Répeteur de sonnerie1. La ligne téléphonique traditionnelle 2. Les lignes des "BOX" 3. Le principe retenu 4. Les schémas 5. Les typons et les implantations des composants 6. Les essais et réglages 7. Installation IntroductionA qui cela n'est pas déjà arrivé : vous êtes en train de bricoler dans votre atelier, dans la cave, le grenier ou le garage, et vous n'entendez par une personne à l'entrée de chez vous ou le téléphone sonner.Inversement, après avoir travaillé de nuit ou être rentré tard le soir, votre nuit de sommeil est interrompue par le coup de téléphone d'une société de télémarketing ou la visite d'un VRP. Le montage que je vous propose de réaliser ici va vous permettre de maîtriser votre disponibilité :
1. La ligne téléphonique traditionnelle :Bien que le câble PTT qui arrive dans votre maison comporte 8 fils, seuls deux sont utilisés pour faire fonctionner votre ligne téléphonique, que celle-ci soit traditionnelle, haut débit, dégroupée ou non. En règle générale ce sont les fils blanc et gris qui sont utilisés.Lorsque la ligne est au repos ; c'est-à-dire lorsque :
Lorsque l'on vous appelle et que les téléphones sonnent, la ligne présente toujours une tension continue de 48V à laquelle est ajoutée des impulsions de sonnerie sous forme de signaux sinusoïdaux d'amplitude 48V, de fréquence 50Hz, de durée 1,4s, espacés de 3,6s comme le montre le graphique suivant :  Lors d'une sonnerie, la tension alternative de 96V alimente directement le circuit de sonnerie des téléphones, à moins que ceux-ci disposent d'un bloc d'alimentation 220V (ce qui est le cas des combinés évolués modernes). Si vous raccordez à une ligne téléphonique plusieurs combinés sans alimentation, il est possible que la ligne ne puisse pas fournir assez de courant pour faire sonner les téléphones. Lorsque vous décrochez un téléphone, la ligne présente une tension continue beaucoup plus basse (la baisse de tension est provoquée par la consommation de courant sur la ligne par le téléphone). Cette tension est de l'ordre de 10V à 20V. A cette tension est superposée les signaux correspondant à la voix, d'une amplitude de 1,5 à 5V :  La consommation de courant sur la ligne par un téléphone lorsqu'il est décroché a deux objectifs :
Si vous décrochez plusieurs téléphones en même temps sur la même ligne, la tension chutera à une valeur plus basse. Une ligne téléphonique permet ne peut pas faire fonctionner plus de deux ou trois combinés à la fois. Toujours d'après la littérature technique, l'impédance d'une ligne téléphonique avoisine les 600 Ohms. Et l'ADSL dans tout ça ? Les signaux ADSL sont des signaux hautes fréquences, qui sont bloqués par le filtre ADSL. Donc ce que nous venons de dire sur le fonctionnement d'une ligne téléphonique traditionnelle reste valable sur une ligne haut débit en aval du filtre ADSL. J'ai réalisé quelques mesures sur ma ligne téléphonique analogique (je ne suis pas en dégroupage total, je dispose toujours de ma ligne France Telecom, et en plus d'une ligne VOIP venant de ma Freebox). Je retrouve aux tolérances près les valeurs théoriques :
  Concernant l'impédance de ligne, j'ai mesurée sa résistance interne en y raccordant des résistances. Je trouve 743 Ohms. Cela correspond à l'ordre de grandeur des 600 Ohms évoqués précédemment. La valeur plus élevée est probablement due à la longueur de ma ligne téléphonique ; d'autre par cette valeur de 743 Ohms est une résistance interne, elle ne correspond pas tout à fait à l'impédance que voient les signaux alternatifs. 2. Les lignes des BOXMaintenant intéressons nous aux lignes téléphoniques VOIP, c'est-à-dire sur la prise de nos BOX ADSL permettant de raccorder un ou plusieurs téléphones. Cette prise a vocation, dans le cadre du dégroupage total, à remplacer la bonne vielle ligne téléphonique analogique. Elle devrait donc en théorie présenter les mêmes niveaux de tension.J'ai donc réalisé les mêmes mesures, avec le même matériel et le même téléphone. La box concernée est une FREEBOX V5 ADSL (boitier TV et modem séparés, version avec coupleurs CPL). La tension au repos est de 38,2V. Lorsque le téléphone est décroché, la tension tombe à 9,8V ; la modulation