INSTALLATION D'UN MODULE TRANSMETTEUR GSM ET D'UNE ALARME SANS FIL (partie 2/3)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : 1. Réaliser les activités de remédiation nécessaires avant la mise en service d’un système d’alarme sans fil. 2. Mettre en service un système d’alarme sans fil (détection, sirène, centrale) en respectant les consignes de sécurité et les normes camerounaises (NF C 15-100 adaptée, arrêté du MINPOSTEL sur les équipements de télécommunication). 3. Installer, configurer et programmer un transmetteur GSM associé à une alarme sans fil (cas 1 : transmission d’alerte par SMS et appel vocal). 4. Vérifier le bon fonctionnement du lien GSM, la puissance du signal et la bonne réception des commandes à distance. 5. Rédiger un procès‑verbal de mise en service conforme au référentiel MIE (Maintenance, Installation, Électrotechnique). **Prérequis** : - Connaissances de base en électricité (tension, courant, résistance, loi d’Ohm). - Notions de câblage structuré (paires torsadées, connecteurs RJ45, bornes à vis). - Maîtrise des outils de mesure (multimètre, testeur de continuité, analyseur de réseau GSM). - Lecture de schémas électriques et de notices techniques d’équipements d’alarme (fabricants Hikvision, DSC, Paradox, ou équivalents locaux). - Règles de sécurité électrique (déconnexion avant intervention, port des EPI : gants isolants, lunettes de protection). --- ## Introduction contextualisée Au Cameroun, la sécurisation des domiciles, des commerces et des petites industries repose de plus en plus sur des systèmes d’alarme sans fil couplés à un transmetteur GSM. Cette solution permet une installation rapide, une moindre dégradation du bâti et une alerte immédiate vers les centres de télésurveillance ou les propriétaires via SMS/appel. Le programme officiel MIE de la série Terminale met l’accent sur la mise en service et la programmation de ces équipements, afin que les futurs techniciens puissent intervenir sur des chantiers réels (ex. : installation dans un magasin de Yaoundé, un bureau administratif à Douala, ou une résidence à Bafoussam). Le présent chapitre s’inscrit dans la logique de l’approche par compétences : l’élève doit non seulement connaître les composants, mais aussi réaliser les étapes de mise en service, diagnostiquer les dysfonctionnements et produire un compte‑rendu exploitable en milieu professionnel. --- ## I. ACTIVITES DE REMEDIATION Avant toute mise en service, il convient de vérifier que les prérequis techniques et réglementaires sont remplis. Cette phase de remédiation permet d’éviter les erreurs coûteuses et de garantir la conformité du système. ### 1. Vérification du matériel reçu - **Contrôle de la conformité** : comparer le bon de livraison avec la liste de colisage (centrale, détecteurs, sirène, transmetteur GSM, alimentation, accessoires de fixation). - **Inspection visuelle** : rechercher des signes de dommages (boîtiers fissurés, connecteurs tordus, câbles coupés). - **Test de continuité** : à l’aide d’un multimètre, vérifier l’absence de court‑circuit entre les bornes d’alimentation et la masse. > **>** Toute anomalie détectée doit être consignée sur une fiche de non‑conformité et le matériel renvoyé au fournisseur avant poursuite des travaux. ### 2. Contrôle de l’alimentation secteur - Mesurer la tension d’entrée (220 V ± 10 %) avec un multimètre en alternatif. - Vérifier la présence d’un dispositif de protection différentiel 30 mA (disjoncteur ou interrupteur différentiel) conforme à la NF C 15‑100. - S’assurer que la prise utilisée est reliée à la terre (résistance de terre < 30 Ω). > **>** En l’absence de protection différentielle, interrompre l’intervention et signaler