LinKey

LinKey — Carte électronique

Sources matérielles de la carte LinKey : projet KiCad, Gerbers et nomenclature.

[!NOTE] La révision PCB est portée par les tags git pcb-v* (ex. pcb-v1.0). C'est la source unique : la CI dérive la version d'git describe --tags --match 'pcb-v*' et l'injecte à la fois dans le nom de l'artefact (LinKey-pcb-<version>-fab) et dans la variable de projet PCB_VERSION (Board Setup → Text Variables) pour que la sérigraphie ${PCB_VERSION} reflète exactement l'état du dépôt :

Build	${PCB_VERSION} et nom d'artefact
Local (export manuel depuis KiCad)	UNCONTROLLED — valeur fixée en dur dans LinKey.kicad_pro, signale que les fichiers de fab n'ont pas été produits par la CI et ne doivent pas être utilisés
CI hors tag	vX.Y-N-gSHA (tag le plus récent + commits depuis + hash court)
CI sur un tag pcb-vX.Y	vX.Y

Couche physique de la TIC Linky

Source : Enedis-NOI-CPT_54E, §5.3.1 Caractéristiques des signaux (Table 3).

La sortie TIC du compteur Linky se présente sur le bornier client sous forme de trois bornes (I1, I2, A) : la paire I1/I2 véhicule les données, et la paire I1/A est dédiée à l'alimentation parasite des récepteurs. Le compteur émet sur ce bus un signal binaire modulé par tout-ou-rien sur une porteuse 50 kHz ± 3 % (Table 3 de la spec Enedis), avec une logique de codage négative (porteuse présente ⇒ « 0 », porteuse absente ⇒ « 1 ») et une transmission unidirectionnelle.

[!WARNING] Bien que les niveaux soient bas, le bus TIC reste relié au compteur — une isolation galvanique côté récepteur reste obligatoire pour la sécurité utilisateur et la conformité. C'est le rôle de l'optocoupleur (voir l'étage d'entrée ci-dessous).

Le bus est connecté à la carte via le connecteur J1 (Samtec HPM-03-04-T-S, header 3 broches, pas 5 mm, sortie à angle droit).

Architecture du PCB

L'architecture du PCB est composée de 2 branches principales :

flowchart LR
    TIC([TIC Linky J1<br/>I1, I2, A])

    TIC -->|I1 / A| D1[Pont redresseur<br/>D1]
    D1 --> Charge[Circuit de charge<br/>Q1, Q2, U4]
    Charge --> C2[(C2 — 1 F<br/>supercapa)]
    C2 --> Boost[Boost 3,3 V<br/>U5 — TPS61022]
    Boost --> ESP[ESP32 WROOM-32E<br/>+ périphériques]

    TIC -->|I1 / I2| U1[Opto AC/DC<br/>U1 — ACPL-214]
    U1 -->|RX — GPIO 14| ESP

    C2 -.->|ADC GPIO 33 — V_cap| ESP

• Branche supérieure : chemin d'alimentation, sur les bornes I1 / A du Linky → pont redresseur → circuit de charge supercapa → C2 → boost 3,3 V → ESP32.
• Branche inférieure : chemin de données, sur les bornes I1 / I2 du Linky → optocoupleur → ESP32.

Remarque : En trait pointillé la mesure de la tension du supercondensateur par l'ESP32.

1. Étage d'entrée

Sépare et conditionne les deux fonctions du bus TIC.

• Démodulation des données — U1 (Broadcom ACPL-214-500E, opto AC SOP-4) extrait directement l'enveloppe de la porteuse 50 kHz et fournit un signal UART démodulé côté ESP32 (pull_up R5 incluse), tout en assurant l'isolation galvanique.
• Pont redresseur d'alimentation — D1 (Infineon BAS 4002A RPP E6327, array de Schottky basse Vf) forme un pont à quatre diodes dans un seul boîtier qui rectifie la porteuse 50 kHz pour alimenter le reste de la carte.

2. Circuit de charge du supercondensateur

Stocke l'énergie disponible pour absorber les pics de consommation pendant l'émission WiFi/MQTT. Limite le courant et la tension de charge.

• Supercondensateur — C2 (KYOCERA AVX SCCR12E105SRB, 1 F / 3 V, ESR faible, radial 8×12 mm).
• Limitation de courant et tension contrôlant la tension Vgs de Q2 (TI CSD25402Q3A, P-MOSFET 20 V) :
  • Limitation de courant — Q1 (ON Semi MMBT2907A, PNP 60 V / 0,6 A) conjugué à R10 (10 Ω) qui fixe le seuil de courant débité par l'étage d'entrée vers la supercapa à environ 40 mA.
  • Limitation de tension — U4 (TI TL431, référence shunt ajustable) clampe la tension de charge à 2,7V de la supercapa (seuil réglé par R15 et R16).

3. Alimentation 3,3 V (boost)

Convertit la tension variable du supercondensateur (0 V → 2,7 V) en un rail 3,3 V stable pour l'ESP32.

• Convertisseur — U5 (TI TPS61022, boost synchrone 8 A pic, démarrage à 1,5 V, maintien jusqu'à 0,5 V) : on peut tirer du jus de la supercapa presque jusqu'à le vider complètement.
• Inductance — L1 (Coilcraft XEL5030-102MEC, 1 µH), recommandée par TI.
• Capacités — C3, C4 pour l'entrée, C6 (22 µF / 10 V X7R 1206) pour la sortie.
• Pont diviseur — R17 (453 k) / R18 (100 k) pour régler la sortie à 3,3 V.

4. ESP32 et périphériques

• MCU — U2 (Espressif ESP32-WROOM-32E-N8, 8 MB flash SPI, antenne PCB intégrée). Module choisi pour sa disponibilité du coprocesseur ULP que le firmware utilise pour décoder la TIC pendant le light sleep.
• Découplage — C8 (100 nF), C7 (22 µF).
• Interface programmation/debug — J2 (header 4 broches, pas 2,54 mm) expose TX, RX, GND, 3V3 pour le flashage et le debug.
• Boutons — deux boutons tactiles Omron B3U-1000P :
  • SW1 — RESET, raccordé sur la broche EN de l'ESP32 (tient le module en reset tant qu'il est pressé).
  • SW2 — BOOT, raccordé sur IO0 ; à maintenir pendant un reset pour entrer en mode flashage.
• LED d'état RGB — D8 (American Bright BL-HBXJXGX32L, 5050 PLCC6) avec ses résistances de limitation R6 (120 Ω) / R8 (330 Ω) / R9 (120 Ω) sur les trois canaux B/R/G respectivement. Pilotée par GPIO 2 / 13 / 15 ; flash bref de 10 ms à chaque itération de la FSM (voir Firmware/README.md).

Affectation des broches (ESP32)

Contenu du dossier

Fabrication

Les fichiers de fabrication ne sont pas versionnés : ils sont régénérés à chaque push par le workflow GitHub Actions .github/workflows/ci.yml (job pcb-fab) à partir du jobset fab-output.kicad_jobset, et publiés en tant qu'artefact nommé LinKey-pcb-<PCB_VERSION>-fab sur l'exécution correspondante (la version provient de la variable de projet PCB_VERSION — cf. note en haut de ce README).

Contenu de l'artefact :

Pour récupérer l'archive : ouvrir l'exécution CI sur GitHub → onglet Summary → section Artifacts → LinKey-pcb-<PCB_VERSION>-fab.

Consommation

• Light sleep : à mesurer
• Actif (publication) : à mesurer
• Moyenne : à mesurer

Licence

Voir le fichier LICENSE à la racine du dépôt (CERN-OHL-W-2.0).