Des lecteurs de transpondeurs commandés par ordinateur "Première partie : Le matériel (étude et réalisation)"

Cet appareil permet de contrôler avec un programme simple, exécutable sous Windows, jusqu’à 16 lecteurs de transpondeurs passifs, de créer la liste des personnes habilitées et d’attribuer à chacune la possibilité d’effectuer des actions locales comme l’activation d’un ou plusieurs relais en mode impulsionnel ou bistable.


Depuis quelques années les transpondeurs sont devenus l’une des principales méthodes d’identification et de contrôle d’accès : certains ont la forme d’un porte-clé, d’autres d’un badge ISO7816 (format carte de crédit) ou encore d’objets de diverses natures. Les sociétés remplacent la traditionnelle pointeuse par un système à transpondeurs et les clubs sportifs, cinémas, parcs autos, etc., le trouvent très rationnel pour un paiement rapide et sécurisé.
Nous avons publiés à plusieurs reprises des articles invitant à étudier et construire de tels systèmes, à même de lire les transpondeurs et d’en élaborer les données, soit de manière autonome, soit avec l’aide d’un ordinateur, mais il s’agissait toujours d’un lecteur unique, conçu pour un seul point d’accès. Cependant, il faut parfois contrôler plusieurs entrées et alors un système multi-lecteur est requis.

Notre réalisation
Le montage décrit ici concerne un groupe de transpondeurs capables de travailler soit en mode “stand-alone” (solitaire), soit interfacé à un PC par l’intermédiaire d’une interface de communication RS485. Ce type de bus, justement, permet de gérer, à partir d’un seul ordinateur et d’un programme écrit en Delphi, jusqu’à 16 lecteurs, tous reliés à la même ligne. La gestion par ordinateur étend les possibilités d’utilisation et l’universalité d’emploi du système car il permet, pour chaque lecteur, de créer une liste de transpondeurs habilités (préalablement appris par le PC au moyen d’une procédure d’auto-apprentissage requérant le passage de chaque usager devant le lecteur) et ensuite d’attribuer à chacun la possibilité d’effectuer des actions locales comme l’activation d’un ou plusieurs relais en mode impulsionnel ou bistable.
Cette fonction, comme d’autres, paraîtront plus claires quand nous aurons analysé le schéma électrique d’un lecteur, mais avant, précisons que le système est modulaire et qu’il est constitué, dans sa forme élémentaire, d’un lecteur et d’une interface de liaison au PC. Cette dernière est unique pour tous les lecteurs de transpondeurs éventuellement ajoutés, car il s’agit d’un simple convertisseur de niveaux logiques de RS485 à RS232 : comme la RS485 est un bus, on peut lui relier plusieurs lecteurs de transpondeurs (jusqu’aux 16 supportés par le logiciel de gestion), tous en parallèle entre eux. C’est pourquoi une seule interface suffit.

Le fonctionnement général du système
Avant de commencer l’analyse des circuits, donnons une description plus ample du montage général (figure 1).
On l’a dit, le système se compose d’un PC sur lequel tourne le logiciel de gestion pour un maximum de 16 lecteurs et d’une interface de communication chargée de relier l’ordinateur aux divers lecteurs de transpondeurs.
La logique du fonctionnement peut se résumer ainsi : quand une carte passe près d’un lecteur, son code d’identification est lu puis transmis au PC au moyen du bus partagé. Le logiciel tournant sur l’ordinateur, dès la réception du code, le compare à ceux mémorisés et éventuellement commande au lecteur l’exécution de certaines actions.
On le voit, toute la logique de comparaison et l’envoi des commandes sont dévolus au PC : les lecteurs servent seulement à identifier les codes écrits dans les transpondeurs et à exécuter les commandes provenant du PC. La gestion de la communication se fait en “polling” (décision confiée à l’ordinateur) : c’est par conséquent l’ordinateur qui, séquentiellement, interroge les lecteurs et éventuellement gère l’émission et la réception des données/commandes.
La présentation du système se subdivise en deux parties : dans cette première partie, nous analysons les schémas des circuits électroniques des deux dispositifs et nous les réalisons, dans la seconde, nous nous consacrerons en revanche au logiciel de gestion du système dans son ensemble.

