Éclairage d'origine
J'ai un luminaire avec 4 lampes G9, qui permettait pas mal de redondance. Il a fallu se résoudre à acheter de nouvelles lampes en arrivant au seuil critique de 3 lampes non-fonctionnelles.
Je suis tombé sur des lampes à LEDs avec la description suivante : LED-Lampe MÜLLER-LICHT, G9, EEK: A++, 3 W, 300 lm, 2700 K, c'est typiquement de la Chinoiserie importée avec un nom Allemand pour faire vendre, mais c'est à un prix correct sans avoir l'air d'un feu d'artifice.
Ça remplace bien les lampes G9 de 20W sur le papier. C'est équivalent en pratique aussi : c'est aussi lumineux sans tirer vers le jaune ni le bleu, mais il y a un très léger effet stroboscopique à ~100Hz.
Par chance, une des lampes ne fonctionnait pas, ce qui m'a permis de la démonter pour voir ce qu'il y avait dedans.
Datasheet
Le marchand indique plein de données plus ou moins utiles :
Donnée
Valeur
Traduction non-bullshit
Classe d'énergie
AA+
Bullshit
Consommation d'énergie
3 kWh/1'000h
3W en unités débiles
Tension de service
230V AC
Exactement ce qu'on cherche
Puissance
3W
Dimmable
Non
Capacité probablement directement derrière le redresseur
Équivalence lampe à incandescence
29W
Délicat à définir sans bullshit
Socket
G9
Plug & Play
Facteur de Puissance
>0.48
Montage avec une capacité et des diodes
Température de couleur
2'700K
"Blanc chaud"
Intensité du faisceau
300 lm
CRI
>80
Typique de LEDs de moyenne qualité mais mieux qu'une lampe à vapeur de sodium
Angle de rayonnement
200°
Durée de vie moyenne
25'000h
Les LEDs chauffent relativement peu avec ce package, mais ça peut tirer sur le jaune après vieillissement
Nombre de cycles de démarrage
>100'000
fort probable que le pont de diode casse le premier
Performances à la fin de la durée de vie typique
>70%
Durée de démarrage
0.5~1s
temps de montée à 60%, négligeable pour les LEDs et limité par la charge de la capa d'entrée
Extérieur et ouverture
Le boitier a une coque transparente qui ressemble à du polycarbonate, enfoncée et collée dans un corps hexagonal en céramique sur lequel les LEDs sont fixées (8 LEDs par côté et 3 en haut, 51 LEDs au total).
Je n'ai pas réussi à décoller la coque du corps, et j'ai évité de couper le corps pour ne pas risquer d'abimer les LEDs ou le PCB dessous, mais ça doit-être une solution. Il est aussi sûrement possible de chauffer pour ramollir la colle.
La solution barbare est de tenir la coque dans un étau et de fissurer le corps, puis une fois qu'il est cassé, on peut utiliser un tournevis plat comme levier et casser un peu plus le corps en céramique.
Une fois la coque retirée, on va déplier les pattes, décoller le PCB qui est une sorte de mylar collé sur le corps en céramique, et ensuite on peut pousser sur les pattes et le PCB avec "l'alim" vient avec les LEDs.
Teardown
On identifie tout de suite le problème qui est une mauvaise soudure entre le PCB inséré dans le corps et le PCB flexible qui contient les LEDs.
Le schéma de la pseudo-alimentation est tout simple à identifier à l'ohm-mètre :
R2 sert décharger les capa C1 et C2 en l'absence d'alimentation. Le couple R3 et C1//C2 sert à limiter le courant de façon astucieuse en formant en diviseur de tension capacitif (C1//C2 vaut environ 3.5kOhm et je suppose la capa d'être fortement deratée à 230V), tout en évitant de devoir surdimensionner le redresseur. L'effet stroboscopique vient de l'absence de capacité (ou d'inductance) après le pont de diodes. Mais le montage fonctionne probablement bien avec un gradateur à triac malgré la note "non-dimmable".
Composant
Valeur
R1, R2
1MΩ
R3
75Ω
C1, C2
470nF
Le routage du PCB flexible est un peu plus astucieux, mais reste simple à comprendre avec son PCB simple-face translucide :
Éclairage d'origine
Un pièce de mon appartement est éclairé avec des spots GU-4 12V, chacun avec une lampe à incandescence autour de 5W, avec un affreux câblage 4 spots sur une alim, puis 5 spots sur une autre alim identique. Ça fonctionne, sauf que les deux alims ont cramé à deux semaine d'intervalle.
Rafistolage 1
J'ai enlevé les alimentations cramées, puis je les ai remplacées par une seule alimentation ATX 12V. Ça fonctionne parfaitement, sauf que c'est un peu overkill, et surtout, j'ai besoin de l'alimentation ATX.
Fail 2
J'ai remplacé l'alimentation par un transfo 12V qui trainait, et je l'ai proprement emballé dans un boitier DIN.