le non‑respect des normes de sécurité électrique. ### 3. Validation de la couverture GSM - Utiliser un testeur de champ ou un smartphone en mode « test de réseau » pour mesurer le niveau de signal (RSSI) à l’emplacement prévu du transmetteur. - Le seuil acceptable pour une transmission fiable est généralement **≥ -85 dBm** (qualité bonne) ; en dessous de **-95 dBm**, la liaison devient aléatoire. - Si le signal est insuffisant, envisager un répéteur GSM ou un repositionnement de l’antenne extérieure. > **>** Un test de couverture doit être réalisé avant toute fixation définitive du transmetteur. ### 4. Préparation du dossier d’intervention - Rassembler les notices techniques, les schémas de câblage, les fiches de données de sécurité (FDS) des batteries au lithium. - Prévoir un tableau de suivi des interventions (date, opérateur, actions réalisées, observations). - Vérifier la disponibilité des EPI et des outils de sertissage (pince à dénuder, tournevis isolé). --- ## II. Leçon 9 : Mise en service d’un système d’alarme sans fil Cette leçon détaille la procédure pas à pas pour mettre en service une alarme sans fil classique (détecteurs PIR, contacts d’ouverture, sirène intérieure) avant l’ajout du transmetteur GSM. ### 1. Principe de fonctionnement Un système d’alarme sans fil repose sur une communication radio bidirectionnelle (souvent en bande 433 MHz ou 868 MHz) entre la centrale et les périphériques. Chaque périphérique possède un identifiant unique (ID) et transmet ses états (ouvert/fermé, mouvement détecté) à la centrale, qui déclenche la sirène et/ou envoie une alerte selon la programmation. ### 2. Étapes de mise en service | Étape | Action détaillée | Outils / Documents | Contrôle attendu | |-------|------------------|--------------------|------------------| | 9.1 | **Installation de la centrale** : fixer la centrale à une hauteur de 1,5 m du sol, loin des sources d’interférences (micro‑ondes, téléphones sans fil). | Niveau à bulle, vis et chevilles adaptées au mur (béton, placo). | Centrale stable, voyant d’alimentation vert. | | 9.2 | **Mise sous tension** : brancher l’alimentation secteur (ou insérer la batterie de secours). | Multimètre (vérifier 12 V DC). | Tension présente, affichage LCD allumé. | | 9.3 | **Initialisation** : appuyer sur le bouton « RESET » pendant 5 s pour rétablir les paramètres d’usine. | Notice technique. | Centrale en mode « apprentissage » (LED clignotante). | | 9.4 | **Apprentissage des détecteurs** : activer le mode d’apprentissage sur la centrale, puis déclencher chaque détecteur (ouverture de porte, passage devant PIR). | Détecteurs, aimant pour contacts. | Chaque périphérique apparaît avec son ID et son type sur l’écran. | | 9.5 | **Configuration des zones** : attribuer chaque détecteur à une zone (ex. : Zone 1 = porte d’entrée, Zone 2 = salons). | Menu « Zones » de la centrale. | Zones correctement labelisées. | | 9.6 | **Réglage de la temporisation** : définir le délai d’entrée/sortie (ex. : 30 s) et le temps de déclenchement de la sirène (ex. : 3 min). | Menu « Temporisations ». | Valeurs affichées conformes au cahier des charges. | | 9.7 | **Test de fonctionnement** : simuler une intrusion (ouverture de porte, mouvement) et vérifier que la sirène se déclenche et que la centrale renvoie l’état « alarme ». | Objet métallique pour déclencher PIR, porte. | Sirène audible, retour d’état sur la centrale. | | 9.8 | **Mise en veille** : désactiver le mode d’apprentissage, verrouiller la programmation (code d’installateur). | Clavier de la centrale. | Centrale en mode « armé » ou « désarmé » selon le code saisi. | ### 3. Normes et règles de sécurité applicables - **NF C 15‑100** (partie