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Testeur câbles 002
Dernière mise à jour : 23/01/2022Présentation
Ce testeur de câbles autonome permet de vérifier des cordons audio (RCA/cinch, jack, XLR, DIN, Speakon) et Ethernet (RJ45 8 fils).
Basé sur un microcontrôleur PIC 16F18854 et une matrice d'affichage de 8x8 LED, il permet de visualiser en un coup d'oeil la conformité de cordons de liaisons audio et informatique.
Avertissement
Projet protégé par copyright chez Copyright France.
Principe de fonctionnement
Ce
testeur envoie des signaux électriques "codés" sur chacune
des liaisons du connecteur de départ (Send) fixé à une
extrêmité du câble devant faire
l'objet
d'un contrôle de continuité (3 liaisons pour une prise XLR-3
ou un
jack TRS/stéréo, 4 liaisons pour un
jack TRRS, 5 liaisons pour une prise DIN-5, 8 liaisons pour une
prise RJ45, etc.). Le système analyse les signaux qui viennent en
retour sur les broches du connecteur situé à l'autre extrêmité du câble
de liaison.
Une matrice d'affichage comportant 8x8 LED indique alors les liaisons
établies (détectées) entre les deux connecteurs.
Le testeur commence son travail dès l'insertion du premier connecteur du câble à tester. Si à ce stade il perçoit une anomalie ou une connexion suspecte, il le signale tout de suite en allumant une LED rouge (anomalie certaine) ou orange (doute).
- exemples d'anomalie certaine : lien détecté entre "Tip" et "Sleeve" d'un jack TS ou TRS, lien quelconque entre deux broches d'une prise XLR, DIN, Speakon ou Ethernet
- exemples de doute : lien détecté entre "Ring" et "Sleeve" d'un jack inséré dans une embase TRS (jack TS ou TRS ?), lien détecté entre "Ring" et "Sleeve" d'un jack TRRS
Lors de l'insertion du second connecteur, le testeur entame une deuxième série de contrôles à l'issue de laquelle la matrice de LED affiche le résumé de l'analyse. En fonction des résultats observés, l'état général est actualisé en provoquant l'allumage d'une des trois LED verte (OK), orange (Doute) ou rouge (Erreur).
Voici quelques exemples de visuels mettant en évidence des liaisons inversées, coupées ou en court-circuit.
Dans la grande majorité des cas et en situation normale (câble valide), on devrait avoir une et une seule LED allumée sur chacune des X premières lignes ou X premières colonnes, X représentant le nombre de liaisons dans le câble considéré.
Quand aucune LED n'est allumée sur une ligne ou colonne, cela
indique une rupture (ou absence) de liaison.
Quand
plusieurs LED sont allumées sur une même ligne ou colonne, cela indique
un court-circuit (ou contact normal, voir remarque ci-après).
Schéma
Le schéma ci-après est complet.
Analyse des liaisons
Tous les connecteurs "de départ" sont câblés sur un bus de 8 fils (Send_1 à Send_8), c'est aussi le cas des connecteurs "d'arrivée" (Return_1 à Return_8). Pour les câbles "droits" (non croisés), chaque départ Send_X est censé arriver sur son correspondant Return_X.
Le microcontrôleur PIC analyse chaque ligne, les unes après les autres. A chaque fois, il envoie un signal "codé" sur un départ et scrute toutes les lignes de retour.
Remarque : en réalité, l'envoi d'une tension continue fixe sur chaque ligne de départ suffit pour ce type de travail. Si je m'embête à utiliser un signal "codé", c'est qu'il y a une raison... secrète ;)
Un contrôle grossier de valeur résistive est également réalisé pour s'assurer du bon isolement entre les différentes liaisons d'un même câble. Le système indique un doute si la résistance d'isolement entre deux fils est inférieure à 1 MO environ. Cette fonction s'avère particulièrement utile pour les câbles asymétriques de type "instrument" utilisés pour les guitares.
Affichage des résultats
Une matrice de 8x8 LED permet de visualiser la "grille" des connexions relevées entre les deux extrémités du câble sous test. Afin de simplifier le système, j'ai utilisé un circuit spécialisé de type HT16K33. Ce circuit spécialement conçu pour le matriçage de LED et de clavier n'est actuellement pas exploité à fond, je prévois de le solliciter un peu plus à l'avenir (signalisation du type de câble sous test pour levée de doute).
Horloge du PIC
La vitesse et la précision de l'horloge n'ont ici guère d'importance, l'horloge interne du PIC configurée à 1 MHz fait amplement l'affaire. Cela économise un quartz ou résonnateur, libère deux lignes d'entrée/sortie et surtout... économise de l'énergie.
Alimentation
L'alimentation est confiée à une pile 9 V associée à un régulateur de tension 78L05 dont le courant maximal de sortie est de 100 mA. Afin de limiter la consommation moyenne du système (plus grande autonomie sur pile), j'ai utilisé la fonction intégrée de réduction de luminosité du HT16K33.
Prototype
Le premier prototype a été réalisé conformément au dessin de circuit imprimé proposé plus loin.
Pour commencer, mise en place des composants CMS : condensateurs, résistances LED et circuit intégré HT16K33 (VT16K33). Ensuite, mise en place des composants traversants et des connecteurs.
Le circuit intégré HT16K33 (VT16K33) en version CMS est bien planqué sous la matrice de LED (photo de droite ci-devant).
Mais damned ! Je me suis trompé dans le routage de la matrice d'affichage ! J'ai en effet utilisé une empreinte de matrice 8x8 LED "en ordre", avec colonnes sur les 8 premières broches (1 à 8) et rangées sur les 8 dernières (9 à 16). Or, la matrice utilisée, une 788BS (20 mm x 20 mm) n'est pas du tout organisée de la sorte. Il m'a fallu adapter mon système, dans un premier temps avec des fils volants (les deux photos de gauche ci-après), dans un deuxième temps avec un adaptateur fait maison (les deux photos de droite ci-après).
Bien
entendu, le dessin du PCB a été corrigé pour permettre une insertion
normale (sans adaptateur) de l'afficheur LED 8x8 points.
Ci-après (photo de droite), test d'un câble Ethernet non-croisé :
Remarque : la dernière photo ci-devant a été prise avant modification en miroir de la matrice d'affichage 8x8 LED. Sur cette photo en effet, le point [1/1] est affiché en haut à droite au lieu de l'être en haut à gauche, sachant que la lecture de la matrice se fait quand les connecteurs Ethernet RJ45 sont placés en bas.
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face.
Dessin du PCB (format PDF) - version du 30/12/2021
Logiciel du PIC
Logiciel compilé (*.hex) pour PIC 16F18857.
Actuellement non disponible - Mise à disposition prévue après fin de validation (il reste une fonction de contrôle à implémenter)
Historique
23/01/2022
- Prototype : ajout des quatre embases RCA/Cinch.
- Logiciel PIC : modification en miroir de l'affichage matrice 8x8 (le
point [1/1] était affiché en haut à droite au lieu de l'être en haut à gauche).
- Logiciel PIC : correction bug lecture sur la ligne RA7 avec le PIC
16F18857, problème mis en évidence lors du test d'un câble
Ethernet RJ45. Le problème, lié à une mauvaise configuration d'horloge,
n'existait
pas avec le PIC 18F26K22 que j'ai provisoirement utilisé en
attendant de recevoir les PIC 16F1885x.
02/01/2022
- Schéma : ajout du numéro des broches de la matrice 8x8 LED 788BS.
- PCB : correction erreur routage matrice 8x8 LED.
- Prototype : ajout photos du premier prototype.
12/12/2021
- Première mise à disposition.