Ça fonctionne, sauf qu'un transfo 36VA n'est clairement pas suffisant pour alimenter 9 lampes de 5W chacunes (45W) et a commencé à sentir le cramé.
Réparation 3
J'ai acheté 10 LEDs en Chinoisium, vendues pour fonctionner directement en 12V AC, du coup avec un pont de diode et une capa.
Fiabilisation 4
Après plusieurs mois, il y a eu des soucis de faux contacts, avec des soudures qui ont séchées et partiellement fondues, et toutes les capas fuyaient.
Peut-être que le transfo qui sort 14V AC à vide (soit 19.5V aux bornes de la capa) est un peu trop pour le dimensionnement (thermique) des LEDs et de leurs résistances de limitation.
La majorité des LEDs ont été réparées (soudures refaites, capas supprimées), mais il a aussi fallu s'attaquer à l'origine du problème.
Note: La résistance de saignée en parallèle de la capa a été supprimée, vu qu'elle ne sert plus à rien sans la capa
On remet le transfo d'où il vient, et on va réutiliser une alim d'imprimante Canon dont il aura suffit de changer la valeur de deux résistances pour sortir 12V DC.
Les LEDs sont un peu moins lumineuses avec 12V DC qu'avec potentiellement 14V AC, mais on peut espérer que ce soit plus fiable.
J'ai toujours voulu afficher n'importe quoi sur l'afficheur au centre du tableau de bord, qui affiche normalement la station de radio et l'heure, et il se trouve que c'est tout à fait possible.
Hardware
Ici, on a un autoradio Renault/VDO Tuner List (modèle 22DC259/62T, 77 00 434 422) et un afficheur Renault (82 00 028 364), avec un connecteur gris connecté au tableau de bord et à la radio, et un connecteur rouge connecté aux commandes situées sous le volant.
Je n'ai pas eu confiance dans les documentations que j'ai pu trouver, avec des couleurs de fils incorrectes, des brochages de connecteurs parfois à l'envers, différentes version de l'afficheur ou de l'autoradio.
Mais ce n'est pas un problème, il suffit de démonter pour vérifier qu'on ne va rien faire de dangereux. On peut rapidement identifier les pins à la masse, ceux des alimentations, et certains signaux de puissance.
Connecteur Gris :
NTC
GND
NC
NC
GND
Éclairage feux? (in)
Éclairage backlight? (in)
+12V (contact?, in)
+12V (permanent?, in)
NC
GND
LCD_ENABLE (12V, in)
SDA (TTL, io)
SCL (TTL, io)
!MRQ (TTL, io, active-low)
Connecteur Rouge (TTL) :
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
Commun 1
Retour A
Commun 2
Retour B
Commun 3
Retour C
NC
Ça permet de comprendre la majorité du câblage :
Et on peut aussi reverse-engineerer la matrice des boutons utilisés pour les commandes au volant:
Fonction
Pin commun
Pin retour
OK
A
1
VOL-
A
2
VOL+
A
3
Source L
B
1
Source R
B
2
Pause
B
3
Molette 1
C
1
Molette 2
C
2
Molette 3
C
3
Curieusement, la molette n'est qu'un interrupteur rotatif à 3 positions, ça suffit à détecter le sens de rotation ça donne l'impression de bien plus de positions (6 par tour).
Câble
Dans ce cas, la solution la plus pratique est de prendre une rallonge avec des câbles mini-ISO branchés sur l'autoradio, de couper chaque fils et de les brancher sur un connecteur à 0.1", pour y mettre des cavaliers pour une connection directe, des fils en Y pour espionner le bus ou bien des fils vers un MCU ou un analyseur logique.
Connecteur jaune C1 :
SDA (TTL 5V)
SCL (TTL 5V)
!MRQ (TTL 5V)
LCD_ENABLE (+12V)
GND
On peut se contenter de n'utiliser que ce connecteur pour afficher ce que l'on veut, et reverse-engineerer une partie du protocole.
Comme je ne voulais pas décharger la batterie ni passer plusieurs heures dans le froid, j'ai préféré démonter l'afficheur et l'autoradio pour les utiliser à l'intérieur.
Protocole
Ça nous avance bien de connaître le matériel, mais il faut encore comprendre comment l'autoradio communique avec l'écran LCD.
Pour ça, on va utiliser un analyseur logique (Cypress FX2 et sigrok/pulseview) et regarder tout ce qui passe sur le bus i2c.
On peut voir que le bus i2c fonctionne à 7.14kHz et que le signal !MRQ est constamment tiré à 0 avant que quelque chose ne soit transféré sur le bus.
En débranchant le signal MRQ de chaque côté, on peut voir que l'afficheur le force à 0 en attendant une trame de l'autoradio, mais que l'autoradio le force aussi à 0 avant d'envoyer une tram à l'autoradio. On peut aussi voir que l'autoradio est maître sur le bus i2c, et identifier l'adresse de l'écran LCD (0x23).
