Electronique > Réalisations > Testeur câbles 002

Dernière mise à jour : 23/01/2022

Présentation

Ce testeur de câbles autonome permet de vérifier des cordons audio (RCA/cinch, jack, XLR, DIN, Speakon) et Ethernet (RJ45 8 fils).


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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).

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).

   

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Voici quelques exemples de visuels mettant en évidence des liaisons inversées, coupées ou en court-circuit. 

   

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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).

Remarque : un jack mâle TS inséré dans une embase femelle TRS ou TRRS indique un court-circuit, mais cela est normal, puisque les connexions "Sleeve" et "Ring" sont confondues (sur un jack TS, il n'y a pas de "Ring" et le "Sleeve" occupe les deux places en une seule pièce conductrice).
   

Schéma

Le schéma ci-après est complet.

 
testeur_cables_002

   

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.

 

testeur_cables_002_proto_rm_001a  testeur_cables_002_proto_rm_001b  testeur_cables_002_proto_rm_001c  testeur_cables_002_proto_rm_001d  
 

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).

 
testeur_cables_002_proto_rm_001e  testeur_cables_002_proto_rm_001f  testeur_cables_002_proto_rm_001i  testeur_cables_002_proto_rm_001j  

   

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 :

   

testeur_cables_002_proto_rm_001g  testeur_cables_002_proto_rm_001h  

   

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.

   

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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.