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Revision as of 15:44, 14 December 2013
Contents
Exemple de rétro-ingénierie d'un LCD : Balance Téraillon TX6000
Contexte
Le but est de pouvoir hacker une balance qui coûte en moyenne 20 euros afin de pouvoir lire directement le poids sur un autre device.
Les sources d'inspiration sont :
- http://quo.vadis.stojkovic.ch/hacking-a-weighing-scale/
- http://troels.leegaard.org/misc/grundtal20047/ <= code final retenu à partir de cette base.
- et surtout celui là pour la compréhension du fonctionnement d'un LCD (La première partie, pas la partie sur le Zilog) : http://troels.leegaard.org/misc/grundtal20047/lcd-an0162.pdf
Etape 1 : comprendre comment fonctionne le LCD
Il faut déjà savoir qu'il est actionné par un courant alternatif de l'ordre de 50 htz et 2.3 V
Si jamais on l'actionne avec du DC trop longtemps, les cristaux liquides vont se coller à l'une des électrodes et le LCD est foutu !!
Ensuite, le LCD de la LX6000 est en fait constitué de plages d'affichage qui sont multiplexées. (Voir le doc PDF listé en début d'article) Chaque segment est une plage, les points ou unités aussi.
Il faut donc faire des essais pour connaître les "coordonnées" de chaque segment. Maintenant que l'on sait tout ça, on démonte la bête et on injecte du courant directement dans le LCD grâce au code et montage ci-après.
Pour cela on utilise un Arduino avec 2 pins en digitalWrite de façon alternative. Le code ressemble à ça :
digitalWrite(5, HIGH); digitalWrite(6, LOW); delay(20); digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(6, HIGH); delay(20);
Le montage à ça de façon à limiter le voltage on utilise 2 résistances identiques :
Il vous faut ensuite faire des essais et en noter le résultat pour reconstituer le cablage du LCD. Pour la balance LX6000 on obtient :
Etape 2: souder et remonter la bête
Perso j'ai utilisé une vieille nappe de pc que j'ai soudé comme sur la photo. Il reste ensuite à connecter le tout à un arduino. On observe que sur le TX6000 il existe un petit bouton qui est censé controler les unités. Il est très utile car il peut ervir à réveiller la balance de sa torpeur pour lancer une mesure à distance. Sachant que le tarage est fait une fois pour toute à la première mise en route, on peut alors mesurer des charge à distance sans avoir besoin de remettre le tout à 0 et donc d'enlever la charge avant la pesée. Pratique pour une télérelève !
Etape 3 : code arduino de lecture du LCD
Le principe est tout simple : Échantillonner rapidement les sorties des pins et backplane de la balance.
A chaque lecture on détermine quel backplane est actif (Valeur analogique différentes des autres), on note quels pins sont actifs et on en déduit quels sont les segments actifs. La lecture durant plusieurs secondes, on aura statistiquement des résultats pour tous les couples Backplane/Pin qui sont actifs. On fait une moyenne en divisant par le nombre de lecture validées pour chaque backplane et tout ce qui se rapproche de 1 est considéré comme allumé.
On créer ensuite une fonction qui détermine les digits en fonction des segments allumés et on en déduit le poids !
La lecture doit se faire alors que l'affichage LCD est stabilisé sur le poids final. J'ai donc ajouté un bouton pour déclencher la lecture manuellement une fois la pesée faite et que le poids s'affiche pendant qqs seconde sur la balance. Si vous voulez une autre fonctionnalité il faudra développer un autre code avec une temporisation.
Voici donc le code.