On peut voir plusieurs messages de 2 octets de long [0x01, 0x10] ou [0x01, 0x11], demandés au moins toutes les 500ms par l'autoradio (initié par l'afficheur qui tire le signal MRQ à 0, puis répond lorsque l'autoradio envoie une requête).
Commandes au volant
Il y a aussi une trame répondue par l'afficheur lorsqu'on appuie sur un bouton des commandes au volant, et qui permet de déduire le code de chacune des commandes au volant. L'afficheur tire le signal MRQ à 0, l'autoradio envoie une requête, puis l'afficheur envoie la trame correspondant aux boutons pressés.
Bouton
octet 0
octet 1
octet 2
octet 3
octet 4
action
OK
0x04
0x82
0x91
0x00
0x00
press
OK
0x04
0x82
0x91
0x00
0x40
hold
Source R
0x04
0x82
0x91
0x00
0x01
press
Source R
0x04
0x82
0x91
0x00
0x81
hold
Source L
0x04
0x82
0x91
0x00
0x02
press
Source L
0x04
0x82
0x91
0x00
0x82
hold
Volume +
0x04
0x82
0x91
0x00
0x03
press
Volume +
0x04
0x82
0x91
0x00
0x43
hold
Volume -
0x04
0x82
0x91
0x00
0x04
press
Volume -
0x04
0x82
0x91
0x00
0x44
hold
Pause
0x04
0x82
0x91
0x00
0x05
press
Wheel up
0x04
0x82
0x91
0x01
0x41
Wheel down
0x04
0x82
0x91
0x01
0x01
Les valeurs 0x41 et 0x42 pour le dernier octet sont aussi interprétées par l'autoradio comme les boutons Source R et Source L maintenus appuyés, et il n'y a pas de code lorsqu'on maintient appuyé le bouton Pause ou pour la molette.
Affichage
L'afficheur est rafraichi uniquement en cas de besoin, on peut l'observer en appuyant sur un bouton de l'autoradio, qui va forcer le signal MRQ à 0, puis va envoyer une trame entre 13 et 16 octets avec les caractères à afficher.
Affichage
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
98.5
0x0f
0x90
0x7f
0x29
0xff
0x3f
0x35
0x81
0x20
0x20
0x20
0x20
0x39
0x38
0x35
0x20
CASS [=]
0x0f
0x90
0x7f
0x55
0xff
0xff
0x60
0x01
0x43
0x41
0x53
0x53
0x20
0x04
0x05
0x06
BAYERN 3
0x0f
0x90
0x7f
0x55
0xff
0x3f
0x75
0x01
0x42
0x41
0x59
0x45
0x52
0x4E
0x20
0x33
Bingo ! Les trames à partir de l'octet 9 ressemblent à de l'ASCII (les caractères clignotent si le MSB est à 1), l'octet 7 permet d'afficher le point décimal et le digit de mémoire/piste, et l'octet 6 permet d'afficher les pictogrammes Tuner Preset, Tuner Manu, Dolby et MSS.
Programme
On va remplacer l'autoradio par un Arduino Mega (n'importe quel micro-contrôleur avec un périphérique i2c et des IO TTL suffit), pour pouvoir écrire sur l'afficheur et lire l'état des boutons.
Avec un Atmel AVR, il faut forcer le bitrate/prescaler à environ 7kHz avec les lignes suivantes: void conf() {
TWBR = 0xff;
TWSR = 0x01;
}
Comme c'est un programme de test qui n'a qu'une seule fonction et un MCU surpuissant pour son utilisation, il est possible d'écrire un code peu optimisé (polling au lieu d'interruptions, copy/paste).
On va initialiser l'écran en envoyant quelques trames [0x01, 0x10] et [0x01, 0x11], puis on peut écrire un peu ce qu'on veut : void writerandom(byte *data, int len) {
while(digitalRead(2)); // polling the MRQ line
Wire.beginTransmission(0x23);
conf(); // overwrites the bitrate/prescaler after the Wire lib configures the i2c
Wire.write(data, len);
Wire.endTransmission();
}
Dans ce cas, on peut commencer par copier/coller des trames récupérées en sniffant celles envoyées par l'autoradio, puis on va reverse-engineerer le protocole complet en bouclant sur tous les caractères entre 0x00 et 0xFF, et en testant les pictogrammes.