Figure 1 : Le réseau des lecteurs de transpondeurs relié à l’ordinateur.

Le schéma électrique du lecteur de transpondeurs
Le circuit de chaque lecteur (figure 2) peut être divisé en 5 blocs principaux : un bloc composé de U7, un U2270 gérant la lecture des codes des transpondeurs, un bloc constitué de U2, le PIC16F876-EF470, déjà programmé en usine, gérant toute la logique du dispositif, un bloc exécutant la gestion des éventuels périphériques externes, constitué des deux relais RL1 et RL2, un bloc gérant la communication sur le bus RS485, constitué de U5 et U6 et enfin le bloc d’alimentation, composé de U1 et U4.
Le premier bloc est essentiellement basé sur le U2270 de TEMIC, un composant spécifique pour la réalisation des lecteurs de transpondeurs passifs : il produit un champ électromagnétique à 125 kHz (grâce à un oscillateur interne à VCO) et le rayonne, par la self L1, dans l’espace proche, ce qui lui permet ensuite de détecter une partie du signal présent entre C15 et L1, ce signal, vous allez le voir très vite, résultant de la présence du transpondeur. Au repos, aux bornes de C18 se trouve une tension continue obtenue (grâce à la redresseuse D6) à partir de l’onde sinusoïdale appliquée à la self par les broches 8 et 9 du U2270. Si une carte à transpondeur est approchée, à une distance telle qu’elle détermine une absorption significative dans le circuit à 125 kHz, sous l’effet de réaction d’induit se produit une variation du courant traversant L1 (due à la commutation de la logique interne du transpondeur) laquelle détermine aussi un changement d’amplitude de la tension appliquée entre l’anode de D6 et la masse. Aux extrémités de C18 se trouve donc une onde rectangulaire BF (quelques centaines de Hz). Ce signal dépend du fait que le transpondeur, investi par les lignes de flux du champ électromagnétique, s’active et transmet son code d’identification. Le signal transportant le code est ensuite appliqué à la broche 4 d’entrée IN par l’intermédiaire du condensateur de couplage C16. A l’intérieur de U7, un amplificateur et un quadrateur extraient les impulsions et redressent les fronts de montée et de descente.
A la fin, on obtient en sortie sur la broche 2 de U7 un signal reproduisant le code d’identification de la carte à transpondeur.
Ce signal est ensuite envoyé au port d’entrée RC1 du microcontrôleur U2 : ce PIC16F876-EF470 gère entièrement le lecteur tant en ce qui concerne l’acquisition des données de passages des différents transpondeurs que le dialogue avec l’ordinateur par la bus RS485 (géré par les ports RB0, RC6 et RC7 et par U5 et U6) et que l’élaboration des commandes arrivant et concernant les relais (RL1 et RL2 commandés par les ports RC4 et RC5) ou que d’autres choses encore.
Après l’initialisation des I/O, le “main program” (programme central) du PIC vérifie continuellement les conditions logiques des broches 12 et 18 : de la première il attend les données extraites du U2270, avec la seconde il contrôle l’arrivée d’une éventuelle demande de communication de l’ordinateur. A ce propos, nous avons déjà précisé que le système fonctionne en “polling” (décision confiée à l’ordinateur), c’est-à-dire que c’est le PC qui interroge les divers périphériques au lieu que ce soit les lecteurs qui transmettent automatiquement leurs données. C’est logique car, donnant tous sur un unique bus, les divers dispositifs pourraient produire des collisions s’ils émettaient en même temps.
A noter qu’à l’initialisation le programme règle le port UART interne lequel, ici, gère la communication sérielle à travers les broches 17 et 18. L’UART permet une vitesse d’émission/ réception de 115 200 kbits/s, donc plus qu’il ne faut pour le plus rapide des ports sériels de PC. Le choix de confier la communication à un périphérique spécifique plutôt que de recourir à un quelconque registre est dû à la nécessité de dégrever les attributions du microcontrôleur au bénéfice de sa rapidité de réponse.