maximum en conversation est de 2 à 3V. En sonnerie, les signaux ont les bonnes caractéristiques temporelles (trains de sonnerie de 50Hz d'une durée de 1,4s espacés de 3,6s) mais les niveaux de tension sont très différents : il n'y a plus de composante continue et la composante alternative à une amplitude de 48V (soit moitié moins que la norme 96V). De plus la sinusoïde est mal lissée, on peut distinguer nettement à l'œil des marches d'escalier. En fait la sinusoïde est générée via un convertisseur numérique - analogique d'une fréquence d'échantillonnage de 1kHz, et d'une résolution probablement égale à 16 bits. Voici l'allure du signal de sonnerie de la sortie VOIP de la freebox :  Même si la ligne VOIP fonctionne et que les conversations téléphoniques sont possibles, les niveaux de tension sont insuffisants, en particulier lors des sonneries. La freebox est incapable de faire sonner deux téléphones traditionnels (sans bloc d'alimentation autonome). Conclusion : il est tout à fait possible qu'un appareil conçu pour fonctionner sur une ligne téléphonique (téléphone, fax, alarme, centrale domotique …) ne fonctionne pas normalement voir pas du tout si vous le raccordez à une BOX. Il faut préciser que ces mesures ont étés réalisées avec ce qui se fait de mieux en matière de BOX, le dernier modèle de Freebox. Les premiers internautes qui ont eu le (dé)plaisir d'expérimenter la VOIP se souviennent d'un fonctionnement erratique et d'une qualité audio très mauvaise ; ce qui signifie que les premières BOX délivraient des signaux qui s'éloignaient encore plus des standards téléphoniques. Pour notre montage de répéteur de sonneries, il va donc falloir prévoir un réglage des seuils de détection différent pour la partie qui va surveiller la ligne analogique et celle qui va surveiller la ligne VOIP. 3. Le principe retenuIl reste une chose à dire à propos des lignes téléphoniques : un appareil qui y est raccordé ne doit pas être raccordé à un autre réseau (EDF, informatique) ou alors il faut mettre en œuvre une isolation galvanique.En effet, raccorder un montage à une ligne téléphonique et à un autre réseau sans isolation revient à relier un des pôles de la ligne téléphonique à la terre, au neutre, à une phase ou autre chose… La ligne ne fonctionnera plus correctement, et il est même possible d'endommager du matériel. Pour réaliser une isolation galvanique, il faut utiliser des composants qui transmettent une information ou de l'énergie sans contact ; ainsi, dans l'exemple qui suit :
 Les parties en rouge sont isolées galvaniquement de la ligne téléphonique. Nous avons maintenant fait le tour des caractéristiques des lignes téléphoniques ; attaquons-nous au fonctionnement de notre montage proprement dit. Comment détecter une sonnerie ? La question peut être reformulée en disant comment un signal de sonnerie se distingue-t-il des autres signaux (repos, conversation) ? Dans tous les cas la composante continue est présente et peut être assez variable ; il faut que notre montage y soit insensible. Nous commencerons donc par filtrer le signal de la ligne pour éliminer la composante continue. Reste la composante alternative. Celle-ci peut être une sonnerie (50Hz, amplitude 48V à 96V) ou bien de la voix (fréquence 20Hz à plus de 10kHz, amplitude maxi 5V). Donc il suffit de mesurer l'amplitude de la composante alternative ; si celle-ci dépasse 30V nous sommes sûrs d'avoir à faire à un signal de sonnerie. Cela étant dit il apparaît inutile de pourvoir le module FT et le module VOIP d'un réglage, les tolérances étant assez larges. Des essais ont néanmoins démontrés que c'était nécessaire, car lors des transitoires (décrochage, raccrochage) les variations de tensions occasionnées peuvent être vu par le montage comme un signal de sonnerie. Comme le signal de sonnerie n'est pas continu mais intermittent (trains de sonnerie de 1,4s espacés de 3,6s), il sera nécessaire de munir notre montage d'un monostable redéclenchable pour obtenir une sortie alimentée en continu pendant toute la durée de la sonnerie. Voici comment se comporte un monostable redéclenchable d'une durée t :  En choisissant pour t une valeur supérieure à 3,6 secondes, nous obtiendrons une sortie continue. Puisque notre montage ne sera sensible qu'à la composante alternative, la polarité de la ligne n'aura aucune influence sur lui. Tout est dit. Pour que le montage soit polyvalent et évolutif, il sera divisé en plusieurs cartes, raccordée entres elles par un câble :