#define bouton 13
//Initialisation des variables
int lcdA=0,lcdB=0,lcdC=0,lcdD=0;
int pa,pb,pc,pd;
bool lcd0,lcd1,lcd2,lcd3,lcd4,lcd5,lcd6,lcd7,lcd8,lcd9;
unsigned int SAn, SBn, SCn, SDDn;
unsigned int SA[10], SB[10], SC[10], SDD[10];
bool A[10], B[10], C[10], D[10];
int bas=100; // valeur à déterminer en fonction du type de backplane
// Fonction de lecture des Digits en fonctions des résultats
int getDigit(int i, int j)
{
if ( A[i] && A[j] && B[i] && !B[j] && C[i] && C[j] && true && D[j]) return 0;
if (!A[i] && !A[j] && B[i] && !B[j] && C[i] && !C[j] && true && !D[j]) return 1;
if ( A[i] && !A[j] && B[i] && B[j] && !C[i] && C[j] && true && D[j]) return 2;
if ( A[i] && !A[j] && B[i] && B[j] && C[i] && !C[j] && true && D[j]) return 3;
if (!A[i] && A[j] && B[i] && B[j] && C[i] && !C[j] && true && !D[j]) return 4;
if ( A[i] && A[j] && !B[i] && B[j] && C[i] && !C[j] && true && D[j]) return 5;
if ( A[i] && A[j] && !B[i] && B[j] && C[i] && C[j] && true && D[j]) return 6;
if ( A[i] && !A[j] && B[i] && !B[j] && C[i] && !C[j] && true && !D[j]) return 7;
if ( A[i] && A[j] && B[i] && B[j] && C[i] && C[j] && true && D[j]) return 8;
if ( A[i] && A[j] && B[i] && B[j] && C[i] && !C[j] && true && D[j]) return 9;
return 0;
}
void setup() {
for (int i=0; i<10; i++) {
pinMode(i, INPUT);
}
pinMode(A1, INPUT);
pinMode(A2, INPUT);
pinMode(A3, INPUT);
pinMode(A4, INPUT);
pinMode(bouton, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
// On attend que le bouton soit pressé pour faire la mesure, ce qui nous laisse décider de déclencher quand la balance valide la mesure et reste ensuite avec un affichage fixe du poids
while (digitalRead(bouton)==0){}
// Mesure de départ qui aide à déterminer si le LCD est actif
lcdA = analogRead(A1);
lcdB = analogRead(A2);
lcdC = analogRead(A3);
lcdD = analogRead(A4);
// Démarrage des mesures
SAn = SBn = SCn = SDDn = 0;
for (int i=0; i<10; i++) {
SA[i] = SB[i] = SC[i] = SDD[i] = 0;
}
int i=0;
while (lcdA != 0 || lcdB != 0 || lcdC != 0 || lcdD != 0)
{
lcdA = analogRead(A1);
lcdB = analogRead(A2);
lcdC = analogRead(A3);
lcdD = analogRead(A4);
lcd0 = digitalRead(2);
lcd1 = digitalRead(3);
lcd2 = digitalRead(4);
lcd3 = digitalRead(5);
lcd4 = digitalRead(6);
lcd5 = digitalRead(7);
lcd6 = digitalRead(8);
lcd7 = digitalRead(9);
lcd8 = digitalRead(10);
lcd9 = digitalRead(11);
/* // A utiliser pour un affichage en cours de lecture pour test
Serial.print("A ");
Serial.print(lcdA);
Serial.print(" B ");
Serial.print(lcdB);
Serial.print(" C ");
Serial.print(lcdC);
Serial.print(" D ");
Serial.print(lcdD);
Serial.print(" - ");
Serial.print(lcd0);
Serial.print(lcd1);
Serial.print(lcd2);
Serial.print(lcd3);
Serial.print(lcd4);
Serial.print(lcd5);
Serial.print(lcd6);
Serial.print(lcd7);
Serial.print(lcd8);
Serial.println(lcd9);
*/
if (lcdA < bas)
{
SA[0] += lcd0;
SA[1] += lcd1;
SA[2] += lcd2;
SA[3] += lcd3;
SA[4] += lcd4;
SA[5] += lcd5;
SA[6] += lcd6;
SA[7] += lcd7;
SA[8] += lcd8;
SA[9] += lcd9;
SAn++;
}
if (lcdB < bas)
{
SB[0] += lcd0;
SB[1] += lcd1;
SB[2] += lcd2;
SB[3] += lcd3;
SB[4] += lcd4;
SB[5] += lcd5;
SB[6] += lcd6;
SB[7] += lcd7;
SB[8] += lcd8;
SB[9] += lcd9;
SBn++;
}
if (lcdC <= bas)
{
SC[0] += lcd0;
SC[1] += lcd1;
SC[2] += lcd2;
SC[3] += lcd3;
SC[4] += lcd4;
SC[5] += lcd5;
SC[6] += lcd6;
SC[7] += lcd7;
SC[8] += lcd8;
SC[9] += lcd9;
SCn++;
}
if (lcdD <= bas)
{
SDD[0] += lcd0;
SDD[1] += lcd1;
SDD[2] += lcd2;
SDD[3] += lcd3;
SDD[4] += lcd4;
SDD[5] += lcd5;
SDD[6] += lcd6;
SDD[7] += lcd7;
SDD[8] += lcd8;
SDD[9] += lcd9;
SDDn++;
}
i++;
}
// Un fois que le LCD s'éteind, on détermine les moyennes des mesures pour trier les vrais actifs
if (lcdA==0 && lcdB==0 && lcdC==0 && lcdD==0 && (SA[0]+SA[1]+SA[2]+SA[3]+SA[4]+SA[5]+SA[6]+SA[7]+SA[8]+SA[9]>0)) {
for (int i=0;i<10;i++){
A[i] = (1.0 * SA[i] / SAn >0.5);
B[i] = (1.0 * SB[i] / SBn >0.5);
C[i] = (1.0 * SC[i] / SCn >0.5);
D[i] = (1.0 * SDD[i] / SDDn >0.5);
}
// decoding
float weight = 100.0*getDigit(8,9) +10.0*getDigit(6,7) + 1.0*getDigit(4,5) + 0.1*getDigit(2,3);
// La mesure est maintenant terminée : on affiche sur le port série
Serial.print("On mesure : ");
Serial.print(weight);
Serial.println(" Kgs");
weight = 0;
delay(2000);
}
}
