la satisfaction, non seulement de vous être procuré un transmetteur professionnel au prix d’un bas de gamme, mais encore de l’avoir construit vous-même.
La réalisation pratique de cette platine ET609 n’est donc ni des plus simples ni des plus rapides. Elle est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés dont les figures 2b-1 et 2b-2 donnent les dessins à l’échelle 1 : la face “ composants” reçoit les nombreux CMS (circuits intégrés, support du module mais aussi résistances, condensateurs polyesters, transistors et DZ1, capsule microphonique et le poussoir P1) qui sont bien sûr soudés sur cette même face ; la face “soudures” permet de souder les composants classiques “traversants” (tous les autres : condensateurs électrolytiques, diodes, DZ2, LED, quartz, poussoir P3, borniers et autres connecteurs, les quatre porte-pile). Certains composants sont monté en face avant
du boîtier et reliés ensuite à la platine par fils : le poussoir P2 de “reset”, le haut-parleur ainsi que le connecteur d’antenne.
Utilisez un fer à souder de 20 à 30 W muni d’une panne fine et du tinol de 0,5 mm de diamètre. Commencez par positionner le premier circuit intégré (attention au repère-détrompeur en U, à orienter vers le haut) : faites bien coïncider les fines broches avec les minces pistes du ci et soudez-en une rapidement (avec peu de tinol) pour l’immobiliser ; retouchez le positionnement éventuellement et soudez rapidement une broche diagonalement opposée ; soudez enfin toutes les broches (y compris ces deux-là) sans excès de tinol, sans court-circuiter plusieurs broches et/ou pistes entre elles ; enlevez l’excès de flux décapant au fur et à mesure afin de bien vérifier qu’aucun court-circuit ne se produit (servez-vous d’une pointe à tracer en acier, d’un pinceau et de solvant).
Procédez de même pour les autres circuits intégrés (attention à l’orientation du U, comme le montre la figure 2a) et pour le connecteur du module Telit.
Les autres composants CMS vous paraîtront, après les circuits intégrés et le connecteur, faciles à monter (tout est relatif). Montez alors les composants classiques dont en principe les pattes se soudent côté soudures.
Ajustez la longueur des pattes des LED en fonction de leur affleurement derrière la face avant du boîtier spécifique (voir figure 5).
Vérifiez attentivement vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée) et bien toutes les polarités.
Insérez le module Telit dans son connecteur, sans oublier de souder les languettes de maintien, comme le montre la figure 9. La carte SIM peut être introduite avant ou après insertion du module. Placez les quatre batteries rechargeables AA Ni-mH dans leurs logements .
N’oubliez pas de vérifier que le positif de la troisième batterie est bien relié à la piste 3,6 V correspondante. Chargez les quatre batteries avant de les installer dans le transmetteur ou alors mettez- les en charge dans l’appareil relié à la centrale mais non activé.
Vous pouvez maintenant installer la platine dans le boîtier spécifique à l’aide de quatre entretoises : dès que
vous fixez la platine et que vous présentez la face avant, les quatre LED y affleurent (si vous avez bien réglé la longueur de leurs pattes).
Montez en face avant le poussoir de “reset” P2 (à connecter par fils à la platine, en haut). Fixez le haut-parleur et reliez-le par deux fils au bornier AP (attention à la polarité +/–).
Ensuite, montez le connecteur d’antenne GSM puis reliez-la au module au moyen d’un câble coaxial muni de
connecteurs adaptateurs MMCX/FME. Enfin, comme le montrent la photo de début d’article et la figure 8, fixez l’antenne GSM à l’extérieur du boîtier.
Quand vous refermerez le couvercle, le poussoir P3 (normalement fermé) sera pressé par ce dernier (qui se trouvera par conséquent en position ouverte).
Le circuit est relié à travers le bornier +/–PWR à une tension continue de 12 V 300 mA fournie en principe par la centrale d’alarme (lire le paragraphe L’alimentation ci-dessus) : attention à la polarité.
Cette tension maintient en état de charge les batteries rechargeables NimH lesquelles, en cas de coupure des
fils, prendront le relais pour déclencher l’alarme, c’est-à-dire activer le transmetteur téléphonique d’alarme GSM. Il ne vous reste plus qu’à configurer l’appareil.
Conclusion et à suivre :
Eh bien, ici s’achève la première partie de notre article, consacrée au matériel ; dans la seconde le mois prochain nous nous consacrerons au logiciel et aux procédures de configuration par SMS.
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