Quand le microcontrôleur détecte une commutation sur la broche 12, il acquiert la lecture correspondante, puis il en vérifie le format et le “checksum” (somme de contrôle) pour être certain d’avoir accompli l’acquisition correctement. Quant au format des données, il faut noter que les transpondeurs prévus par nous envoient 64 bits, parmi lesquels les 9 premiers sont un code de synchronisme (“start”) pour indiquer au dispositif de lecture (le microcontrôleur U2) qu’il doit procéder à l’acquisition, 40 sont les données proprement dites (organisées en 5 lignes x 4 colonnes), 10 servent pour la parité de ligne et 4 pour la parité de colonnes. Si parité de ligne et parité de colonne sont conformes avec la somme de contrôle, le microcontrôleur mémorise les données correspondantes en RAM, sinon il ignore ce qui provient du U2270 et attend un nouveau signal de “start”.
Les informations provenant de la lecture d’un transpondeur sont transmises au PC et ensuite comparées avec celles précédemment sauvegardées sur le disque dur de l’ordinateur, au moyen de la procédure d’auto-apprentissage : la comparaison peut avoir une issue positive ou négative. SI elle est positive, l’ordinateur commande au microcontrôleur d’exécuter certaines actions locales, si elle est négative, la procédure est abandonnée. Par actions locales, il faut entendre l’activation ou le changement d’état d’un ou des deux relais de la platine du lecteur de transpondeurs.
Ces actions sont décidées par la fenêtre spéciale de dialogue du programme de gestion et ensuite communiquées au lecteur par bus RS485. Par exemple, à la suite de la lecture d’un transpondeur, le RL2 seul se déclenche (ouvrant par exemple une serrure électrique), ou alors on peut décider que les deux relais doivent se déclencher ensemble, mais sur des modes différents.
Si le système travaille en “polling” (décision confiée à l’ordinateur), toutes les actions sont actualisées seulement après que la platine ait été interrogée par l’ordinateur : ce qui veut dire que la lecture d’un transpondeur habilité ne détermine pas toujours une action immédiate, parfois, avant que RL1 ou RL2 ne s’active, quelques instants peuvent s’écouler.
De la lecture à l’interrogation par le PC, les différentes données restent encloses dans un “buffer” (tampon) du PIC réservé à la communication. Quand l’ordinateur les réclame, ces informations transitent à travers le bus d’émission, soit la broche 17 du microcontrôleur.
L’acquisition est de toute façon signalée localement par le buzzer et la LED : en fait, le microcontrôleur met au niveau logique 1 sa ligne RC3, ce qui force T2 à la saturation et alimente ainsi le buzzer BZ, lequel émet une note. Pendant l’apprentissage, pour aider aux opérations, le buzzer confirme toujours l’acquisition et l’insertion dans la liste du transpondeur venant de passer devant la self, même chose pour la LED LD1.
Encore un détail concernant le lecteur : la plus grande efficacité s’obtient en faisant osciller le U2270 exactement sur 125 kHz, ce qui n’est en pratique pas très simple à obtenir, essentiellement pour des motifs de tolérance des composants.
Pour garantir une oscillation du lecteur exactement sur 125 kHz, nous avons eu recours à un procédé consistant à faire gérer la fréquence de travail par le microcontrôleur : cela présente en outre l’avantage de ne pas avoir à régler manuellement le lecteur. Ce contrôle dynamique s’obtient en lisant la fréquence sur la broche 9 du U2270 au moyen d’un diviseur par quatre, obtenu avec deux FLIP-FLOP U3a et U3b l’un l’autre en cascade et en série avec la ligne RA0 du microcontrôleur, de telle façon que le PIC produise un potentiel proportionnel : selon la valeur lue, le microcontrôleur produit une forme d’onde rectangulaire PWM dont la largeur d’impulsion est inversement proportionnelle à la fréquence reçue sur RA0. L’onde modulée est redressée en simple alternance par D5 et C11, de façon à obtenir un potentiel superposé à celui normalement présent sur la broche 15 RF du U2270. Cette forme de rétroaction agit sur le VCO de telle manière que, si la fréquence tend à augmenter plus que la tolérance admise au dessus de 125 kHz, le microcontrôleur réduit le rapport cyclique du signal PWM produit par ses lignes RC2, de telle manière que la tension sur la broche 15 diminue. Et vice versa : si la fréquence chute au dessous d’un seuil de tolérance admissible, le logiciel du microcontrôleur augmente la largeur des impulsions PWM et augmente ainsi le potentiel contrôlant le VCO et n’intervenant que sur la seule broche 15 pour contraindre l’oscillateur contrôlé à synthétiser une fréquence supérieure. La compensation du VCO que l’on vient de décrire n’est pas constante mais périodique : elle s’exerce exclusivement après la mise sous tension et l’initialisation des I/O et à la suite de chaque lecture opérée par le U2270, afin de recalibrer le système.
