Montages autour du téléphone

Tout d'abord sachez que toute réalisation devra être agrée par France Telecom pour être utilisée sur leur réseau.
Sur cette page on verra le codage DTMF, et le decodage bien sûr. On verra aussi les principaux montages de base autour de la ligne (decrochage, raccrochage, sonneries,   etc...), comment y injecter un signal audio ou autre, etc... Enfin on verra quelques applications générales (numéroteurs, télécommandes téléphoniques, avertisseurs, etc...) avec ou sans microcontroleur.

1) La ligne téléphonique : tension, impédance, signaux spécifiques
Allez voir ce site, les principales caractéristiques (tension, impédance, signaux, durées) de la ligne téléphonique y sont indiqués :

• http://www.supelec-rennes.fr/ren/rd/etscm/base/docs/telefon.htm

2) Le décodage DTMF (Dual Tone Multi Frequency)
Tout d'abord, une définition : chaque touche du clavie téléphonique correspond à l'addition de 2 fréquences (dual tone) sinusoïdales dont les valeurs sont indiquées dans le tableau ci-dessous :

Fréquence	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	Touche 1	Touche 2	Touche 3	Touche A
770 Hz	Touche 4	Touche 5	Touche 6	Touche B
852 Hz	Touche 7	Touche 8	Touche 9	Touche C
941 Hz	Touche *	Touche 0	Touche #	Touche D

Je ne vais pas m'attarder sur ce point, et je vais tout de suite passer au decodage DTMF. Vous le trouverez dans presque tous les circuits liés à la ligne téléphonique, il s'agit du SSI202 (ou CD22202), disponible pour 40 frs environ. Voici son brochage :

Fonction	Pin		Pin	Fonction
D1	1 <		> 18	D2
Hex/B28	2 <	S	> 17	D4
En	3 <	S	> 16	D8
In 1633	4 <	I	> 15	Cl Rdv
+V	5 <	2	> 14	Dv
NC	6 <	0	> 13	Atb
Gnd	7 <	2	> 12	Xin
Xen	8 <		> 11	Xout
Analog. In	9 <		> 10	Gnd

Les broches 2,3,4,5,8 seront reliés à Vcc (+5V en général) et les broches 7,10,15 à la masse.
Ce circuit intégré est piloté par un quartz externe à 3,579545 MHz ( entre Xin et Xout), en parallèle avec une res. de 1MOhms. Il prend la ligne via un condensateur de 0.47 µF, une resistance de 1k et une res. variable de 4.7k, relié à l'entrée In, selon le schema suivant :

Tout signal DTMF reconnu conforme sera traduit sur 4 bits sur les voies D1, D2, D4, D8 selon le tableau suivant :

	D8	D4	D2	D1
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
0	1	0	1	0
*	1	0	1	1
#	1	1	0	0
A	1	1	0	1
B	1	1	1	0
C	1	1	1	1
D	0	0	0	0

Vous aurez alors le choix du traitement de ces données : soit directement par un microcontroleur ou par un decodeur spécifique, du type CD 4514/4515. Voici le brochage (boitier DIP24 grand format) :

Broche 24 : Vcc || Broche 12 : Vss (Gnd)

Broche 23 : /E : ici à la masse || Broche 1 : LE : relié à Vcc

Broches d'entrées :

A0 = D1	A1 = D2	A2 = D4	A3 = D8
Broche 2	Broche 3	Broche 21	Broche22

Broches de sorties :

DCBA	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111	0000
Sortie	br. 9	br. 10	br. 8	br. 7	br. 6	br. 5	br. 4	br. 18	br. 17	br. 20	br. 19	br. 14	br. 13	br. 16	br. 15	br. 11

CD4514 : les sorties au repos sont à l'etat bas, la sortie sélectionnée passe à l'état haut

CD4515 : les sorties au repos sont à l'état haut, la sortie sélectionnée passe à l'état bas

Le SSI202 est le plus répandu, mais si vous cherchez bien, je pense que vous pourrez trouver d'autres circuits. J'ai entendu parler d'un decodeur avec osrite sur bus I²C.
3) Le codage DTMF
Là aussi, c'est le même systeme de mélange de fréquences vocales. Il existe bien sûr plusieurs circuits spécialisés. Je n'en cite qu'un : le TCM 5089.   Voici son brochage :

Fonction	Pin		Pin	Fonction
+V	1 <	T	> 16	Tone Output
Tone Inhibit	2 <	C	> 15	Single Tone Inhibit
COL1	3 <	M	> 14	RANG1
COL2	4 <		> 13	RANG2
COL3	5 <	5	> 12	RANG3
Gnd	6 <	0	> 11	RANG4
Osc In	7 <	8	> 10	Mute Output
Osc Out	8 <	9	> 9	COL4

Le TCM 5089 possède sa propre base de temps, pilotée par un quartz externe, de 3,579545 MHz. Il possède 4 entrées colonnes (COLx) et 4 entrées rangées (RANGx), qui se rapportent en fait à la structure d'un clavier téléphonique standard.  Vous sélectionnerez alors à chaque reprise une colonne et une rangée en mettant les 2 entrées correspondante à l'état bas. Si vous mettez l'entrée Tone Inhibit à l'état haut, le circuit fonctionnera normallement. A l'état bas, aucun signal ne sortira du circuit. Aidez vous du tableau plus haut pour connaitre la disposition des touches.
Pour que le signal soit suffisant, vous pourrez l'amplifier avec un petit ampli audio, de type TBA820M, selon le schema suivant :

