Nouveau montage électronique pour décodage trame TIC
14 février 2024Bonjour à tous,
Aujourd’hui, je voudrais vous présenter un nouveau montage pour le détramage des données issues de la prise TéléInfoClient du compteur Linky.
Pour information, le but de cet article est purement exploratoire, car il existe déjà un montage qui fonctionne super bien et qui a pour créateur Charles Hallard dont le principe repose sur l’utilisation d’un octocoupleur et d’un mosfet. Je vous conseille d’aller faire un tour sur son site http://hallard.me/demystifier-la-teleinfo/.
Pour information, comme pour celui de Charles, le montage présenté est sous licence CC-BY-NC-ND SA.
Partie 0: Un peu d’explication et d’histoire
Pour faire un peu d’histoire en 2019, avec Aymeric mon stagiaire de l’époque, nous avions commencé à travailler sur la thématique de récupération des données du compteur Linky. Or comme nous n’avions pas accès à l’époque à des compteurs Linky, car récent à l’époque et encore en déploiement, nous avions utilisé un GBF pour simuler les trames (Ce qui a bien fait rigoler un génie de l’électronique des années plus tard, mais ceci est une autre histoire). Heureusement, Charles nous avaient donné un coup de main et super bien expliqué son montage au lieu de se moquer. Je vous laisse relire cet article dont je récupère un extrait pour expliquer les signaux issues du Linky.
Les signaux d’informations
Pour envoyer des données, le Linky utilise une liaison série asynchrone. Les données sont codées sur 7 bits, vient ensuite un bit de parité paire et un bit de stop, avec un débit de 1200 bauds dans sa configuration par défaut (il existe un autre mode de fonctionnement où le débit est de 9600 bauds).
En revanche, les signaux sont modulés en amplitude (modulation AM) avec une porteuse sinusoïdale à 50kHz. Il va donc falloir démoduler nos trames pour le micro-contrôleur :
Il faut aussi savoir que la logique de codage du Linky est négative. Ça veut dire que lorsque aucun signal n’est présent en sortie de la TIC, il s’agit d’un ‘1’ logique (donc on voudra une tension de 5V en entrée du micro-contrôleur). Inversement, lorsqu’un signal est présent, cela représente un ‘0’ logique (soit 0V pour notre micro-contrôleur).
Maintenant que le contexte est mis en place, je vous invite à lire l’article de Charles qui explique bien sa méthode –> http://hallard.me/demystifier-la-teleinfo/ puis nous pouvons passer à la théorie puis à la pratique de notre montage utilisant la démodulation par détection d’enveloppe.
Partie 1: Modulation et Démodulation AM théorie
Les travaux expliqués ici sont issus des recherches en partie des sources ci-dessous:
REF1: Bouaicha Arafet, Dép. GE, ISET Kairouan Tunisie –> https://zenodo.org/records/4413448/files/Chapitre%20modulation%20demodulation%20AM.pdf
REF2: Université de LAVAL –> http://wcours.gel.ulaval.ca/2017/a/GEL3006/default/5notes/notes_GEL3006_2017_10_modulation_amplitude.pdf
REF3: Frédéric LAGARDE et Hélène LEYMARIE –> http://materiel-physique.ens-lyon.fr/Logiciels/CD%20N%C2%B0%203%20BUP%20DOC%20V%204.0/Disk%201/TEXTES/1999/08120407.PDF
REF4: Anne Luttringer http://aluttrin.free.fr/Lycee/Contenu%20lycee/sp%E9cialit%E9/Corrections/Ph_3.2_Modulation/Ph_3.2_modulation_amplitude_prof.htm Que je vous conseille de lire car super clair.
Dans la théorie, pour démoduler un signal AM, on peux utiliser une détection d’enveloppe (REF1,REF2, REF3 et REF4) composé de 3 éléments (1 diode, 1 résistance et 1 condensateur) suivi d’un filtre passe haut.
Schéma issue de la REF4
Pour notre montage électronique, je n’utiliserai que la partie détecteur d’enveloppe de ce schéma pui je le couplerai à une détection de seuil.
Partie 2 : La pratique
- La première partie de la démodulation qui consiste à la détection de l’enveloppe est ici assurée via l’utilisation d’un pont de diodes. J’ai choisi cette solution, car elle a l’avantage par rapport à la solution simple diode de redresser la partie négative et donc d’avoir un signal moins ondulatoire avant le filtrage. Je suis aussi partie sur des diodes schottky qui ont l’avantage d’avoir un seuil bas de 0,3V.
- Le filtrage ensuite se fait grâce à un couple RC pour choisir la valeur, il faut faire un compromis sur le temps de décharge du condensateur doit être grand devant la période de la porteuse afin de limiter l’ondulation, mais aussi de façon à ce que la décharge ne doit pas être trop lente, car la tension aux bornes de C1 pourrait quitter l’enveloppe et donner ainsi une image fausse du modulant. (CF REF3 et REF4). Pour ce montage, j’ai choisi le couple R=1k et C=100nF. Nous avons le résultat suivant. Je referai un travail sur le couple RC plus fin par la suite.
- Pour finir, on utilise un simple amplificateur opérationnel (AOP) en mode comparateur et capable de fonctionner en 0-3.3V et ayant une pente rapide afin de finir par rendre carré notre signal démodulé. Ici j’ai choisi un LM393 avec une détection de seuil à 0,98V mais que j’abaisserai à 0,5V plus tard. Nous finissons par avoir un résultat avec un créneau exploitable par le µcontrôleur.
- Afin de protéger le tout avec une isolation galvanique, j’ai rajouté un transformateur à impulsion avec un rapport 1:1 en entrée du montage
Ici vous pouvez voir la théorie à l’état brute ^^ et les différentes étapes du traitement du signal.
Ici, je vous présente le premier test
Ici, le test de communication utilisant une liaison TTL<-> USB
Et pour finir, nous avons le montage sur plaque à trous couplé avec la recharge de supercapa utilisé sur les xKY pour vérifier la compatibilité de la solution.
Partie 3: Le montage Final
Maintenant que la théorie et la pratique sont finies, vous pouvez retrouver ce schéma et ses futures évolutions sur le repostiory du Gricad sous licence CC-BY-NC-ND SA à l’adresse suivante:
Je vous remercie pour votre lecture et n’hésitez pas à poser des questions ou dire des suggestions
Bonne continuation,
Jérôme