Le temps est venu d’aborder deux détails d’importance : le cavalier J1 et la série des micro-interrupteurs du dipswitch DP1. Le cavalier, soit la condition logique prise par la ligne RB1 du microcontrôleur, permet de choisir entre deux modes de fonctionnement bien définis : J1 ouvert, le lecteur acquiert les données des transpondeurs, les donne au PC au cours de l’interrogation suivante (signalisation pour l’usager extérieur par clignotement de la LED) et attend des instructions sur l’activation éventuelle des relais. En revanche, si J1 est fermé, le fonctionnement autonome est paramétré : dans ce cas, la LED clignote à intervalles réguliers pour indiquer le choix de ce mode. Quand une carte à transpondeur passe, la LED reste allumée quelques secondes et un bip est émis à titre de confirmation. En outre, le code lu est transmis au PC sans attendre une interrogation de sa part. Dans ce mode, il est possible d’acquérir les informations de lecture au moyen d’un quelconque émulateur de terminal : par exemple, avec Hyper Terminal de Windows apparaît un flux avec le code du transpondeur lu et l’ID du lecteur. Notez tout de même que si plusieurs lecteurs sont reliés ensemble sur une même ligne, l’interrogation par le PC n’ayant pas lieu, un conflit pourrait se produire si plusieurs transpondeurs émettaient en même temps. Ce mode peut, par exemple, être utilisé pour exécuter un test rapide sur le fonctionnement du dispositif, ou dans le cas où l’on prévoirait d’utiliser un nombre limité de lecteurs sur le même bus. La présence du DIP1 : nous l’avons dit, le logiciel de gestion sur PC peut contrôler jusqu’à 16 lecteurs. Pour le faire, il doit bien sûr pouvoir les distinguer entre eux. Eh bien, la reconnaissance se fait justement par un numéro ou nombre identifiant émis à chaque interrogation et produit grâce au paramétrage des lignes RB2 à RB5 du microcontrôleur U2. Bien entendu, dans des systèmes composés de plusieurs périphériques de lecture, le DIP1 doit être réglé différemment d’un lecteur à l’autre.
Un regard, maintenant, à U5 et U6 : deux circuits intégrés MAXIM MAX485, chacun d’eux est un émetteur/ récepteur standard RS485, soit une puce contenant un convertisseur TTL/RS485 et un RS485/TTL, désactivables à volonté. Ici nous en utilisons deux pour des motifs que nous exposerons plus loin.
Pour le moment, contentons-nous de dire que U5 est paramétré pour fonctionner seulement comme émetteur, c’est-à-dire comme convertisseur TTL/RS485 et que U6 est configuré de telle manière qu’il reste toujours en réception et ne met en oeuvre que sa partie convertisseur RS485/TTL.
Terminons l’analyse du schéma électrique par l’alimentation : elle reçoit la tension principale de l’interface de communication au moyen du connecteur RJ45 contenant le canal de données.
Avec ce connecteur, elle prélève (voir schéma électrique de l’interface, figure 5) la composante continue provenant de la prise d’entrée laquelle, filtrée par C1 et C2, est appliquée au régulateur U4, un 7812 produisant le 12 V stabilisé nécessaire au fonctionnement du buzzer, des lecteurs de transpondeurs et des enroulements des deux relais. Le 12 V est ensuite régulé à 5 V par U1, un 7805 alimentant tous les dispositifs TTL.
A noter enfin que chaque lecteur comporte deux connecteurs RJ45 en parallèle entre eux : cela est fait pour connecter plusieurs lecteurs en série. En systèmes multiples, il suffit de relier par un câble adapté un connecteur du premier lecteur au RJ45 de l’interface, puis de relier par un autre câble l’autre RJ45 du lecteur à l’un des deux connecteurs du deuxième lecteur et ainsi de suite jusqu’au seizième.
La connexion, apparemment en cascade, est en réalité en parallèle, car l’alimentation et le bus d’émission/réception RS485 sont multiplexés.

