Schéma

Voici le schéma de principe. Les JP* ont les mêmes références que sur la carte mère 2Lignes1Tel.

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Nomenclature

Note: Si vous avez consulté cette page avant le 13 novembre 2005, les transistors étaient des JFET et étaient plus nombreux. Mais il manquait une résistance de pull down sur chacune des portes NON ce qui lors des tests à conduit à ce que les deux JFET conduisent en même temps d'où court-circuit. Je suis donc revenu à une configuration plus simple, à base de transistors bipolaires.

Principe de fonctionnement

Le signal émis par le combiné est écouté par notre montage pour détecter la fréquence d'une touche en particulier, ici le dièse (#)
Afin d'assurer une isolation totale entre la ligne téléphonique et notre montage, on récupère le signal au travers d'un transformateur (T1) spécial téléphonie, avec 600 ohms d'impédance et un rapport unitaire (1:1)
Afin de ne pas saturer le transformateur, la composante continue est supprimée grâce à C5 qui doit pouvoir supporter les tensions d'une ligne téléphonique, à savoir au moins 200V.
Les deux diodes Zener D1 et D2 sont montés "cul à cul" (back to back) afin d'assurer que la tension en sortie du transformateur ne dépasse pas 5V
Le MT8870 est un décodeur de signaux DTMF et les composants l'encadrant (R1, R2, R3, C1, C2 et Y1) sont ceux recommandés par la datasheet, merci de vous y reporter.
En sortie, on veut avoir un niveau logique 1 quand le # est détecté. On sait que c'est un # quand Q1=0, Q2=0, Q3=1, Q4=1. On réalise donc une inversion de Q1 et Q2, puis un ET entre les 4 signaux. Pour des raisons d'encombrement et de facilité d'approvisionnement, ces inversions sont réalisées avec deux paires NPN/Résistance. On pourrait aussi utiliser une porte ET unique de type 74LVC1GU04 ou une double telle que 74LVC2GU04 mais c'est très couteut de se les procurer à l'unité en France.
D'autre part, on sait que les sorties Q sont valides quand STD est à 1. Il repasse à 0 une fois que la tonalité du dièse a disparu. Ainsi, pour détecter deux dièses de suite, on doit stocker la valeur du ET quand STD passe à 1, et quand on a eu deux fois de suite un 1 en sortie du ET, c'est que la touche dièse a été appuyée deux fois de suite.
Pour réaliser ce stockage, on utilise deux bascules D montées en cascade. A chaque transition de 0 vers 1 de STD, la première porte prend la valeur du résultat du ET et la deuxième porte prend la valeur de la première porte. Quand les deux portes présentent un 1 sur leur sortie Q, c'est que la touche dièse a été appuyée deux fois de suite. On sait cela en réalisant un ET entre les deux sorties Q.
L'ordre d'utilisation des portes sur le schéma est un peu particulier afin de faciliter le routage de la carte.
La sortie à 1 ne doit pas être permanente afin de permettre le retour automatique sur la ligne Freebox. C'est pourquoi la sortie alimente un montage RC (R8-C8) dont la constante de temps détermine la durée pendant laquelle le signal "2#" est à 1. Ici, environ une seconde, ce qui est largement suffisant pour que la carte mère détecte la prise de ligne FT.
Comme on se branche sur un montage existant, il faut respecter sa table de vérité. Ainsi, la broche 1 de JP3 (signal appelé NE) peut prendre ces valeurs, avec les signifcations suivantes:

Il faut donc que la broche 2 de JP3 (signal appelé Out) prenne les bonnes valeurs pour laisser passer NE, sauf si le # est détecté deux fois de suite auquel cas il faut sélectionner FT.
La table de vérité combinée est donc la suivante:

Sa valeur est celle de Out, et est calculée à partir de ce que l'on veut avoir:

Si 2# est 0 alors on laisse NE
Si 2# est 1 alors on veut 1 (pour sélectionner la ligne FT)

Au final, on constate que Out = NE ou 2#

Il existe des puces CMS à une seule porte Ou mais elles sont très difficiles à trouver, et il n'aurait pas été judicieux (en terme de place) d'utiliser une puce 74xx qui en contient 4. On reproduit donc ce Ou via les diodes D3 et D4 et une résistance de Pull Down (R5) pour garantir la présence du 0 lorsque les deux diodes ont 0 à leur entrée. En effet, sans ce pull down, la sortie de ces deux diodes serait flottante ce qui n'est pas souhaitable.