liée aux installations électriques de faible tension) : protection contre les surintensités, mise à la terre. - **Arrêté du MINPOSTEL n° 001/MINPOSTEL du 12 janvier 2022** relatif aux équipements de télécommunication sans fil : puissance d’émission ≤ 25 mW, respect des bandes ISM. - **Règlement intérieur du lycée technique** : port obligatoire des EPI, interdiction de travailler sous tension sans habilitation. > **>** Toute modification du firmware de la centrale doit être effectuée uniquement avec le logiciel fourni par le fabricant et après validation du responsable d’atelier. ### 4. Exemple d’atelier (scénario réel) Dans un atelier du Lycée Technique de Ngaoundéré, les élèves ont installé une centrale **DSC PowerSeries NEMA** dans un local de 30 m². Après l’apprentissage de 4 détecteurs PIR et 2 contacts d’ouverture, ils ont mesuré une consommation en veille de **45 mA** (12 V DC) et un courant de déclenchement de sirène de **300 mA**. Le temps de réponse entre la détection et le déclenchement de la sirène a été chronométré à **0,8 s**, conforme aux spécifications (< 1 s). --- ## III. Leçon 10 : Mise en service et programmation du transmetteur GSM et de l’alarme sans fil – Cas 1 Cette leçon aborde l’intégration d’un transmetteur GSM (ex. : **SIM900A**, **Quectel M95**, ou module **GSM‑Alarm** dédié) à une alarme sans fil déjà mise en service. Le cas 1 concerne la transmission d’une alerte par **SMS** et **appel vocal** vers un numéro prédéfini (propriétaire ou centre de télésurveillance). ### 1. Architecture du système ``` [Détecteurs sans fil] <--(RF 433/868 MHz)--> [Centrale d'alarme] <--(liaison série UART)--> [Transmetteur GSM] <--(réseau GSM)--> [Destinataire SMS/Appel] ``` - La centrale fournit une sortie d’alarme (contact sec ou niveau logique) qui déclenche le transmetteur. - Le transmetteur possède une carte SIM activée (forfait données/SMS adapté au Cameroun, ex. : MTN, Orange, Camtel). - L’antenne GSM est montée à l’extérieur du bâtiment, orientée vers le pylône le plus proche (gain typique 2 dBi). ### 2. Étapes de mise en service du transmetteur GSM | Étape | Action | Détails techniques | Contrôle | |-------|--------|--------------------|----------| | 10.1 | **Insertion de la carte SIM** | Vérifier que la SIM est débloquée, que le code PIN est désactivé (ou connu). | LED « NET » clignote lentement (recherche réseau). | | 10.2 | **Alimentation** | Connecter le transmetteur à une sortie 12 V DC de la centrale (ou à un adaptateur 5 V USB avec régulateur). | Tension mesurée aux bornes = 12 V ± 0,5 V. | | 10.3 | **Configuration initiale via AT commands** | Utiliser un terminal série (ex. : PuTTY, Tera Term) à 115200 baud. Envoyer `AT` → réponse `OK`. | Communication établie. | | 10.4 | **Vérification du registre réseau** | `AT+CREG?` → réponse `+CREG: 0,1` (enregistré, réseau domicile) ou `+CREG: 0,5` (en roaming). | Registre réseau OK. | | 10.5 | **Test de qualité du signal** | `AT+CSQ` → réponse `+CSQ: <rssi>,<ber>`. Convertir RSSI en dBm : **dBm = -113 + 2×rssi**. Exemple : `rssi=15` → `-83 dBm`. | RSSI ≥ 15 (≥ -83 dBm) = bonne qualité. | | 10.6 | **Envoi d’un SMS de test** | `AT+CMGF=1` (mode texte) puis `AT+CMGS="+237XXXXXXXX"` <CR> saisir le texte <Ctrl+Z>. | SMS reçu sur le téléphone destinataire. | | 10.7 | **Configuration de l’appel vocal** | `ATD+237XXXXXXXX;` (appel) puis `ATH` pour raccrocher après quelques secondes. | Appel passé, tonalité d’écoute entendue. | | 10.8 | **Association avec la centrale** | Relier la sortie d’alarme de la centrale (ex. : contact NO) à l’entrée « TRIG » du transmetteur. Configurer le transmetteur en mode « trigger » : `AT+CMGF=0` puis `AT+CNMI=2,2,0,0,0` pour recevoir