Le Chat veut rentrer !

          Le chat, très patient, passe de longues heures sur le bord de la fenêtre à attendre que l'on vienne lui ouvrir. Et l'on ne compte pas nos pas, pour voir  régulièrement si il est là; une contrainte pour nous et pour lui qui s'expose aux intempéries. D'où l'idée de détecter la présence du minou sur la tablette de fenêtre, afin de nous inviter à aller ouvrir. Mieux qu'une chatière qui fait un trou dans la porte, le détecteur nous prévient par un message sonore (miaulement) par un haut-parleur qui se (dé)place sur une prise de courant dans n'importe quelle pièce de la maison ... Et je vais décliner cet outil en plusieurs versions suivant nos besoins et la configuration souhaitée...

          Comme vous l'avez deviné, le Chat_Phone se compose de deux éléments; un émetteur 315MHz, alimenté par pile, commandé par un détecteur de mouvement PIR,  ainsi que par tapis-contact (au choix ou les deux ) et un récepteur, branché sur secteur, qui ordonne une synthèse vocale pour la Version Grand Luxe ou dans un modèle basique, un simple beep, qui génère un SOS en morse uniquement pour avertir . Celui que je décris ici ! 

          Le transmetteur est de la plus grande simplicité; il se compose d'un détecteur piro HC-SR501, acheté en Chine pour une somme dérisoire dont le but est de détecter les mouvements d'un corps chaud devant la lentille de Fresnel et (ou) d'un tapis contact de chez Pearl pour établir la présence du chat derrière la fenêtre par déformation et pression . La double détection compense les manques d'une seule : un détecteur PIR ne fonctionne correctement que la nuit .

          Le tapis contact se compose de deux feuilles métallisées, séparées par une mousse douce et percée de nombreux trous de diamètre 15 mm qui permettent à la partie conductrice des feuillards d'entrer en contact l'un avec l'autre lorsque le chat est dessus. Ce sandwich est facile à recouper aux dimensions de la tablette sur laquelle il est posé, en prenant garde de laisser la mousse dépasser de 5 mm tout autour et de prendre soin à l'étanchéité, s'il est placé en lieu exposé.  Un émetteur de télécommande tout aussi bon marché, assure l'envoi d'une trame sécurisée et codée . Le principal critère est d'avoir une très faible consommation, pour garantir une autonomie de plusieurs mois sur une pile de 9v (Sauf si le chat s'endort sur le tapis. Au repos la consommation est de 25µA et passe à 20 mA lors de la transmission ).

Le Schéma :

          Rien de plus simple; en réalité il ne s'agit là que de la connectique ! La pile alimente le détecteur pir HC-SR501 en permanence (~20µA) et si un mouvement d'un corps chaud est détecté, la sortie passe au potentiel actif et vient, via la diode anti retour D1/1N4148 SMD, et suivant la configuration choisie par les jumpers enfichables, s'appliquer sur la résistance de base R1/2K2 pour rendre conducteur le transistor 2N2222 qui fera tirer le relais reed quelques secondes. Sa bobine est de 5 volts, mais supporte très bien la surtension vu la brièveté des impulsions. Une diode de roue-libre interne assure la réduction des transitoires parasites générées par la rupture sur self. Le contact du relais vient, en lieu et place du poussoir de l'émetteur, simuler l'appui sur le bouton de la télécommande . Les cavaliers du connecteur JP1 permettent de choisir le mode tapis contact, détecteur piro, ou les deux ... On règle les potentiomètres sur le HC-SR501 pour avoir une temporisation très courte et une sensibilité acceptable !

          Attention à penser à coder les pins du circuit de codage de l'émetteur de télécommande, comme celles du récepteur avant de monter celui-ci sur le circuit, sinon ça ne fonctionnera pas ! Il suffit de plier les 8 pattes du composant du côté 1 ou 0 et de les souder (et recopier le code pour appairer le récepteur ) ...

Le Circuit Imprimé et le Câblage

          L'émetteur de télécommande a été débarrassé de son boîtier,  et modifié en raccordant par soudage deux fils sur le poussoir du canal choisi. Les pattes de maintient de la pile d'origine et des picots traversants  assurent la liaison avec le circuit imprimé et l'alimentation du module .

Les composants CMS sont à monter en premier et le relais DIL peut être monté sur des picots d'une barrette sécable . Le circuit ne dépasse pas les 80x100 et peut donc être réalisé ou modifié avec la version gratuite de Eagle Fusion 360 !

La mise en boîte et les fichiers de rélisation :

          Un boîtier Retex contient le circuit et la pile. Un portillon dédié en permet le remplacement facile . Dans le couvercle on pratique un trou à la fraise étagée de 24 mm pour laisser passer la lentille de Fresnel du détecteur PIR . Dont un, de diamètre de 5 mm au bon endroit laisse sortir l'antenne et un passage est aménagé pour les fils qui se connectent au tapis contact . Voilà pour les usinages ... Après quelques essais, j'ai réglé les potentiomètres du détecteur: la temporisation au minimum (~5s) et la sensibilité au tiers de la course ! J'ai dû ajouter un guide de rayonnement pour limiter le champ de détection à 60° et bien cibler l'axe de la zone à couvrir ...