Une fois ce OU réalisé, il faut cependant prendre en compte le fait que les tensions sur JP3 sont de 12V et non pas 5V comme sur la partie logique. En entrée, c'est assez simple, il n'y a rien à faire, le transistor pouvant supporter jusqu'à 20V.
En revanche, en sortie, on ne peut simplement mettre la sortie des diodes sur JP3-2 puisque l'on n'aurait que 5V lorsque NE est à 0 et 2# à 1, permettant ainsi à un courant de circuler du +12 vers le +5 et provoquant le semi déclenchement du relais.
On utilise alors un transistor bipolaire (Q4, PNP) qui court-circuite le pull down à la masse réalisé par R7. Cette configuration provoque cependant une inversion de la logique appliquée à la porte, d'où l'utilisation d'un autre bipolaire (Q3, NPN) entre la sortie des diodes et la porte de Q4.

Implantation

Voici le schéma d'implantation des composants coté cuivre

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Voici l'implantation coté composants.

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Enfin, voici l'emplacement des cables à ajouter à la main. A moins que vous puissiez faire une carte double couche avec des trous conducteurs (plated).

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La taille de la carte est celle imposée par la place disponible dans la carte mère.
C'est d'ailleurs pour cette raison que les résistances sont montées verticalement afin de prendre le moins de place possible en largeur ou en longueur. Leur hauteur est suffisament faible pour ne pas géner, le composant le plus haut étant T1.

Typon

Voici maintenant le typon, en simple face mais avec plusieurs fils, comme indiqué à la page précédente.

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Je vous conseille d'utiliser le typon au format PDF (ou sa version miroir). Ceci permet de garantir une impression à l'échelle 1:1, à condition, bien sûr, d'indiquer à votre afficheur de PDF de ne faire aucune adaptation de taille lors de l'impression.

Les pistes étant fines et proches, pensez bien à vérifier leur séparation avant toute mise en oeuvre.

Pour ceux ayant la volonté et la possibilité de réaliser une carte double face, voici le typon "Cables" au format PDF (ou sa version miroir).

Réalisation de la carte

Une fois le typon tiré et la carte gravée, il faut la percer.
Percez tous les trous avec une mêche de 0.6mm puis agrandissez les trous de T1 et C5, leurs pattes étant plus larges

Une fois les trous percés, il est fortement conseillé d'utiliser un feutre indélébile fin pour dessiner les composants sur la carte. Ca permet de savoir qui va où et surtout de bien se souvenir de l'orientation des puces. Une photo ici
Voici les étapes à suivre pour le placement des composants :

• Sur le coté cuivre, étamer les emplacements devant recevoir les pattes de U3, U4, Q11, Q12, Q21, Q22, Q3 et Q4. Bien vérifier qu'il n'y a pas contact entre les pistes avant de continuer.
• Préparer les résistances en pliant une des pattes pour la rammener à coté de la deuxième. Pensez à plier toutes les résistances de la même façon, du coté opposé à la bande dorée par exemple. (photo)
• Placer et souder les diodes D1, D2, D3 et D4 en faisant attention à l'orientation
• Placer et souder le support 18 broches pour U2, en faisant attention à l'orientation
• Placer et souder les condensateurs C1, C2, C3 (attention à l'orientation), C4 et C8
• Placer et souder le quartz Y1
• Placer et souder U1 en faisant attention à l'orientation
• Placer et souder T1, en poussant éventuellement C1 et C4 très légèrement.
• Placer et souder les résistances à la
  verticale. Si possible mettre toutes les résistances dans le même sens.
• Placer et souder les fils servant à aller se brancher sur les JP de la carte mère. (photo)
• Placer et souder C5, sans le coller à la carte pour pouvoir éventuellement le coucher contre Y1 et U2.
• Passer sur le coté cuivre
• Placer U3, en utilisant un point de colle légère (colle à bois) pour le maintenir en place si besoin. Surtout pas de colle forte pouvant endommager le plastique.
• Souder les pattes 1 par 1, en opposition complète afin d'éviter de trop chauffer la puce
• Placer U4, en utilisant un point de colle légère (colle à bois) pour le maintenir en place si besoin. Surtout pas de colle forte pouvant endommager le plastique.
• Souder les pattes 1 par 1, en opposition complète afin d'éviter de trop chauffer la puce
• Placer et souder Q10, Q20, R10, R20, Q3 et Q4 en utilisant une pince très fine (pince à épiler par exemple) pour les maintenir en place. Attention, ces composants, sont VRAIMENT très petits
• Placer et souder les fils de liaison. Ne pas hésiter à les faire serpenter

Au final, vous devriez obtenir ceci:

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Ne placez pas encore les composants actifs sur support, cela évitera de les endommager tant au niveau mécanique qu'au niveau électrique lors des manipulations pour les tests de bon fonctionnement.