Figure 2 : Schéma électrique du lecteur de transpondeurs.

Figure 3 : Interconnexions des lecteurs de transpondeurs.

La liaison entre le PC et l’interface de communication se fait par un port au format RS232. La connexion entre l’interface et les 16 lecteurs de transpondeurs est en revanche réalisée par bus RS485. Chaque lecteur est doté de 2 ports RJ45 réalisant le bus : les deux ports sont en parallèle entre eux. Cela signifie que toutes les données arrivant sur un port sont transmises au second. Ainsi, les informations transmises par le PC sont envoyées à l’interface, qui les convertit au format RS485 et donc les envoie sur le bus. Les données arrivent seulement au lecteur de transpondeurs identifié par l’adresse spécifiée, lequel élabore les informations et répond au PC en donnant son adresse afin de se faire identifier.

Figure 4 : Les cartes à transpondeur sont disponibles au format badge ISO7816 (carte de crédit) ou, plus commode, au format porte-clé.

Le schéma électrique de l’interface de communication
Le module de communication (schéma électrique figure 5) revêt une importance fondamentale : il réalise la conversion des signaux du standard RS485 utilisé par le bus des lecteurs de transpondeurs au standard RS232 du port sériel du PC.
En outre, le circuit reçoit, par la prise d’alimentation PWR, la tension continue d’alimentation (au moins 16 à 17 V) : celle-ci est conduite (par les broches 5 et 6 du connecteur RJ45) aux modules à transpondeurs (les broches 3 et 4 sont des masses). La tension d’alimentation est aussi stabilisée et réduite à 5 V par le régulateur U2, permettant d’alimenter les circuits intégrés TTL.
Par le connecteur RJ45, l’unité d’interface relie les lignes d’émission (broches 1 et 2) et de réception (broches 7 et 8) du bus RS485 et les lecteurs de transpondeurs. Le module comporte deux convertisseurs TTL/RS485, utilisés l’un comme récepteur (U3) et l’autre comme émetteur (U4) : cette configuration étrange est essentiellement due au fait que nous voulions une communication “full-duplex” (bilatérale simultanée) immédiate. En effet, les circuits intégrés MAX485 sont des émetteurs/récepteurs et chacun contient donc une section réceptrice (RS485/TTL) et une émettrice (TTL/RS485). Or pour réaliser une liaison émettrice/réceptrice un circuit intégré suffirait ! Toutefois, pour accélérer la communication, ralentie par les limites des UART montées sur les PC, nous avions pensé doubler les lignes et en utiliser une pour l’émission et l’autre pour la réception des données. En utilisant deux MAX485, U3 est toujours en réception et donc seule travaille sa section convertissant les niveaux TTL reçus par le PC (conversion RS232/TTL) en RS485. La ligne d’émission du bus est donc la boucle sortant des broches 1 et 2 du connecteur RJ45 et celle d’émission part des broches 7 et 8.
On l’a dit, le module d’interface opère une conversion des impulsions de courant de la ligne RS485 en impulsions de tension RS232 et vice versa : l’opération n’est pourtant pas directe. Le bloc U1 MAX232 transforme les niveaux de RS232 (présents sur les broches 7 et 8) en TTL (fournis aux broches 9 et 10) et vice versa. Les blocs U3 et U4, en plus d’exécuter l’émission/réception des données, réalisent la conversion des niveaux de TTL (broches 1 et 4) en RS485 (broches 6 et 7).

