RELAIS F1ZGU (FONCTIONNALITÉS)
Parmi les contraintes fixées pour le relais F1ZGU, il y avait le fait qu'il n'était pas possible d'intervenir facilement sur le site, il devait être donc très fiable mais aussi paramétrable à distance.
J'ai donc utilisé pour sa réalisation des "briques matériels" de systèmes télémaintenables de mon pro.
Le MICROPROCESSEUR
Le Microcontrôleur AT89S53 est un microcontrôleur de chez ATMEL, cadencé a 12 MHz qui possède 12K de mémoire FLASH (reprogrammable plus de 100 000 fois), 128 octets de mémoire RAM, un grand nombre d'entrées sorties, deux niveaux d'interruptions externes, un port série.
Le port série sert à paramétrer le contrôleur logique et à assurer la maintenance.
La gestion du RESET est assurée par un DS1232, qui nous garantit une RAZ propre même en cas de coupure de courant un peu perturbée.
Le microprocesseur pilote directement un afficheur LCD de 2 lignes de 16 caractères, qui permet au gestionnaire sur place de voir vivre la logique.
La liaison série à 4800 bauds est à sortie TTL, on passe par un adaptateur RS232 externe pour avoir une liaison directe avec un PC et un logiciel type Hyper Terminal.
L'ALIMENTATION
L'alimentation 5V est assurée d'une manière un peu luxueuse par un convertisseur DC/DC de chez TRACO qui permet à partir d'une tension de 9V à 18V de garantir un 5v très propre sous 400 mA.
Cette solution plutôt utilisée dans des montages professionnels permet de garantir un haut niveau d'isolation électrique et une grande immunité aux bruits et des arrêts / marches de l'alimentation presque parfaits.
A noter que la logique consomme au total environ 75 mA.... et qu'un 7805 aurait aussi pu faire l'affaire.
Les circuits du bus I2C
L'horloge DS1307, permet de cadencer à la seconde près par interruption (INT0) le processeur.
Ce circuit assure aussi les fonctions de montre, ce qui permet au microcontrôleur de transmettre l'indicatif du relais à des heures et minutes précises.
Ce procédé de cadencement est plus compréhensible quand on regarde le code de programmation, on constate que cela permet de gérer un petit multi-tâche.
Le fait d'avoir aussi un calendrier journalier, permet à la balise d'avoir un comportement différent le week-end de la semaine.
Le circuit 24C08 est une mémoire EEPROM de 1K (qui conserve donc les données même si on coupe le courant) , elle conserve les différents paramètres de fonctionnement du relais (mode de fonctionnement, temporisations, délais, indicatif....)
La génération de la tonalité CW et des signaux DTMF est assurée par un circuit PCD3311, qui est un générateur de fréquences fixes et DTMF (téléphonie) pilotable par I2C.
Il a été rajouté en cours de développement un DS1621, qui est un thermomètre I2C qui permet de récupérer deux températures (celle du radiateur du PA et celle à l'extérieur). Ces températures sont transmises en DTMF après le passage de l'indicatif du relais ou sur demande par télécontrôle.
Les autres circuits.
Le décodage DTMF est assuré par un MT8870 de chez MITEL qui fournit le décodage DTMF sur 4 bits en //. (classique mais très efficace avec pré-ampli incorporé).
La gestion des messages sonores est assuré par un ISD2548, qui est un chip recorder qui permet de stocker jusqu'a 48 secondes de plusieurs messages.
Il est piloté par un PCF8574 qui est un extender de bus I2C (8 sorties).
Commentaires sur les choix techniques
le choix d'un microcontrôleur avec bus I2C et mémoire programme en FLASH EPROM a permis de développer un produit complet avec seulement 7 composants logiques... c'est donc simple, ça consomme peu et c'est très fiable.
Les 12K peuvent paraître peu pour tout intégrer, et pourtant ça tient et il reste encore un peu de place. il faut préciser que cette structure est aussi possible grâce au langage BASCOM qui intègre les routines de pilotage de l'afficheur LCD et I2C.
Le premier montage fut fait directement sur une platine à pastille photo puis un cuivre fut réalisé.
Les liaisons avec le monde extérieur se font par une DB25, sauf pour la liaison série avec le PC via un connecteur autocom, comme pour la liaison I2C vers le capteur de température.
Le circuit MT8870 fut choisi pour sa simplicité d'utilisation, mais aussi pour ses grandes performances à décoder le DTMF, même en condition extrême.