Tests de fonctionnement

Avant de placer le décodeur DTMF (sur support), il est plus que prudent de tester certains points pour vérifier que le montage fonctionne. Ceci s'effectue avec la plaque hors coffret, pour avoir meilleur accès aux points de test.
De plus, il nécessaire de s'assurer que la carte mère fonctionne avant de procéder aux tests.

• Vérifier que les pistes +12, VCC et GND ne se touchent pas
• Assurez vous que le MT8870 n'est PAS dans son support
• Brancher JP4 sur la carte mère, elle même sous tension.
• Vérifier que l'on retrouve +12 sur les broches suivantes (de droite à gauche) : R6-2, Q4-2, JP4-1, U1-3
  Si ce n'est pas le cas, vérifier la continuité des pistes
• Vérifier que l'on retrouve la masse (en plaçant la sonde + sur le +12) sur les broches suivantes (de droite à gauche) :
  T1-4, D2-2, U3-7, U4-7, C4-2, R8-1, R5-1, Q3-2, R7-1, Q10-1, Q20-1, JP4-2, U1-2, U2-9, C3-2
  Si ce n'est pas le cas, vérifier que la continuité des pistes et la bonne implantation des deux cables de liaison.
• Vérifier la présence de +5V sur les broches de composants suivantes (de droite à gauche) :
  U4-10, U4-4, U4-14, R4-2, U3-14, U2-10, U2-18, R10-2, R20-1, C2-1, U1-3, C1-1
  Si ce n'est pas le cas, vérifier que au moins U1-3 donne du +5. Si ce n'est pas le cas, c'est que le régulateur est mort, changez le. En revanche, s'il fonctionne, il faut vérifier la continuité des pistes et des cables de liaison.
• Placer D3-2 à Vcc. La tension sur JP3-2 doit être égale à +12V
  Si ce n'est pas le cas, vérifier Q3-1 qui doit être proche de GND (0)
• Placer U2-13, U2-14 à Vcc. Placer U2-11 et U2-12 à 0. Placer U2-15 à GND via une résistance de 1K. Les valeurs suivantes doivent être obtenues:
  U3-1 = U3-4 = U3-5 = U3-6 = U3-13 = U4-2 = U4-5 = U4-9 = GND
  U3-2 = U3-3 = U3-8 = U3-9 = U3-11 = U3-12 = U4-12 = Vcc
  Enfin, JP3-2 doit être à +12.
  Si ce n'est pas le cas, vérifier les connexions entre les différents éléments.
• Passer U4-11 à VCC (+5). U4-9 doit passer à 1 et U4-5 rester à 0.
• Répéter le passage de U4-11 à VCC (+5). U4-9 doit rester à 1 et U4-5 passer à 1, et donc U3-6 passer à 1 également.
• Enlever le cavalier sur JP3 de la carte mère et brancher dessus le cable JP3 venant de la carte fille. La carte mère doit continuer à fonctionner normalement.
  Si ce n'est pas le cas, vérifier la tension présente aux bornes de JP3 en fonction des différents cas de figure (voir la carte mère).
• Débrancher la carte et placer le MT8870 dans son support
• Rebrancher JP3 et JP4, vérifier que la carte mère fonctionne toujours correctement.
  Si la ligne FT est toujours sélectionnée, cela veut dire qu'il y'a un problème dans la logique de sélection, vérifier les connexions.
• Brancher JP1 et JP2
• Décrocher le combiné téléphonique. Lors de deux appuis consécutifs sur la touche #, le relais passe en mode repos, la ligne FT doit être sélectionnée, la LED rouge étant allumée pour le signaler.

Une fois tout ceci vérifié, le montage est fonctionnel, il peut maintenant être placé correctement dans le boitier. Lors de ce placement, prenez bien garde à ce que les parties metalliques des composants de la carte fille ne viennent pas toucher des composants de la carte mère. Ne pas hésiter à coucher C5 si besoin.