On va aussi pouvoir lire l'état des boutons, qui sont des trames de 5 octets : void read01() {
while(digitalRead(2)); // polling the MRQ line, pulling the MRQ line low and waiting 500us also works
conf(); // overwrites the bitrate/prescaler after the Wire lib configures the i2c
Wire.requestFrom(0x23, 5);
TWBR = 0xff;
TWSR = 0x01; // 0x00 appears to work as well
for(i = 0; i < 5; i++) {
READDATA[i] = Wire.read();
}
}
Références
RTA 120.1 Renault Mégane/Scénic 1 1999-2003 (page 177, section essence)
Manuel de Réparation Renault MR312-8 (pages 165-166)
Manuel Renault/Philips MR-Radiosat-6000-10 (pages 34-36)
On m'a donné un récepteur GPS Garmin Nüvi 1240 non-fonctionnel. J'avais prévu de le démonter pour un teardown, puis la note "no serviceable components inside" m'a donné envie de le réparer. /!\ Attention, les batteries Li-po présentent des risques d'explosion en cas de compression/déchirure, surcharge, charge après une sous-charge, haute température, sur-courant /!\ Warning, Li-po batteries can explode in case of deformation/pucture, overcharge, charge after an deep discharge, high temperatures, overcurrent
Teardown
Déclipsage de la face avant grise
Dévissage du cadre noir (4 vis Torx)
Déclipsage du cadre noir
Glissage de l'écran + support métallique
Débranchage de la batterie
Débrancheage de l'écran
Dévissage du PCB (2 vis Torx)
Déclipsage du PCB
/!\Décollage de la batterie/!\
Fonction
Marque
Référence
Face
SoC
Garmin/ST
590-00045-01
top
Flash
Sandisk
fNAND SDI N202-4G
top
RAM
SEC
illisible
top
GPS
ST
STA5620C
bottom
Audio DAC/Amp
TI
PCM1774
bottom
PMIC
TI?
SN84033
bottom
Réparation
Au démontage, la batterie semble légèrement gonflée et on mesure 0V à ses bornes, sur le PCB.
En mesurant directement aux bornes de la batterie, avant le BMS, on peut mesurer 2.5V, ce qui donne une batterie en mauvais état, mais pas forcément morte.
Après une charge lente à 100mA (C/10) à l'alimentation de labo, il a fallu débrancher puis rebrancher le BMS pour qu'il permette la charge/décharge.
En testant, le système fonctionne, mais l'autonomie est d'une dizaine de minutes avec une consommation <500mA, ce qui confirme l'idée d'une batterie hors service.
Il est possible de mettre n'importe quelle batterie qui supporte une tension maxi >4.2V, alors j'ai mis une batterie Li-ion au format 18650 (Panasonic/Sanyo UR18650ZTA, 3Ah neuve, 1.92Ah après mesure) récupérée d'un PC portable Dell Latitude.
Comme le test est concluant, on peut rendre la réparation définitive:
En théorie, le BMS n'est pas totalement indispensable, puisque le PMIC devrait avoir une fonctionnalité de UVLO et supporte la NTC pour protéger la batterie en cas de températures extrêmes. J'ai dû le supprimer parce qu'il était endommagé, mais une sécurité supplémentaire n'aurait pas fait de mal.
Il est aussi indispensable de mettre une thermistance NTC de 10kΩ le plus près possible de la batterie, pour permettre au PMIC de protéger la batterie. Souder une résistance fixe de 10kΩ est possible, mais ça ne doit pas être utilisé plus que pour des tests.
2nde réparation
Après des tests, la nouvelle batterie ne se charge pas toujours, et la charge fonctionne par intermittance. Une inspection du connecteur mini-USB montre qu'il est déformé.
La tentative de re-plier les pins et l'extérieur du connecteur n'ont rien donné de fiable.
Par contre le connecteur mini-USB a un format assez rare, avec les pins pliés à 90°, et introuvable chez les fournisseurs habituels, mais on peut le remplacer en coupant et pliant un connecteur mini-USB plat et en renforçant avec de la tresse de cuivre et de la colle chaude.
On va aussi rajouter des zipties et du scotch vinyle pour rendre le système plus résistant dans le temps:
Tests
C'est un peu moche, mais c'est parfaitement fonctionnel.
La recherche des satellites peut prendre assez longtemps la première fois, mais il ne devrait pas y avoir de problèmes si l'antenne et le PCB ne sont pas endommagés.
Il est très pratique (surtout pour la sécurité) d'utiliser les transports en commun (bus, train) pour ce genre de tests.
Le GPS à parfois quelques glitches amusants (en ville):
Description
J'ai un vélo avec une dynamoalternateur monophasé pour alimenter l'éclairage. C'est parfaitement fonctionnel, sauf qu'il faut fournir beaucoup de puissance mécanique pour peu de lumière.
Dynamo
La dynamo (par abus de language) est en fait un alternateur monophasé, qui sort une tension autour de 6V "nominal".
Mais à mon grand regret, il est assez difficile de monter un oscilloscope sur le vélo pour tester la dynamo en roulant, mais il est probable que je finisse par la caractériser avec une perceuse.
