Ringo est un kit de téléphone portable. Que peut-on en faire ? Assembler soi-même un téléphone portable ! Et pourquoi faire ça ? Pour apprendre comment ça marche. Point.
  
Il est difficile de se faire une idée claire du matériel et des logiciels d’un téléphone portable. Ce sont des techniques on ne peut plus modernes, avec lesquelles Apple et ses concurrents ont gagné des centaines de milliards de dollars au cours de la dernière décennie. Pourquoi construire soi-même un tel appareil ? Pour suivre les traces de Steve Jobs ? Certainement pas. Pour acquérir des connaissances afin de pirater d’autres appareils et prendre le contrôle d'entreprises ou de réseaux entiers ? Bof. Pour apprendre et comprendre les fonctions de base d'un téléphone, leur fonctionnement… Oui, Ringo est un cadeau de Noël idéal, dont vos enfants profiteront longtemps et avec lequel ils apprendront beaucoup, notamment pendant l'assemblage (pour lequel vous les aiderez, bien sûr). Le kit, appelé Makerphone par CircuitMess, provient d'un projet Kickstarter. Je vous recommande la vidéo qui donne une bonne impression d’ensemble de Ringo.
  
Vidéo de Ringo Kickstarter

Expérimentations radio

Avant, l’étude et la mise au point d’un nouvel appareil CDMA Verizon coûtaient plusieurs centaines de milliers de dollars et beaucoup de patience. Les processus de certification (incroyablement compliqués) ont souvent dissuadé les petites entreprises. Ces dernières années, pour les appareils LTE et Cie, la procédure de certification s’est simplifiée. Néanmoins, les composants restent une source de problèmes : si vous avez déjà eu affaire aux exigences (considérables) d'un SOC pour téléphone tactile, vous savez que c’est un obstacle majeur.
Que l'on aborde le thème de la radio mobile par intérêt pour sa particularité technique, ou simplement pour le plaisir de découvrir, le kit de téléphone portable proposé par CircuitMess est une promesse de satisfaction. Elektor m'en a soumis un échantillon, pour que je parle de mes expériences avec cet outil.

Qu'est-ce qu'il contient ?

L'architecture de base est un ESP32 qui coopère avec un module plus ou moins fini de type PCI, doté d’un processeur de réseau SIM800. Il en résulte une prise en charge très limitée des téléphones mobiles : il n'y a pas plus que le GPRS. Malheureusement, dans certains pays, les réseaux 2G seront fermés tôt ou tard, mais ne vous inquiétez pas. Cela prendra encore du temps, car la 3G sera d'abord désactivée d’abord pour être remplacée par la 5G, en raison de la mauvaise qualité des signaux vocaux, de sorte que le GSM restera disponible pendant plusieurs années encore dans la plupart des régions du monde.
 
Quoi qu'il en soit, l'emballage à lui seul est déjà intéressant, avec sa mousse moulée dans une boîte (fig. 1) pour accueillir les modules. C’est moderne, donc il n'y a plus de manuel imprimé, mais il est disponible sur la toile.
 
Figure 1. Les pièces du kit sont bien présentées. (Source : CircuitMess
D'un point de vue technique, Ringo est un appareil bien doté. L'ESP32 peut accéder à une mémoire externe sous forme de carte micro SD. L’écran couleur de 4,5 cm (1,8 pouce) a une résolution de 160 x 128 pixels.
 
Pour l'interaction avec l'utilisateur, il y a un clavier T9 normal, mais aussi un très petit manche de commande (joystick). Pour la communication en réseau, Ringo offre à la fois la téléphonie et la possibilité d'envoyer et de recevoir de SMS. L'équipement audio de Ringo est bon. Malheureusement, les boutons des différentes touches ne sont pas imprimés. Ce n'est pas très agréable, mais le bloc habituel de 12 boutons devrait être assez explicite. Il y a aussi un groupe de LED RGB au dos de la carte.

Assemblée !

Dans la documentation, le fabricant décrit le kit comme adapté à des enfants de 11 ans. Quelque chose ne va pas ! En fait, la carte est fournie avec les CMS implantés et vous n’aurez à y souder que des composants munis de broches. Pas besoin de four de refusion pour l’instant.
 
À mon avis, la construction du kit a été bien étudiée pour des utilisateurs peu expérimentés. Certaines cartes sont étudiées pour éviter tout contact avec un circuit voisin susceptible de produire un court-circuit. Les concepteurs ont soigné les détails. Par exemple, les îlots de soudure n’apparaissent que d’un côté de la carte ESP32 embarquée, le côté opposé est entièrement isolé (fig. 2). Grâce à cette précaution, on ne pourra pas souder les connecteurs du mauvais côté, à moins de vouloir le faire exprès.
 