La carte cave contiendra les monostables, des voyants pour indiquer ce qui sonne (ligne FT, ligne VOIP ou porte d'entrée) et une sortie 220V pour alimenter les appareils de votre choix. La carte téléphone servira uniquement à surveiller les lignes FT et VOIP pour détecter une sonnerie. La carte sonnette permet de renvoyer une information vers la carte cave lorsque quelqu'un sonne à l'entrée. Elle permet également de couper la sonnette lorsque le bouton correspondant de la carte coupure est en fonction. Elle permet enfin, via un monostable de la carte cave, de garantir une durée minimale de la sonnerie, pour éviter qu'un appui trop bref d'un visiteur ne passe inaperçu. Enfin la carte coupure comporte simplement des interrupteurs permettant de couper les lignes téléphoniques et la sonnette. Disposé judicieusement dans le couloir de l'étage, elle permet de mettre la maison au calme lorsqu'il faut absolument rattraper des heures de sommeil la journée. Des leds clignotantes haute luminosité signalent lorsqu'une ou plusieurs sonneries sont désactivées, de façon à ne pas oublier de les remettre en route. La liaison entre les cartes sera faite à l'aide d'un câble PTT de huit conducteurs. Ce type de câble est bon marché, chaque fil à une couleur différente, et leur section et leur isolant sont adaptés aux tensions et courants à véhiculer. 4. Les schémasVoici le schéma de la carte téléphones : La partie VOIP étant identique elle n'a pas été représentée. Les composants avec une référence impaire sont ceux de la partie FT, les autres (hormis TR2) sont ceux de la partie VOIP. Si du 220V est disponible à proximité de l'endroit où vous installerez cette carte, remplacer TR2 par un fusible pour alimenter directement TR3 et TR4 en 220V (voir implantation des composants). TR3, B1, C1, C3, REG1 et D1 alimentent le montage en +5V. C5, R1, R3 et R5 constitue un filtre passe haut pour que le montage ne récupère que la composante alternative de la tension présente sur la ligne téléphonique. R1, R3 et R5 forment un diviseur de tension, D3 et D5 redressent le signal prélevé ; aux bornes de R5 on ne trouve que les alternances positives de la composante alternative divisés par un facteur de 15,25. La diode zener DZ1 protège l'amplificateur opérationnel IC1 en empêchant sa tension d'entrée de dépasser la valeur de la tension d'alimentation. IC1 est monté en comparateur ; lorsque la tension aux bornes de R5 dépasse un seuil réglable par P1, la sortie d'IC1 est égale à la tension d'alimentation. Ce seuil doit être réglé pour que le montage détecte une sonnerie sans se déclencher lors des transitoires. Lors d'une sonnerie, à la sortie d'IC1 on trouve des créneaux d'une fréquence de 25Hz, étant donné que R5 n'est traversé que par les alternances positives de la composante alternative du signal téléphonique. D7, R11 et C7 réalisent un redressement et un filtrage de la tension de sorte d'IC1 pour que le transistor pilotant le relais soit commandé en continu pendant un train de sonnerie (1,4 seconde). D9 protège le transistor contre la tension induite du relais lors de la coupure de son alimentation. D1 protège le régulateur de tension contre les retours de tension. Voici les valeurs des composants : TR2 = Transformateur moulé 2,5VA 220V / 9V TR3 = TR4 = Transformateur moulé 1,5VA 220V / 18V B1 = B2 = Pont redresseur D1 = D2 = D9 = D10 = 1N4001 D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = D8 = 1N4148 DZ1 = DZ2 = Diode zener 1/4W 4,7V IC1 = IC2 = LM324 ou tout ampli opérationnel fonctionnent avec une alimentation 0…5V REG1 = 7805 T1 = T2 = 2N2222 C1 = C2 = Condensateur chimique polarisé 330µf 35V C3 = C4 = Condensateur céramique 100nf 250V C5 = C6 = Condensateur céramique 100nf 250V C7 = C8 = Condensateur chimique polarisé 33µf 16V R1 = R2 = 470KOhms 1/4W R3 = R4 = R5 = R6 = 33KOhms 1/4W R7 = R8 = 8,2KOhms 1/4W