Il y a quelques astuces pour limiter la puissance et ne pas griller les lampes dans les descentes:
La fréquence de sortie dépend de la vitesse de rotation de l'arbre, et les lampes sont légèrement inductives, du coup le courant n'augmente pas trop.
La résistance des lampes augmente avec leur température (PTC), du coup c'est capable d'éclairer relativement fort avec une faible tension (faible température, du coup faible résistance et fort courant), et de ne pas brûler à haute tension (température élevée, donc résistance élevée et faible courant).
La plus grande amélioration a été de lubrifier régulièrement les palliers, de préférence avant que ça devienne bruyant (au début, j'ai dû remplacer un pallier qui était devenu bleu).
Feu arrière
Le feu arrière utilise environ (0.6W) en 6V avec une lampe à filament (blanche) et un carénage/catadioptre en plastique translucide.
Dans mon cas, j'ai des LEDs blanches qui fonctionnent en ~2V, et je peux me permettre un fonctionnement à partir de 5V.
Une option simpliste serait de brancher une résistance en série, mais le courant (et l'éclairement) sera trop faible à faible vitesse, et les LEDs risquent de dissipper trop de puissance à vitesse élevée. Il faudrait donc une alimentation à courant constant.
J'ai repris le montage de ma lampe Ikea Antifoni, mais en tentant de l'améliorer.
En remplaçant la référence de tension fixe (2Vf) par un transistor, on asservit le courant de sortie avec un Vbe de transistor, mais sans dépendre du Vbe du transistor de puissance (qui va varier avec la température).
Après un test sur du breadboard, on peut passer à la version réelle.
À noter qu'il y a 3 LEDs en parallèle, et qu'on lit un peu partout que c'est un type de branchement à éviter. En pratique, ces LEDs viennent du même rouleau (Vf mesurés à 2.61V±5mV), et surtout, elles sont couplées thermiquement, pour éviter l'emballement thermique de l'une d'elles. Les câbler en série aurait été impossible, vu la faible tension d'alimentation.
À noter qu'on a une alimentation en AC, du coup il a fallu rajouter une diode en série, et une capacité pour lisser la tension (pour éviter un effet de stroboscope à faible vitesse). Il serait possible de rajouter une supercapacité pour avoir un système de "Standlicht" assez courant sur les vélos de ville Allemands.
Mesure
Pour avoir une idée qualitative de la différence entre les deux systèmes, j'ai utilisé un appareil photo avec la sensibilité/focus/distance fixes dans l'obscurité, et mesuré le temps de pause choisi par l'appareil photo pour avoir une photo exposée correctement. Plus la durée est courte, plus le système est lumineux.
Éclairage
Durée de pause faisceau
Durée de pause hors faisceau
Lampe originale
18ms
500ms
LEDs
2.9ms
500ms
Pour tester aussi la largeur du cône, j'ai visé un point central du phare, et un point à la limite entre le phare et le catadioptre. Dans ce cas, ça semble en effet beaucoup plus lumineux, et le faisceau n'est pas plus étroit qu'à l'origine.
Tests
Après quelques dizaines de minutes de tests, le circuit à été "tropicalisé" au pistocolle, et fonctionne de façon satisfaisante depuis plusieurs semaines.
J'ai récupéré un écran Samsung SyncMaster 151N visiblement en parfait état.
Par contre, j'ai remarqué quelques couinements/grésillements lorsque l'écran était éteint.
Et comme les écrans Samsung sont connus pour leurs capas chou-fleur, j'ai préféré le démonter pour véfifier.
/!\ Danger Des tensions dangereuses sont présentes sur la carte d'alimentation, ne rien toucher sans l'avoir débranchée et déchargé la capacité primaire. /!\ Warning Dangerous voltages are present on the power board, do not touch it until it is unplugged and its primary capacitor is discharged.
Démontage
Le début du démontage n'est pas forcément intuitif, et il n'y a pas besoin de forcer :
Déclipsage du carénage avec une spatule, en commençant par le bas
Démontage du capot arrière
Dévissage du sandwich facade, dalle, coffret électronique
Débranchage du backlight et des boutons de facade
Décollage des bandes/shields
Rotation du coffret électronique et dévissage/débranchement du signal video
Une fois le coffret électronique séparé de la dalle, c'est nettement plus intuitif :
Dévissage de l'interrupteur secteur et du PCB d'alim
Débranchage des connecteurs du ballast de backlight
Démontage de l'entretoise du connecteur IEC
Rotation du PCB d'alim et débranchage du connecteur d'alim
Inspection
Avant de toucher à la carte d'alimentation, on va mesurer la tension sur les capacités situées au primaire (et les décharger pendant une minute avec une résistance de 1~10kOhm si la tension est supérieure à 10V).
Comme le couinement n'avait lieu que pendant quelques secondes au débranchement de la prise, lorsque l'écran était déjà éteint, le problème a de grandes chances de se situer autour du filtre secteur.