Figure 5 : Schéma électrique de l’interface de communication.

Figure 6 : Paramétrer le numéro ou nombre identifiant des lecteurs.

Le système que nous proposons permet d’utiliser jusqu’à 16 lecteurs de transpondeurs lesquels, bien sûr, pour ne pas être confondus par le programme de gestion, doivent être identifiés par un nombre univoque entre 0 et 15. Bien entendu, chaque lecteur doit posséder une adresse différente de celle des autres lecteurs du système : le tableau suivant montre comment régler les micro-interrupteurs du dip-switch DIP1 pour chaque identifiant. Le système utilise une numération binaire à 4 bits : le microinterrupteur 1 indique le bit le moins significatif, le micro-interrupteur 4 le plus significatif. Le micro-interrupteur 1 (le bit le moins significatif, de poids 1) est celui relié à la broche 23 du microcontrôleur, les 2, 3 et 4 ceux reliés aux broches 24, 25 et 26.

Figure 7 : L’installation dans le boîtier de l’interface de communication. D’un côté les deux ports en parallèle entre eux RJ45 utilisés pour relier les lecteurs de transpondeurs, de l’autre un port sériel au format RS232 avec lequel se fait la liaison à un ordinateur. Un jack pour l’alimentation en 16 V environ est également présent.

La réalisation pratique des deux circuits
La platine d’un lecteur de transpondeurs
Une fois que l’on a réalisé le circuit imprimé par la méthode préconisée et décrite dans l'article : "Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement ?" (la figure 8b en donne le dessin à l’échelle 1), ou qu’on se l’est procuré, on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant fréquemment la figure 8a et la liste des composants.
Montez tout d’abord les 4 supports des circuits intégrés : vérifiez bien les soudures (ni court-circuit entre pistes et pastilles, ni soudure froide collée).
Montez ensuite toutes les résistances sans les intervertir. Montez les diodes, bagues repère-détrompeurs orientées dans le bon sens montré par la figure 8a. Montez la LED rouge en respectant bien sa polarité (l’anode + est la patte la plus longue).
Montez tous les condensateurs en respectant bien la polarité des électrolytiques (la patte la plus longue est le +).
Montez le quartz, bien enfoncé et debout. Montez les deux régulateurs U1 et U4, couchés sans dissipateurs, sans les confondre et fixés par un boulon 3MA. Montez les 4 transistors méplats repère-détrompeurs orientés comme le montre la figure 8a.
Montez le buzzer, le cavalier, le dipswitch (chiffres vers T4), les 2 relais et enfin la self L1 (à l’aide de ses 3 entretoises). Montez les 2 borniers à 3 pôles pour les charges (OUT). Montez les deux connecteurs RJ45.
Retournez la platine et, côté soudures, soudez après l’avoir positionné avec beaucoup de soin, le circuit intégré U7 U2270 : c’est un composant CMS. Repérez la broche 1 (tache ou point de référence), soudez-la sur la bonne pastille, puis soudez les autres et vérifiez les soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée). Attention, pas plus de 4 secondes environ par soudure et attendez un instant entre chacune, afin d’éviter de détruire le circuit intégré par suréchauffement.
Passez du temps à faire cela : c’est la seule difficulté du montage !
Vous pouvez maintenant enfoncer avec délicatesse les 4 circuits intégrés restants dans leurs supports respectifs en orientant bien leur repère-détrompeur en U dans le sens indiqué par la figure 8a.