R9 = R10 = 2,2KOhms 1/4W R11 = R12 = 330 Ohms 1/4W R13 = R14 = 2,2KOhms 1/4W P1 = P2 = Ajustable 10K linéaire RL1 = RL2 = Relais bobine 5V contact 1T ou 1RT miniature pour circuit imprimé Remarque : les transformateurs TR3 et TR4 sont des modèles 18V car l'utilisation de TR2 comme transformateur d'isolement occasionne des pertes de tension qui font que la tension en sortie de TR3 et TR4 est de 10V environ. Si vous alimentez la carte téléphone directement en 220V, vous pouvez utiliser pour TR3 et TR4 des modèles avec un secondaire de 9V. Avant de continuer, je vais donner les numéros et fonctions des différents fils du câble de liaison, en fonction de leur couleur : (1) Fil Transparent Alimentation 12V 50Hz pôle 1 (2) Fil Brun Alimentation 12V 50Hz pôle 2 (3) Fil Bleu 0V (commun des contacts) (4) Fil Gris Contact sonnerie FT (5) Fil Blanc Contact sonnerie VOIP (6) Fil Violet Contact sonnerie entrée (7) Fil Jaune Sortie relais sonnerie (8) Fil Orange +12V (pour alimentation des relais) Voici le schéma de la carte cave :  Cette carte contient l'alimentation, et plusieurs monostables qui vont définir les durées de fonctionnement des voyants, de la sortie et de la sonnette. Les monostables sont réalisés de façon classique avec des portes NON à trigger de Schmitt (CD40106). R3 et C3 définissent la durée d'allumage de la sortie une fois que les sonneries ont cessées. R4 et C4 définissent la durée minimum de fonctionnement de la sonnette de l'entrée. R9 et C5 définissent la durée d'allumage du voyant sonnette une fois que la sonnerie a cessée. R12 et C6 définissent la durée d'allumage du voyant FT une fois que la sonnerie a cessée. R16 et C7 définissent la durée d'allumage du voyant VOIP une fois que la sonnerie a cessée. R21 et C8 sont câblés en oscillateur avec la 6ième porte NON du CD40106. Via le transistor T6, ils permettent de faire clignoter rapidement les voyants plutôt que de les allumer de façon fixe. Cela attire le regard et permet de distinguer nettement ces voyants parmi les autres voyants fixes de l'environnement (atelier). Les diodes D4, D5, D6, D7, D8, D9, et D10 permettent de réaliser des opérations logiques OU sans avoir à recourir à des circuits intégrés supplémentaires. Rudimentaire mais efficace et fiable. Ainsi, via D4, D5 et D6, le contact sonnette va agir sur la sortie RL1, sur le relais sonnerie, et sur le voyant sonnette. Voici les valeurs des composants : TR1 = Transformateur moulé 5VA 220V / 12V B1 = Pont redresseur D1 = D2 = D3 = 1N4001 D4 = D5 = D6 = D7 = D8 = D9 = D10 = 1N4148 DL1 = Diode électroluminescente bleue DL2 = Diode électroluminescente rouge DL3 = Diode électroluminescente jaune DL4 = Diode électroluminescente verte T1 = T2 = 2N2222 T3 = T4 = T5 = BC548 T6 = 2N2904 (PNP) IC1 = CD40106 REG1 = 7812 C1 = Condensateur chimique polarisé 1000µf 35V C2 = Condensateur céramique 100nf 250V C3 = Condensateur chimique polarisé 330µf 16V C4 = Condensateur chimique polarisé 100µf 16V C5 = C6 = C7 = Condensateur chimique polarisé 470µf 16V C8 = Condensateur chimique polarisé 6,8µf 16V F1 = Fusible 250V 2A F2 = Fusible 250V 100mA F3 = Fusible 250V 400mA R1 = R6 = R10 = R14 = R18 = R20 = R21 = 10KOhms 1/4W R2 = R7 = R8 = R13 = R17 = 100 Ohms 1/4W R3 = R4 = 22KOhms 1/4W R9 = R12 = R16 = 33KOhms 1/4W R5 = 10KOhms 1/4W, a ajouter si vous rencontrez des problèmes de parasites avec un câble de liaison trop long R11 = R15 = R19 = R22 = 470 Ohms 1/4W Voici le schéma du clignoteur de la carte coupures :  Rien de compliqué, on utilise le très courant CD4011 qui comporte 4 portes NAND dans un boitier DIL 14. La période du clignotement est définie par R4 et C1. R1 est nécessaire pour faire fonctionner le montage étant donné que les portes des CD4011 ne comportent pas d'hystérésis. Les diodes électroluminescentes sont alimentées directement par les portes via une résistance de 1KOhms. Voici les valeurs des composants : R1 = R2 = R3 = 1KOhms 1/4W R4 = 22KOhms 1/4W R5 = 1MOhms 1/4W C1 = Condensateur céramique 220nf 250V C2 = Condensateur chimique polarise 220µf 16V Voici le schéma de câblage de l'ensemble des cartes : Ce schéma montre le cas de figure le plus complexe, c'est-à-dire sur une installation avec ligne FT et ligne VOIP, parafoudre, centrale domotique et si vous réaliser toutes les cartes.  