La mesure des capas et des selfs du filtre secteur ne donne aucune surprise, par contre le fil émaillé des selfs n'est pas très serré et peut vibrer, de plus ces composant ne sont pas tenus par de la résine/silicone.
Comme je n'ai pas de pistolet à colle sous la main et qu'il n'y a rien de dangereux, je vais laisser l'alimentation comme ça.
Tant que l'alimentation est démontée, et connaissant la réputation des écrans Samsung, il vaut mieux mesurer les autres capacités chimiques :
Capa
Capacité mesurée
Capacité théorique
ESR
C14-C16
2625µF
3000µF
<100mΩ
C17-C19
4800µF
4970µF
<100mΩ
C5
91µF
100µF
-
Par surprise, les capas sont toutes dans leurs tolérances de +5,-20%, et l'ESR n'a rien de surprenant (dans les limites de mon LCR-ESR-mètre).
Comme ces capas sont placées entre des diodes et des MOS ou un connecteur (ouverts), il n'est pas nécessaire de les sortir du circuit pour les mesurer.
Remontage
Il suffit de faire comme marqué dans les documentations automobiles : "Suivre le même processus dans l'ordre inverse". Pour bien faire les choses, on va même recoller les shields RF autour des nappes et des câbles du backlight.
Le chargeur de téléphone est placé juste devant le levier de vitesse, et le câble peut s'enrouler autour, ce qui peut devenir gênant en roulant.
Pour éviter tout ça, il doit être possible d'intégrer le chargeur de téléphone dans l'autoradio (dans lequel il reste la place du lecteur de cassettes).
Câblage
L'autoradio est alimenté par le +12V_Permanent (pin A4), et le +12V_Contact (pin A7) ne sert qu'à l'activer à la mise du contact.
Il y a deux gros pads à proximité d'une capa de découplage sur le PCB, l'empreinte ressemble à celle d'une capa chimique SMD, sauf qu'ils sont reliés au +12V_Permanent, et qu'on ne veut pas que notre chargeur vide la batterie.
En jouant un peu à l'Ohm-mètre (les pistes sont dures à suivre avec un PCB multi-couches), on arriver à trouver un pin relié au +12V_Contact. Les pistes sont fines, mais semblent correctes pour 500mA (<500mΩ, mon Ohm-mètre n'est pas plus précis).
Une fois les pads repérés, on peut souder sur la carte à LM2596 du chargeur de téléphone, sans oublier de mettre un fusible de 1A.
On peut aussi profiter que l'autoradio soit ouvert pour mettre les selfs différentielles à l'intérieur. En pratique, avec des selfs toriques, les fuites sont tellement faibles qu'on peut se permettre de les placer n'importe comment sans qu'il n'y ait de couplage avec d'autres selfs ou les circuits voisins.
Mécanique
On peut utiliser des vis/entretoises M3 pour fixer l'alimentation. Il faut faire attention à ce que les vis ne touchent rien d'autre que la masse, j'ai dû ajouter une rondelle isolante pour une vis proche du rail d'entrée.
Comme c'est installé dans une voiture, il ne faut pas oublier qu'il y a beaucoup de vibrations et des cycles thermiques assez larges, du coup ce n'est pas une mauvaise idée d'ajouter des contre-écrous en plus du taraudage des trous.
Pour les vibrations, il faut aussi sceller tout ce qui peut bouger : fils, fusible, nappes, selfs. Les zip-ties sont moches, mais bien adaptés à ce genre de choses.
Une fois que tout est fait, on n'oublie pas de vérifier à l'Ohm-mètre qu'il n'y a rien de mal câblé, et que rien ne bouge en secouant le bloc. Avec un fusible de 15A dans la voiture, il y a de quoi faire des dégats sans même que ça ne coupe.
Une fois testé, on peut vérifier que le chargeur ne fonctionne que lorsque la clé est insérée.
En ayant pu (enfin) utiliser la voiture, j'ai remarqué qu'on entendait un bruit dépendant du régime moteur dans l'autoradio (probablement l'allumage).
En investiguant un peu, j'ai remarqué qu'en utilisant le chargeur de téléphone avec le moteur allumé, le téléphone avait aussi un bruit audible.
Identification et réparation
Ça suppose soit un PSRR immonde pour le chargeur du téléphone, soit du bruit de mode commun (rayonné ou bien conduit).
Du coup la solution miracle est arrivée après quelques secondes de réflexion : des selfs différentielles.
Avec quelques tours de câble enroulé autour d'un tore de ferrite sur les câbles d'entrée analogique et d'alimentation ont complètement réglé le problème.
Principe
Le but est de filtrer un courant parasite qui circule dans une boucle. Un simple filtre LC sur chaque fil de signal filtrerait le signal utile, sans beaucoup atténuer le signal parasite.
Avec une self sur chaque signal, y compris la masse, c'est le même problème, on filtre le signal utile.
