Schéma

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

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Certains téléphones (tels que le mien) ne permettent pas d'émettre une touche pendant une seconde. Pour cela, la carte de commande vocale 2# a été conçue en remplacement de celle-ci. Pour savoir si votre téléphone doit utiliser la version 2#, appuyez sur la touche # de votre combiné pendant une seconde. Si vous entendez une tonalité pendant cette durée, il est capable d'utiliser ce montage. Sinon, il faut utiliser la version 2#. Cette dernière fonctionnant d'ailleurs avec plus de téléphones, il est fortement conseillé de la préférer à celle ci.

Nomenclature

Attention:
Si vous avez consulté cette page avant le 25 septembre 2005, les valeurs de R4 et R7 étaient fausses. Veillez à bien prendre en compte celles ci-dessus, à savoir 1M pour R4 et 1K pour R7.
Si vous avez consulté cette page avant le 27 septembre 2005, la valeur de R5 était fausse. Veillez à bien prendre celle ci-dessus, à savoir 1K.
Si vous avez consulté cette page avant le 28 septembre 2005, R8 n'était pas présente et le routage de R4/C4 était différent. Veillez à bien mettre à jour le typon.

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 qu'une touche est détectée quand STD est à 1, et 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 5 signaux. L'ordre d'utilisation des portes sur le schéma est un peu particulier afin de faciliter le routage de la carte.

Afin de forcer à ce que l'appui sur la touche # soit long, la sortie de U3C sert à charger un montage RC (R4-C4) dont la constante de temps détermine la durée nécessaire d'appui. La tension aux bornes de C4 est appliquée à l'entrée de U4B, un des inverseurs à trigger de Schmitt, qui passera à 0 lorsque la tension aux bornes de C4 aura atteint le seuil de la porte. On inverse alors ce signal pour récupérer la sortie de U3C, mais avec cette fois le délai imposé appliqué. La résistance R8 est utilisée pour assurer une bonne mise à 0 de l'entrée de U3C au démarrage du montage. Elle augmente le temps de chargement de C4, mais ce n'est pas critique.

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

Au final, on constate que Out = NE ou #

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 (R7) 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, la résistance R5 suffit à protéger l'entrée de U4A.
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 # 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 NPN (Q1) qui court-circuite le pull up au +12 réalisé par R6. Cette configuration provoque cependant une inversion de la logique appliquée à la base, d'où l'utilisation de U4A entre la sortie des diodes et la base de Q1.

Remarque : L'utilisation d'un PNP court-circuitant un pull-down peut aussi être envisagée, mais celui-ci se pilote en consommant du courant (non pas en en apportant) et il faudrait donc toujours U4A pour que ce soit bien le signal Out qui passe sur JP3-2
Il pourrait être intéressant de vérifier l'impact sur l'implantation des composants, le routage du +12 et de GND

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. Attention : Si vous avez consulté cette page avant le 28 septembre 2005, R8 n'était pas présente et le routage de R4/C4 était différent. Veillez à bien mettre à jour le typon.

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.

Attention : Si vous avez consulté cette page avant le 28 septembre 2005, R8 n'était pas présente et le routage de R4/C4 était différent. Veillez à bien mettre à jour le typon. 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.
Commencez par les trous de T1 et C5, les plus gros, puis passez aux trous pour les composants, avec une mêche de 0.2mm

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 et U4. Bien vérifier qu'il n'y a pas contact entre les pistes avant de continuer.
• Faire de même pour les deux pastilles accueillant les extrémités de D3 et D4.
• Préparer les résistances en pliant une des pattes pour la rammener à coté de la deuxième. Pensez à plier toutes les réistances de la même façon, du coté opposé à la bande dorée par exemple. (photo)
• Placer et souder les diodes D1 et D2, 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) et C4
• Placer et souder le quartz Y1
• Placer et souder U1 et Q1, 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 les fils de liaison. Ne pas hésiter à les faire serpenter, tout en gardant en tête le placement de D3, D4 et R8.
• Placer et souder D3, D4 et R8, en prenant bien garde à ce que leurs pattes metalliques ne touchent pas les pistes qu'elles enjambent. Si besoin, n'hésitez pas à mettre un morceau de papier entre deux pour plus de sécurité. S'assurer que les pattes sont bien coupées à la bonne longueur et ne débordent pas.

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, 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) : D2-2, T1-4, U3-7, U4-9, C4-2, Q1-1, R7-1, JP4-2, U1-2, U2-9, C-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) : R4-2, U3-14, U4-14, U2-10, U2-18, 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 U4-2 qui doit être à Vcc (+5)
• Placer C4-1 à GND via une résistance de 1k. U4-4 doit passer à Vcc, U4-6 à 0, U4-2 à Vcc et JP3-2 à 0.
  Si ce n'est pas le cas, vérifier les connexions entre les différents éléments.
• Placer U2-13, U2-14 et U2-15 à Vcc. Placer U2-11 et U2-12 à 0. Les valeurs suivantes doivent être obtenues:
  U3-1 = U3-2 = U3-3 = U3-4 = U3-5 = = U3-6 = U3-8 = U3-9 = U3-11 = U3-12 = U3-13 = U4-6 = Vcc
  U4-2 = U4-4 = U4-11 = U4-13 = Gnd
  Enfin, JP3-2 doit être à +12.
  Si ce n'est pas le cas, vérifier les connexions entre les différents éléments.
• 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 l'appui long (1s) 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.