Ce schéma comporte le détail de la carte sonnette et coupures. La carte coupure comporte un relais dont la bobine fonctionne en 220V, et un autre dont la bobine fonctionne en 12V. Vous aurez probablement à adapter cette carte en fonction des relais dont vous disposez. 5. Les typons et les implantations des composantsLes circuits imprimés ont étés réalisés avec le logiciel CiDess.Vous pouvez télécharger gratuitement CiDess à l'adresse suivante : www.remylucas.fr Voici les fichiers CID correspondant à chaque carte :
Voici un fichier regroupant toutes les cartes sur une page A4 pour permettre leur insolation en une seule fois : touslestypons.cid (26,9 Ko). Procurez-vous tous les composants avant de réaliser les cartes. Vous aurez peut-être à modifier le tracé des circuits imprimés ; c'est particulièrement le cas pour les transformateurs, les portes-fusibles, les potentiomètres et les borniers. Je vous recommande de placer les circuits intégrés sur des supports. Les voyants de la carte cave ont étés placés sur une carte indépendante pour pouvoir êtres déportés en face avant. Avec CiDess vous pouvez afficher et imprimer directement les typons et les implantations détaillées. Les valeurs des composants, en plus de leurs références, ont étés saisies. Néanmoins je vous donne quand même ci-dessous les aperçus des typons et des implantations. Typon de la carte cave :  Typon de la carte voyants cave :  Typon de la carte coupure :  Typon de la carte sonnette :  Typon de la carte téléphones :  Si vous n'utilisez pas CiDess pour créer vos circuits imprimés, vous pouvez télécharger les typons en haute résolution avec les liens suivants :
 Implantation de la carte voyants cave :  Implantation de la carte coupure :  La carte coupures utilise un bloc de trois interrupteurs " radios ". Attention, il ne s'agit par d'un sélecteur à trois positions mais bien de trois interrupteurs indépendants. Implantation de la carte sonnette :  J'ai utilisé comme bornier pour la carte sonnette une simple barrette domino. Implantation de la carte téléphones :  Vous pouvez choisir d'alimenter directement la carte téléphones en 220V. Pour ce faire, ne câblez par TR2 mais le porte fusible F1 et le strap S3 à la place. Les deux bornes centrales du bornier seront à raccorder au 220V. Vous trouverez sur mon site rubrique électronique - infos pratiques - circuits imprimés elec-info-ci.html des indications sur la réalisation de circuits imprimés. Vous pouvez aussi télécharger les schémas d'implantations en haute résolution avec les liens suivants :
6. Essais et réglagesAprès avoir terminé les circuits, avant de brancher quoi que ce soit, vérifiez d'abord :
Test de la carte cave :
 Vous pouvez tester la carte sonnette en la raccordant au 220V et en utilisant un bouton poussoir. 7. InstallationJ'ai simplement placé ma carte téléphones à côté de mon filtre maître ADSL. J'ai utilisé comme coffret pour les cartes cave et sonnette des grosses boîtes de dérivations :   Ces boîtes de dérivations sont très pratiques : étanches, couvercle avec fermeture par vis, économique (1 à 3€ chez Bricodépôt). Pour que les leds en face avant soient bien alignées, ne faites les soudures qu'après avoir assemblé mécaniquement les diodes, la carte, et la face avant :  Pour le coffret coupure, j'ai fabriqué un petit coffret en plastique, en utilisant une défonceuse sur table pour faire des rainures et une lampe halogène récupérée dans une imprimante laser pour plier le plastique :       Pour tailler les encoches et les découpes j'ai utilisé ma fraiseuse, mais c'est tout à fait faisable avec une scie sauteuse et une lime :    Le fond du boîtier est fixé au mur après avoir percé un trou pour le passage du câble de liaison :   Ensuite la carte est fixée sur le fond :  Enfin le boîtier est mis en place :  N'oubliez pas de repérer les câbles utilisés et de mettre des étiquettes sur vos coffrets, cela facilitera une intervention ultérieure. Pour ma part j'ai carrément collé sur ou dans les coffrets les schémas d'implantation avec les indications de câblage. |