En couplant ces selfs entre elles, le signal de mode différentiel n'est pas perturbé. Le sens du bobinage fait que l'inductance est faible (le champ est nul) tant que le courant qui rentre par les fils de signaux est égal au courant qui retourne par la masse. Par contre en cas de perturbation de mode commun, le courant entrant et le courant sortant tendent à ne pas être égaux (soit par une boucle de masse, soit par des capacités parasites), du coup il commence à y avoir un champ magnétique dans la self, qui présente une inductance (et atténue ces courants).
J'ai un autoradio Tuner List (Renault/VDO, modèle 22DC259/62T), avec un lecteur cassettes qui m'est inutile, mais je voulais ajouter une entrée analogique pour y brancher un smartphone ou un lecteur audio.
/!\ Danger La tension maximale n'est que de <15V, mais tout est sous tension, même lorsque le contact n'est pas mis, ou que l'autoradio est éteint. Le fusible permet de sortir 15A, largement de quoi tout casser et se blesser avant qu'il ne fonde. /!\ Warning The maximum voltage is only <15V, however, the radio is always powered, even when switched off or when the engine is turned off. The fuse is rated for 15A, more than enough to blow the radio and hurt yourself before it melts.
Démontage
Sur les Renault Mégane, la face avant de l'autoradio est plus large que celle des autres voitures, mais les fixations sont à peu près au même standard.
Il suffit d'insérer deux clous de 4mm dans les deux trous en bas sur les côtés, pousser les clous vers l'extérieur, et de faire bouger l'autoradio sur les côtés en le tirant. Deux mains sont nécessaires, mais c'est faisable sans outils spéciaux.
Une fois l'autoradio tiré, il y a un connecteur DIN/ISO (parfois séparé en deux parties) à gauche, puis un connecteur (jaune dans ce cas), pour relier les commandes au volant et l'afficheur (I²C). Il y a aussi parfois aussi un connecteur (bleu) dans le cas où un chargeur de CD serait présent. Le câble d'antenne (Coax à droite) est aussi à débrancher. Il est souvent clipsé à l'arrière de l'autoradio.
Code
Quand l'alimentation de l'autoradio a été débranchée, il est nécessaire d'entrer un code (normalement fourni, sinon trouvable à partir du numéro de série).
Quand l'autoradio affiche "0000", avec le premier '0' clignotant et qu'il faut entrer le code "1234", il faudra taper une fois sur la touche "1", une fois sur la touche "2" pour choisir le 2nd caractère (qui doit clignoter), puis deux fois sur cette touche (l'écran doit afficher "1200"), idem avec les touches 3 et 4 pour les derniers digits.
Une fois le code complet, il faut maintenir la touche 6 appuyée jusqu'à ce que l'autoradio fonctionne normalement.
Teardown
Le haut de l'autoradio se démonte simplement en déclipsant 4 clips avec un tournevis plat.
Il faut retirer deux connecteurs Würth WR-MM et dévisser 4 vis Torx T8 pour démonter le lecteur de cassettes en le tirant vers l'arrière (il faut retirer la cassette présente avant de retirer le lecteur).
La carte n'a de composants que sur la face, le PCB vertical à l'arrière contient uniquement le tuner FM/AM, et le PCB vertical à l'avant supporte des boutons poussoirs et des LEDs.
Il y a 3 composants qui nous intéressent :
TEA0676T : Préampli de cassette, à proximité du connecteur WR-MM à 4 pins des têtes du lecteur de cassette
93CW44DF : Microcontrôleur OTP ou ASIC custom, sans documentation, semble tout contrôler
TAA276H (TDA7385H) : Ampli de puissance 4*20W (bridge)
Les autres gros circuits intégrés concernent le tuner, l'ampli de puissance ou de la glue logique.
Sur cet autoradio, il est possible d'utiliser l'entrée SPDIF (disponible sur le connecteur du chargeur de CD), mais le périphérique doit communiquer avec l'autoradio (RS232 0-12V, 9600, 8N1).
Entrée
Le circuit SAA7708H supporte 3 entrées analogiques (phone, tape, CD), mais elles sont contrôlées par le chip 93CW44DF (contrôle par un bus I²C).
Comme le lecteur de cassettes ne me sert pas, je vais câbler l'entrée à la place de celui-ci.
Au niveau des têtes de lecture, le niveau est très faible (~1mV), et surtout le signal est remis en forme (filtres, égaliseur). Il est nettement plus simple de récupérer le signal en sortie du préampli (signal déjà égalisé, filtré et amplifié), à environ 1V (compatible avec une sortie casque/ligne au volume maximal).
En regardant entre la sortie du TEA0676T l'entrée du SAA7708H, on voit des capacités pour bloquer une composante DC, et un filtre passe-haut (entrée d'ADC). On va donc câbler l'entrée juste à la sortie du TEA0676T.