Pour l'émetteur, voici les fichiers de réalisation :  Chat transmet (459.05 Ko)

          Le récepteur se décline en plusieurs versions. Un modèle réduit à sa plus simple expression qui beep le signal morse SOS, avec une led de mémorisation, que je vais décrire ici, et un autre que vous connaissez déjà, et qui offre 4 canaux avec synthèse vocale, si vous êtes un fidèle de mes pages . Dans cette configuration simplifiée, j'ai opté pour un boîtier qui se plug directement sur n'importe quelle prise secteur, et devient autonome pour "écouter" ce que l'émetteur décrit plus haut lui envoi ... Lors d'une sollicitation, le récepteur vient activer un microcontrôleur ATTiny85 (très bon marché) qui se chargera d'allumer une led comme quoi il y a eu réception d'une trame, donc présence du chat devant le détecteur PIR ou sur le tapis contact. Il génère également  3 points, 3 traits, 3 points en alphabet morse, soit le mot SOS sur un beeper pour nous aviser que le minet se les gèle sur le paillasson . La remise à zéro et effacement se fait par la simple déconnection de la boite puis rebranchement  ...

Le Schéma du Récepteur :

          Commençons l'analyse par l'alimentation: le secteur directement prélevé sur la prise passe par un fusible 5x20 de 630mA-T pour venir sur un bloc à découpage (2€ chez Aliexpress) qui va, après un filtrage correct nous fournir le 5 volts pour le microcontrôleur ATTiny 85, le récepteur, la led et le buzzer. J'utilise le canal 3 (D3) du receiver 4 canaux, que j'applique sur l'entrée PB0 du µcontrôler ... Tant que celle-ci reste au zéro logique rien ne se passe: le système est en veille . Suite à un envoi de l'émetteur, si les deux ont un codage identique, la sortie D3 du récepteur passe à "1 " logique, l'ATTiny va allumer la led, via la résistance de limitation R2 (560R- SMD), en permanence via sa pinuche PB3 et envoyer des trames sur sa sortie PB2; ce qui va se traduire par la conduction synchronisée du transistor T1 (BC547), dont le courant de base-émetteur est limité par la résistance R1(2K2-SMD) pour tirer à GND le buzzer qui va sonner. Une diode D1(1N4148-CMD) de 'roue-libre' vient absorber les éventuelles transitoires générées par le beeper, suivant sa conception . 

Le module de réception:

          Le récepteur et l'émetteur font partie du même package; pour ~2€ + les frais de port, on ne va pas s'en priver... En plus de la facilité de mise en oeuvre, la sécurisation se code sur 8 bits, par les pins du circuit intégré  qu'il faut tirer à VCC ou à GND de manière identique sur les deux éléments . On plie les pattes traversantes et on soude sur des pads aménagés pour ça . Cet ensemble 315 Mhz est bien fait, car il offre 4 canaux et une sortie validation (Strobe) qui passe à l'état logique '1' dès que D1 à D4 passent elles aussi à '1' ;

Le circuit Imprimé :

          La réalisation, vue la simplicité, ne pose pas de problèmes particuliers pour l'amateur: c'est du simple face, sans strap et de petites dimensions pour pouvoir être réalisé avec la version gratuite de Eagle Cadsoft et selon la méthode que  j'ai décris dans cette page . Il y a quelques CMS à souder en premier et le reste c'est des composants traversants. J'ai volontairement utilisé des éléments courants pour garder un côté accessible aux débutants...  

La mise en boîte : 

          Les éléments de la boîte sont réalisés à l'imprimante 3D : le dessus en fils transparent pour voir les leds de présence tension et détection mémorisée; c'est plus translucide que transparent. Un trou laisse passer une antenne télescopique  qui donne un cachet supplémentaire à un simple morceau de fil. Le fond de boxe va recevoir le circuit, fixé par deux petites vis parker, et le support de prise, collé au dos du boîtier qui tient la prise, coulée dans la colle thermo fusible pour donner la rigidité mécanique nécessaire, car elle sert également de support à tout le reste . 

Le programme de l'ATTiny :

          Vous allez être surpris par la simplicité du sketch, mais c'est volontaire pour une pédagogie niveau "débutant" et si une version plus élaborée vous tente, il y a l'autre récepteur qui est décrit dans ces pages également. Le programme est développé sous l'IDE Arduino et téléversé dans le composant via un programmateur fait par un Nano décrit ici . Il n'est pas exclu que je rajoute, un de ces jours, un programme incluant des boucles imbriquées  "while ... do ", pour supprimer quelques lignes et donner un peu d'élégance en lieu et place des répétitions  .

L'ensembles des fichiers de réalisation se trouvent  bien sûr dans le zip ci dessous :

Chat recept (665.41 Ko)

          Un montage bien utile pour s'éviter les allés / retours à la fenêtre pour voir si le chat est là ... Et c'est dans une grande tristesse que je rédige ces lignes, car Noween c'est fait percuté par une voiture il y a deux jours ... En mémoire de sa gentillesse, de sa douceur et de son intelligence, je me dois de publier ceci même si cette réalisation n'a plus, pour moi, qu'une grande amertume  ... R.I.P NOWEEN