Le signal sera alors injecté sur la ligne, au même endroit que le signal était prélevé dans le cas du decodage DTMF.
Dans le cas d'un numéroteur téléphonique, le numero à appeler sera contenu soit dans une EEPROM, microcontroleur ou de manière analogique (carte à programmer avec des diodes par ex.).
4) Quelques montages utiles :
    A) Décrochage et raccrochage de la ligne téléphonique
Il suffit de placer un relais sur la ligne, en série avec une resistance de 220 Ohms (charge) selon le schema suivant :

    B) Détection et intégration des sonneries
Lorsqu'un appel survient, un signal alternatif de plusieurs dizaines de volts est présent sur la ligne. On distingue des sonnerise par des séquence actives de 1.7sec séparées par des pauses de 3.3sec. On prélevera ce signal sur le pôle + de la ligne, et il passera ensuite par un condo de 100 nF et une resistance de 47k montés en série. Le signal sera alors écrété à 5.6V par une zéner et seules les parties posistives seront gardés avec la diode 1N4148. On placera alors un condensateur de 10µF et une resistance de 100k entre la sortie et la masse. Le signal traverse alors 2 portes, et au final on obtient un signal carré. Il ne restera plus qu'à compter les fronts montants assimilables comme des sonneries. Voici le schema :

    C) Injection d'un signal audio sur la ligne
Vous aurez besoin du montage suivant si vous devez injecter un signal audio différents des précédents, c'est à dire en remplacement d'un haut-parleur. Ca sera le cas si vous utilisez un ISD (mémoire de son, 20s, 30s, etc...). Sa sortie HP (2 broches) ne pourra pas être injectée directement. Vous devrez utiliser un transformateur de rapport 1:1 de la manière suivante :

   D) Des montages simples et basiques
Allez voir cette page :

• http://web.tiscalinet.it/nick/circuits.htm#Telephone : detecteurs de sonneries, d'utilisation en cours, etc etc...

    E) La prise téléphonique
Il s'agit d'une prise gigogne avec 8 contacts. Voici le schema d'une prise murale vue de face :

Le téléphone n'utilise que 2 bornes de la prise (un modem utilise aussi 2 bornes) : les bornes 1, 3. Les broches 6 et 8 dont utilisées dans la cas d'une seconde ligne téléphonique. Il est utile de rajouter un pont redresseur, ce qui vous donnera un pôle plus et un pôle moins, quelque soit la polarité de l'entrée (alternative, ou polarité inversée). Ne vous avisez pas de toucher les bornes : il n'y a pas du 220V, mais pres de 50V (ça secoue quand même un peu) voire 90V lors des sonneries (là on les sent passer). Il existe un code conventionnel des couleurs pour les fils partant des bornes :

Borne n°	1	2	3	4	5	6	7	8
Couleur de fil	Gris	Incolore	Blanc	Marron	Bleu	Jaune	Violet	Orange

5) Des applications utiles :
   A) Une télécommande par téléphone
Ici, c'est vous qui téléphonez ! L'appareil connecté sur la ligne appellée repondra et executera vos ordres. Ce genre de systeme peut se faire avec ou sans microcontroleur, mais c'est plus simple avec ! Vous pourrez utiliser ce systeme pour vous renseigner sur l'etat d'un appareil (alarme...), commander votre chauffage à distance (exemple très courant :). Vous devrez veiller lors de la réalisation de votre projet à :

• Compter les sonneries : si la durée entre 2 sonneries est supérieure à 5s par exemple, vous pourrez remettre à zéro le compteur
• Decrocher la ligne
• Lire les fréquences DTMF et réagir en fonction
• Injecter un son (réponse = etat d'un appreil interrogé, bip quelconque, etc...) ou un message vocal
• Raccrocher la ligne par une commande à distance et si il n'y a pas d'activité de télécommande pendant un certain temps (important !)

    B) Un numéroteur téléphonique automatique
Ce type de montage pourra vous appeler automatiquement lors d'un certain evenement. Par exemple si votre alarme se déclenche, ce montage pourra vous appeler vous ou votre voisin, vous envoyer un message vocal enregistré, etc...
Le principe est le suivant : l'appareil prends la ligne, puis numerotte et effectue une opération. Plusieurs mesures son à prendre en compte :

• Prise de ligne : vous pourrez eventuellement vérifier que la ligne n'est pas décrochée (tensions différentes)
• Numérotation : penser à laisser un intervalle suffisant entre deux chiffres (et ceux-ci d'une longueur suffisante)
• Vérifier eventuellement la reponse du standard téléphonique : bips long indiquant que la ligne n'est pa decrochée ; si bips courts, le destinataire a sa ligne décrochée, il faudra réiterer l'appel ou changer de personne
• Agir en fonction : lancer un message ou effectuer une action quelconque lorsque la ligne est décrochée
• Si vous ne voulez pas vous compliquer la vie, lancez la numérotation, puis lancez en suivant le message vocal (exemple), quelque soit l'état de al ligne en face (decrochée ou pas). Le destinateure pourra alors envoyer une fréquence DTMF pour signaler qu'il a bien pris le message en compte. Si cette confirmation n'arrive pas au bout d'un certain temps, on pourra faire une autre action (rappeler plus tard, appeler une autre personne, declencher un systemle auxiliaire, etc...)