Figure 8a : Schéma d’implantation des composants du lecteur de transpondeurs.

Figure 8b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du lecteur de transpondeurs.

Liste des composants
R1 = 4,7 kΩ
R2 = 1 kΩ
R3 = 10 Ω
R4 = 4,7 kΩ
R5 = 4,7 kΩ
R6 = 4,7 kΩ
R7 = 330 Ω
R8 = 68 kΩ
R9 = 4,7 kΩ
R10 = 47 kΩ
R11 = 39 kΩ
R12 = 330 Ω
R13 = 10 kΩ
R14 = 330 Ω
R15 = 10 kΩ
R16 = 4,7 kΩ
R17 = 470 kΩ
C1 = 100 nF multicouche
C2 = 470 μF 25 V électro.
C3 = 220 μF 16 V électro.
C4 = 100 nF multicouche
C5 = 220 μF 16 V électro.
C6 = 100 nF multicouche
C7 = 220 nF 63 V polyester
C8 = 220 μF 16 V électro.
C9 = 100 nF multicouche
C10 = 100 nF multicouche
C11 = 2,2 μF 50 V électro.
C12 = 10 pF céramique
C13 = 10 pF céramique
C14 = 47 μF 25 V électro.
C15 = 2,2 nF multicouche
C16 = 680 pF céramique
C17 = 100 nF multicouche
C18 = 1500 pF céramique
C19 = 100 nF multicouche
C20 = 1000 pF céramique
LD1 = LED 5 mm rouge
U1 = 7805
U2 = PIC16F876-EF470 déjà programmé en usine
U3 = 4013
U4 = 7812
U5 = MAX485
U6 = MAX485
U7 = U2270B
D1 = 1N4007
D2 = 1N4007
D3 = 1N4007
D4 = 1N4148
D5 = 1N4148
D6 = 1N4148
Q1 = Quartz 16 MHz
T1 = MPSA13
T2 = BC547
T3 = BC547
T4 = BC547
BZ1 = Buzzer avec électronique
L1 = Self pour transpondeur X9
J1 = Cavalier
DIP1 = Dip-switch à 4 micro-interrupteurs
RL1 = Relais miniature 12V
RL2 = Relais miniature 12V

Les résistances sont des 1/4 de W 5 %.

Divers :
2 borniers 3 pôles
2 connecteurs RJ45
1 support 2 x 14
1 support 2 x 7
2 supports 2 x 4
2 boulons 8 mm 3MA
1 écrou 3 MA
3 entretoises pour self
1 circuit imprimé cod. S0470.


Figure 9 : Photo d’un des prototypes de la platine du lecteur de transpondeurs.

La platine de l’interface de communication
Une fois que l’on a réalisé le circuit imprimé par la méthode préconisée et décrite dans l'article : "Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement ?" (la figure 10b en donne le dessin à l’échelle 1), ou qu’on se l’est procuré, on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant fréquemment la figure 10a et la liste des composants.
Montez tout d’abord les 3 supports des circuits intégrés : vérifiez bien les soudures (ni court-circuit entre pistes et pastilles, ni soudure froide collée).
Montez ensuite les 4 résistances sans les intervertir. Montez la diode, bague repère-détrompeur orientée dans le bon sens montré par la figure 10a.
Montez tous les condensateurs en respectant bien la polarité des électrolytiques (la patte la plus longue est le +).
Montez le régulateur U2, couché sans dissipateur, fixé par un boulon 3MA.
Montez la prise DB9 femelle. Montez les deux connecteurs RJ45 et enfin la prise d’alimentation.
Vous pouvez maintenant enfoncer avec délicatesse les 3 circuits intégrés restants dans leurs supports respectifs en orientant bien leur repère-détrompeur en U dans le sens indiqué par la figure 10a.
Pour l’installation dans le petit boîtier plastique aux dimensions adaptées, la figure 7 et les photos de début d’article devraient vous rendre la chose des plus aisées.