les indications de déclenchement. | Lorsqu’une alarme est déclenchée, le transmetteur envoie automatiquement le SMS et lance l’appel. | | 10.9 | **Sauvegarde de la configuration** | `AT&W` pour écrire les paramètres en mémoire non volatile. | Après redémarrage, les réglages persistent. | > **>** Le code PIN de la SIM doit être désactivé avant l’installation pour éviter le blocage du transmetteur après plusieurs tentatives erronées. ### 3. Programmation de la centrale pour déclencher le transmetteur Selon le modèle de centrale, il faut affecter la sortie d’alarme à un **type de déclencheur** (ex. : « Sortie 1 = Alarme »). Dans le menu « Sorties » de la centrale : - Sélectionner la sortie reliée au transmetteur. - Définir le **mode** : *impulsion* (500 ms) ou *niveau haut* tant que l’alarme est active. - Enregistrer les modifications. > **>** Une sortie en mode impulsion de 500 ms suffit à déclencher le transmetteur, car celui-ci interprète tout changement d’état comme un front montant. ### 4. Exemple chiffré de dimensionnement de l’alimentation Supposons que la centrale consomme en veille **40 mA** et en alarme **250 mA** (sirène incluse). Le transmetteur GSM consomme en moyenne **20 mA** en veille et **120 mA** lors de la transmission d’un SMS (burst de 2 s). - **Consommation moyenne en veille** : 40 mA + 20 mA = **60 mA**. - **Consommation maximale en alarme** : 250 mA + 120 mA = **370 mA** (durée < 30 s). Pour garantir une autonomie de **4 h** en cas de coupure secteur avec une batterie de secours 12 V 7 Ah : \[ \text{Autonomie (h)} = \frac{\text{Capacité (Ah)} \times 10}{\text{Courant moyen (mA)}} = \frac{7 \times 10}{60} \approx 1,17 \text{ h} \] Il faut donc soit augmenter la capacité de la batterie (ex. : 12 V 12 Ah → 2 h), soit prévoir un **onduleur** ou un **groupe électrogène** pour les sites critiques. > **>** Le dimensionnement de la batterie de secours doit toujours être réalisé avec une marge de sécurité de **20 %** afin de couvrir les variations de température et le vieillissement des accumulateurs. ### 5. Vérification finale et rédaction du procès‑verbal 1. **Test complet** : déclencher chaque zone, vérifier la réception du SMS et de l’appel sur deux téléphones différents (propriétaire et centre de télésurveillance). 2. **Mesure du délai** : cronométrer le temps entre la détection et la réception du SMS (objectif < 10 s). 3. **Contrôle de la puissance d’émission** : avec un wattmètre RF, vérifier que la puissance moyenne ne dépasse pas **25 mW** (conformité MINPOSTEL). 4. **Rédaction du PV** : inclure les références du matériel, les numéros de série, les résultats des tests, les éventuelles réserves, et la signature de l’encadrant et de l’élève. > **>** Tout procès‑verbal doit être conservé pendant **5 ans** conformément au décret n° 2015/342 du MINEDUC relatif à la traçabilité des installations de sécurité. --- ## Synthèse du chapitre - **Activités de remédiation** : contrôle du matériel, vérification de l’alimentation secteur, validation de la couverture GSM, préparation du dossier d’intervention. - **Leçon 9 – Mise en service d’une alarme sans fil** : installation de la centrale, mise sous tension, apprentissage des détecteurs, configuration des zones et temporisations, test de fonctionnement, respect des normes NF C 15‑100 et arrêté MINPOSTEL. - **Leçon 10 – Transmetteur GSM (cas 1)** : insertion SIM, alimentation, configuration AT commands, vérification du signal (RSSI ≥ -85 dBm), envoi SMS/test appel, association avec la centrale via sortie d’alarme, programmation de la centrale, dimensionnement de la batterie de secours, rédaction du procès‑verbal. - **Points de sécurité** : port des EPI, désactivation du PIN SIM, respect des puissances d’émission, mise à la terre, vérification de la protection différentielle. - **Documents à produire** : fiche de non‑conformité, tableau de suivi d’interventions, procès‑verbal de mise en service signé. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Centrale d'alarme** | Unité de traitement qui reçoit les états des détecteurs sans fil, commande la sirène et peut déclencher des sorties auxiliaires (ex. : transmetteur GSM). | | **Détecteur PIR** | Capteur infrarouge passif qui détecte les variations de rayonnement thermique dues à un déplacement de corps humain dans son champ de vision. | | **Contact d’ouverture** | Interrupteur magnétique qui passe de l’état fermé à ouvert lorsqu’une porte ou une fenêtre est ouverte, signalant une intrusion. | | **Transmetteur GSM** | Module électronique qui, via une carte SIM, envoie des SMS ou initie des appels vocaux sur le réseau cellulaire lorsqu’il reçoit une commande de déclenchement. | | **RSSI (Received Signal Strength Indicator)** | Mesure de la puissance du signal reçu exprimée en unités arbitraires ; convertible en dBm pour évaluer la qualité de la liaison GSM. | | **AT commands** | Ensemble de commandes texte (préfixées par `AT`) utilisées pour configurer et contrôler les modems GSM/GPRS. | | **Temporisation d’entrée/sortie** | Délai programmé permettant à l’utilisateur de quitter ou d’entrer dans le périmètre protégé sans déclencher faussement l’alarme. | | **Batterie de secours** | Accumulateur (souvent plomb‑acide ou Li‑ion) qui assure l’alimentation du système en cas de coupure secteur, garantissant la continuité de la protection. | | **Protection différentielle 30 mA** | Dispositif qui coupe l’alimentation dès qu’un courant de fuite supérieur à 30 mA est détecté, prévenant les risques d’électrocution. | | **Procès‑verbal de mise en service** | Document officiel consignant les références du matériel, les résultats des tests, les éventuelles réserves et les signatures des intervenants, valable comme preuve de conformité. | | **Bande ISM** | Bandes de fréquences réservées aux applications industrielles, scientifiques et médicales (ex. : 433 MHz, 868 MHz) utilisées par les systèmes d’alarme sans fil sans nécessité de licence. | | **Code PIN** | Numéro d’identification personnelle protégeant l’accès à la carte SIM ; doit être désactivé pour éviter le blocage du transmetteur après plusieurs échecs. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Vérification de la couverture GSM **Énoncé** : Lors de l’installation d’une alarme dans un bureau à Yaoundé, le technicien mesure un RSSI de **11** avec la commande `AT+CSQ`. 1. Convertir ce RSSI en dBm. 2. Déterminer si la qualité du signal est suffisante pour une transmission fiable (seuil ≥ -85 dBm). 3. Proposer une solution si le signal est jugé insuffisant. **Corrigé** : 1. Formule : **dBm = -113 + 2 × RSSI** → -113 + 2×11 = -113 + 22 = **-91 dBm**. 2. Le seuil requis est -85 dBm ; -91 dBm est inférieur, donc le signal est **insuffisant**. 3. Solutions possibles : - Réorienter l’antenne GSM vers le pylône le plus proche (gain +2 dBi). - Installer un répéteur GSM (amplificateur de signal) alimenté séparément. - Changer d’opérateur si la couverture du réseau actuel est mauvaise (vérifier avec un smartphone). --- ### Exercice 2 – Dimensionnement de la batterie de secours **Énoncé** : Une centrale d’alarme consomme 35 mA en veille et 220 mA en alarme (sirène incluse). Le transmetteur GSM consomme 18 mA en veille et 110 mA lors de l’envoi d’un SMS (burst de 2 s). L’installation doit garantir une autonomie de **5 h** en cas de coupure secteur. Quelle capacité minimale (en Ah) doit avoir la