Les pins 1 et 16 sont dessoudés et isolés de leurs pastilles, et le câble d'entrée est soudé sur des points de test et la masse sur un plan.
Après un test, l'entrée fonctionne uniquement si le lecteur de cassettes (connecteur à 10 pins) est branché et si une cassette est présente (il n'y a pas besoin de brancher le câble à 4 pins).
Lecteur de cassettes
Par un peu de rétro-ingéniérie, il est possible d'identifier chaque signal du connecteur WR-MM à 10 pins :
Pin
Fonction
1
Auto-reverse switch
2
GND
3
Presence switch (C)
4
Presence switch (T)
5
Motor (+)
6
Mute switch
7
Solenoid
8
Solenoid
9
NC
10
CrO2 switch
Avec quelques tests, seulement les fils en gras sont utiles pour activer le lecteur de cassette.
Le pin 6 (Mute switch) est à relier au pin 2 (GND). Les pins 2 et 3 (presence switch) sont à relier entre eux.
Remarques
Attention, il y a très peu de place entre le volant et le levier de vitesse, un faux mouvement fait vite des dégâts. En pratique, il faut isoler le mécanisme de cassette et le PCB de contrôle avec des sachets antistatiques, et aussi débrancher le connecteur WR-MM à 10 pins avant chaque modification.
À la moindre erreur, il peut y avoir de gros dégâts :
L'autoradio est soumis à de larges cycles de température et doit supporter des vibrations. Pour cela, tous les câbles ont été isolés avec de la gaine thermo-rétractable ou plusieurs couches de ruban de kapton ou de vinyl.
Il faut aussi prendre en compte le fait que le jack peut être tiré depuis l'extérieur. Un simple noeud permet d'éviter de casser les soudures.
Les boutons eject et avance/retour rapide ont été fixés par des morceaux de PVC pris en sandwich entre la face avant et le haut du boitier. Il a été nécessaire de percer les boutons pour laisser passer le câble. .
Avec mon lecteur audio Sandisk Sansa et mon smartphone HTC Desire X, le volume doit être au maximum pour avoir le même volume que le tuner FM, mais le son est bien en stéréo et de bonne qualité.
J'ai eu besoin d'un adaptateur fonctionnant sur un allume-cigare de voiture, pour charger un téléphone, et occasionellement d'autres objets.
Comme mon appareil photo ne se charge qu'à 250mA, je vais mettre deux ports, un câblé pour autoriser une charge rapide à 1.5A (smartphone), et un autre limité à 250mA.
Solutions
J'ai récupéré un chargeur de Motorola T205 avec un connecteur allume-cigare. Le problème, c'est que le circuit du chargeur est incompatible avec n'importe quel périphérique USB (5.8V à vide + limite de courant à 150~200mA).
Pour cela, on ne gardera que le boitier compatible avec un connecteur allume-cigare, mais on devra changer le convertisseur pour qu'il puisse fournir du 5V, avec quelques contraintes :
Tension d'entrée : 7~16V, tension bruitée
Courant d'entrée : <2A, fusible
Tension de sortie : 5.0V, peu bruitée
Courant de sortie : 2A
J'ai quelques régulateurs de la famille LM25xx (ici des LM2596 donnés pour 3A) et des connecteurs USB dessoudés d'une carte-mère de PC, ça devrait pouvoir s'adapter sans aucun problème.
Câblage Régulateur
Pour éviter les problèmes avec le régulateur ajustable, le potentiomètre permettant de régler la tension d'alimentation va être remplacé par des résistances fixes de 2.2k et 6.8k (le potentiomètre peut facilement être dérêglé par des vibrations, et rentre mal dans le boitier).
Ici, j'ai utilisé une résistance traversante et une 1206 pour optimiser le routage (et parce que les pastilles du PCB Made in China sont parties en dessoudant le potentiomètre).
USB
J'ai uniquement regardé les spécifications des ports USB concernant les périphériques "universels" (je n'utilise pas de périphériques Apple).
Le port USB Rapide est câblé avec les deux pins D+ et D- reliés (<200Ω d'après les specs) et une résistance de pulldown de 1MΩ pour ne pas s'éloigner des specs.
Le port USB Lent est câblé avec uniquement des résistances de pulldown de 12kΩ.
Les résistances de pulldown sont rarement présentes dans les chargeurs cheap, mais laisser les pins de données flottants pose un risque d'ESD (surtout dans une voiture isolée de la terre).
Assemblage
Le boitier d'origine est légèrement trop petit, il a fallu le fraiser, puis le refermer avec du duct-tape et des zipties. L'arrière du port USB est protégé par de la colle chaude et du duct-tape.
J'ai remarqué une fois l'assemblage terminé qu'une LED visible depuis l'extérieur aurait été utile.
Il est indispensable d'isoler proprement les pins en entrée de l'alimentation.
2019-10-05 - No comments
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