Figure 2. Une face de la carte est recouverte de vernis, de sorte que vous ne risquez pas de vous tromper
en soudant les connecteurs du faux côté.
Les connecteurs utilisés sont de très bonne qualité – je me demande pourquoi ils n'ont pas été coupés à la bonne longueur. J'ai été moins impressionné par deux entretoises de taille juste un peu différente. Une différence aussi faible peut être déroutante, surtout pour de jeunes électroniciens inexpérimentés. De plus, je ne comprends pas pourquoi les entretoises ont dû être vissées ensemble et pourquoi les entretoises imprimées en 3D n'ont pas été incluses. Ce sont des détails presque insignifiants.
 
Pour assembler les deux circuits imprimés, celui de l'ESP32 n'est maintenu que par une seule vis (fig. 3). C’est un peu léger selon moi. Un soudeur inexpérimenté risque de souder le circuit imprimé sous un angle comme on le voit sur la photo. Ce qui n'est pas une catastrophe, puisque ça marche. Le montage de mon Ringo a été facile malgré cette petite imperfection.
 
Figure 3. La deuxième carte est montée sur la première. La barrette est un peu de travers, mais ça fonctionne.

Figure 4. Organes et connexions de Ringo. (Source : CircuitMess).
Un autre point de critique assez mineur est que le manuel recommande d'installer d'abord les circuits imprimés, puis les boutons. Cette recommandation est défavorable dans la mesure où certains boutons sont proches des cartes, ce qui rend leur fixation difficile.
La figure 4 montre le téléphone mobile fini, y compris l'étiquetage des éléments de fonctionnement.
 
Les panneaux avant et arrière sont une pièce de plastique, découpée au laser - une approche intéressante que je compte bien utiliser pour l’un de mes futurs projets. L'assemblage du Ringo est un exercice intéressant, instructif entre autres sur la construction mécanique.
Il n’y a pas à craindre de réels problèmes de soudure.

Premier démarrage

Après l'assemblage réussi du téléphone, on se rend compte qu’il est un peu grand. Appuyez sur le bouton Power pour réveiller l'ESP32 intégré. À ce stade, vous serez probablement invité à recharger le téléphone. Le kit comprend un chargeur muni d’un connecteur micro-USB. Si vous avez un téléphone moderne, son câble de charge avec prise USB-C ne conviendra pas.
 
Une carte micro-SIM est nécessaire. Les cartes nano-SIM courantes sont trop petites, à moins de disposer aussi d’un adaptateur. Si vous cherchez des cartes SIM pour applications IdO, ce n’est pas au supermarché ni dans les boutiques de téléphonie mobile qu’il faut aller. Il existe des fournisseurs spécialisés dans l'IdO, tels que podGROUP, qui pour une faible consommation de données proposent des prix beaucoup plus bas (de l'ordre de 2 à 3 € par mois et par carte SIM).
 
L'ESP32 n’a pas la carrure pour un système d'exploitation complet. Il faudra donc être prudent lors de modifications du logiciel. Si vous écrivez un nouveau sketch dans le SoC de l'ESP32 avec l'EDI Arduino, vous écraserez le micrologiciel qui s'y trouve et assure le fonctionnement du téléphone.
 
La manière la plus élégante est de mettre en place la chaîne d'outils basée sur PlatformIO, qui permet ensuite d'adapter le microprogramme. Comme pour un RTOS classique, tous les modules sont placés dans un fichier .bin au moment de la compilation, qui est ensuite exécuté.
 
D'ailleurs, le micrologiciel fourni par CircuitMess n'est pas seulement adapté comme logiciel d'exploitation. Si vous l'étudiez attentivement, vous apprendrez un ou deux trucs sur la programmation du système.

Ringo remplacera-t-il votre téléphone ?

Ce n'est pas pour Ringo que vous mettres votre téléphone au rencart. Un téléphone tactile moderne sait faire beaucoup de choses qui restent hors de portée de Ringo, et sa puissance de traitement est très supérieure.
  
Pourtant Ringo est un kit que vous aurez beaucoup de plaisir à assembler, et avec lequel vous apprendrez beaucoup. Son architecture convient également à la création de divers systèmes de communication spécialisés.
 
Programmé correctement, le microprogramme de l'ESP32 est beaucoup plus compact qu'un système d'exploitation complet comme Android. À condition que le module radio ne soit jamais alimenté par son interface qu’en informations cryptées, il est possible de construire un téléphone pratiquement invulnérable susceptible de résister à de nombreux scénarios d'attaque. Il peut s’agir là d’un puissant atout pour certaines applications.
 
Si j'avais 15 ans de moins, je ne manquerais ni d’idées d’applications pour ce téléphone portable fait maison ni de temps à y consacrer au lieu de faire le kéké avec un modèle de commerce.
Ringo est un kit que j'ai eu beaucoup de plaisir à monter.