batterie de 12 V ? **Corrigé** : - Courant moyen en veille = 35 mA + 18 mA = **53 mA**. - On considère que l’alarme peut durer au maximum 10 % du temps (pessimiste) → courant moyen pondéré = 0,9×53 mA + 0,1×(220 mA+110 mA) = 47,7 mA + 33 mA = **80,7 mA** ≈ **81 mA**. - Capacité nécessaire (Ah) = (courant moyen × temps) / 10 = (81 mA × 5 h) / 10 = 405 mAh / 10 = **40,5 mAh** → conversion en Ah : **0,0405 Ah**. - Cette valeur est théorique ; on applique une marge de sécurité de 20 % → 0,0405 Ah × 1,2 = **0,0486 Ah**. - Dans la pratique, on choisit la valeur commerciale supérieure la plus proche : **12 V 2 Ah** (ou 12 V 1,2 Ah si disponible). > **>** En atelier, on utilise généralement une batterie de 12 V 7 Ah pour couvrir largement les besoins et permettre des marges de température. --- ### Exercice 3 – Programmation d’une sortie d’alarme **Énoncé** : Sur une centrale **Paradox MG5050**, la sortie 1 est reliée à l’entrée « TRIG » du transmetteur GSM. L’objectif est que, dès qu’une alarme est déclenchée, le transmetteur envoie un SMS contenant le texte « ALARME ZONE 3 » puis passe un appel de 10 s vers le numéro +237 6 90 12 34 56. Décrire la séquence de programmation à réaliser dans le menu de la centrale. **Corrigé** : 1. Accéder au menu **Sorties** → choisir **Sortie 1**. 2. Définir le **type** : *Alarme* (active lorsqu’une zone est en état d’alarme). 3. Choisir le **mode** : *Impulsion* de **500 ms** (front montant suffisant pour déclencher le transmetteur). 4. Valider et sortir du menu. 5. Sur le transmetteur GSM, configurer via AT commands : - `AT+CMGF=1` (mode texte SMS). - `AT+CMGS="+237690123456"<CR>` puis saisir `ALARME ZONE 3` <Ctrl+Z>. - Pour l’appel : `ATD+237690123456;` puis attendre 10 s et envoyer `ATH`. 6. Enregistrer la configuration avec `AT&W`. 7. Effectuer un test : déclencher la zone 3, vérifier la réception du SMS et l’appel de 10 s. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Oublier de désactiver le code PIN de la SIM** | Le transmetteur reste bloqué après 3 tentatives erronées, aucune alerte ne part. | Désactiver le PIN avant l’insertion ou le laisser connu et le saisir dans la configuration AT (`AT+CPIN="1234"`). | | 2 | **Ne pas vérifier la présence d’un dispositif différentiel 30 mA** | Risque d’électrocution en cas de défaut d’isolement. | Toujours mesurer la présence d’un disjoncteur différentiel 30 mA au tableau avant toute mise sous tension. | | 3 | **Installer l’antenne GSM à l’intérieur d’un placard métallique** | Atténuation du signal (> 20 dB) rendant la transmission impossible. | Placer l’antenne à l’extérieur, dégagée, orientée vers le pylône le plus proche, avec un câble coaxial de faible perte (RG‑174 ou équivalent). | | 4 | **Configurer la sortie de la centrale en mode « niveau haut » continu au lieu d’impulsion** | Le transmetteur interprète l’état comme un bruit de fond et peut déclencher des envois intempestifs, épuisant la batterie et la carte SIM. | Utiliser exclusivement une impulsion de 200 ms à 1 s pour déclencher le transmetteur ; vérifier avec un oscilloscope ou un multimètre en mode suivi de front. | | 5 | **Négliger la mise à la terre de l’armature métallique de la centrale** | Tension de défaut pouvant apparaître sur le boîtier, risque de choc. | Relier la vis de terre du boîtier à la prise de terre du bâtiment avec un conducteur de cuivre de section minimale 2,5 mm². | | 6 | **Utiliser une batterie de secours sous-dimensionnée** | Coupure du système après quelques minutes, perte de la protection pendant une panne prolongée. | Réaliser le calcul d’autonomie avec marge de 20 % et choisir une capacité commerciale supérieure au résultat théorique. | --- *Fin de cours.*