Figure 10a : Schéma d’implantation des composants de l’interface de communication.

Figure 10b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de l’interface de communication.

Liste des composants
R1 = 10 Ω
R2 = 1 Ω
R3 = 56 Ω
R4 = 56 Ω
C1 = 220 μF 25 V électro.
C2 = 100 nF multicouche
C3 = 100 μF 25 V électro.
C4 = 100 nF multicouche
C5 = 1 μF 100 V électro.
C6 = 1 μF 100 V électro.
C7 = 1 μF 100 V électro.
C8 = 1 μF 100 V électro.
C9 = 100 nF multicouche
C10 = 100 nF multicouche
D1 = 1N4007
U1 = MAX232
U2 = 7805
U3 = MAX485
U4 = MAX485

Les résistances sont des 1/4 de W 5 %.

Divers :
2 connecteurs RJ45
1 connecteur DB9 femelle
1 prise d’alimentation
1 support 2 x 8
2 supports 2 x 4
1 circuit imprimé cod. S0471.


Figure 11 : Photo d’un des prototypes de la platine de l’interface de communication.

Les interconnexions entre les lecteurs, l’interface de communication et l’ordinateur
Laissez ouvert ou fermé le cavalier J1 en fonction du mode de fonctionnement que vous avez choisi d’utiliser : rappelons que si J1 est ouvert, le lecteur acquiert les données des transpondeurs et ne les transmet à l’ordinateur que quand ce dernier les lui demande, puis il en attend les commandes de ses relais de sortie ; si en revanche J1 est fermé, le lecteur n’attend pas l’interrogation du PC pour lui transmettre les données lues et en outre il se limite à allumer la LED rouge chaque fois qu’un transpondeur passe près de la self L1 et qu’il est lu.
Paramétrez le DIP1 (figure 6) selon le code identifiant que vous voulez donner au lecteur (à chaque lecteur s’il y en a plusieurs, dans ce cas plusieurs codes distincts).
Préparez les câbles d’interconnexions avec des prises mâles RJ45 aux extrémités de chaque section de câble plat téléphonique à 8 fils, puis interconnectez l’unité d’interface avec le premier lecteur à l’aide d’un premier câble. S’il y en a d’autres, utilisez un deuxième câble et connectez-le à la seconde RJ45 du premier lecteur et à une des RJ45 du deuxième et ainsi de suite jusqu’à un maximum de 16…ce qui suppose déjà une belle petite PME !
Quant à l’alimentation, dans la prise PWR doit arriver une tension continue de 16 V au moins, supportant une consommation de 20 mA pour l’interface plus 100 mA par lecteur du système.
Par exemple si vous comptez en utiliser quatre, l’alimentation devra pouvoir débiter 20 + (4 x 100) = 420 mA.
Pour exécuter la liaison entre l’interface de communication et le PC, il est nécessaire d’utiliser un câble direct adapté (par exemple, un câble pour modem) à connecter au port sériel DB9 de l’interface d’un côté et du PC de l’autre.
Il ne vous reste alors qu’à installer sur l’ordinateur le logiciel de gestion : décompressez le programme d’installation fourni et placez les divers fichiers à l’interne du registre que vous choisirez. Le logiciel de gestion se lance par un double clic sur l’icône Transpondeur : si ce n’est pas le cas, vérifiez que tous les fichiers sont bien dans le même registre, celui où vous avez placé transponder.exe.

Conclusion et à suivre
Comme on l’a dit en commençant, la présentation et l’analyse du logiciel de gestion feront l’objet de la seconde partie de cet article : il ne nous reste qu’à vous souhaiter, en attendant, une lecture fructueuse et un bon montage des deux platines.

2ème partie : Le logiciel.

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