La mallette de l’agent secret



Un récepteur audio-vidéo à 2,4 GHz, un récepteur télé pour les canaux 12 ou 21, un écran plat de 5,6 pouces et un magnétoscope reliés ensemble constituent un système complet, pouvant fonctionner sous 12 ou 220 volts, capable d’intercepter et d’enregistrer les signaux émis par un grand nombre d’émetteurs audio-vidéo.

Nous avons déjà eu l’occasion de présenter des projets relatifs à l’émission de sons et d’images.
Les appareils décrits et proposés en kit, en plus de ceux que l’on peut trouver dans le commerce déjà assemblés, sont essentiellement employés dans le domaine de la sécurité pour surveiller des endroits sensibles : entrées privées, magasins, banques, préfectures, etc.
Le plus souvent, ils sont installés de façon visible, dans un but de dissuasion, car chacun sait que leur présence n’incite personne à faire de travers.
C’est ainsi que l’on évite un grand nombre de malfrats et d’actes de vandalisme et que l’on contribue au maintien de la sécurité.
Mais leur utilisation ne s’arrête pas toujours là, car l’on constate que ces appareils sont de plus en plus employés pour surveiller le comportement des personnes, à leur insu.
D’une certaine manière, c’est comme si le micro-espion avait été supplanté par l’émetteur-vidéoespion.
Le micro-émetteur, caché dans un coin, transmettait uniquement des sons (conversations et bruits).
Tandis que l’émetteur vidéo, judicieusement dissimulé, transmet sons et images.
Vous voyez bien que, quel que soit le domaine, on n’ar rête pas le progrès !
Alors qu’auparavant on ne pouvait qu’écouter les sons à l’intérieur d’un local et seulement deviner ce qui s’y passait, maintenant on peut garder le contrôle total d’une pièce : voir les personnes présentes, ce qu’elles font, même lorsqu’elles ne parlent pas.
Autrement dit : après avoir essentiellement été utilisés par les forces de l’ordre pour le maintien de la sécurité publique, ces émetteurs ont peu à peu envahi d’autres domaines.
C’est ainsi que, par exemple, ils sont employés par les journalistes pour des enquêtes ne supportant pas la présence affichée d’une caméra ou pour des reportages à risque, mais aussi par une certaine catégorie de mamans qui se sentent rassurées quand elles peuvent surveiller leur bébé dans la chambre ou dans la salle de jeu.
On voit que, d’une utilisation pour ainsi dire légale, on est vite passé à des utilisations qui, sans pour autant les qualifier d’illégales, ont détourné l’intention première.
On sait, par exemple, que tout l’espionnage industriel moderne, contrôlant les salles de production et les va-et-vient du personnel, fait largement appel à ce genre d’appareils.
Quel que soit l’emploi que l’on fait de tels émetteurs, ceux qui opèrent dans le secteur ont senti le besoin de disposer d’un équipement leur permettant de rapidement vérifier le contenu et la qualité des images. Un équipement sobre léger et portable, ayant l’aspect d’une mallette, du genre de celle que nous présentons ce mois-ci (voir la figure 1), capable d’explorer une large plage de fréquences.
Une telle mallette, mise entre les mains d’un installateur, représente assurément un formidable outil de travail, car elle lui permet de vérifier l’installation et d’en améliorer les performances.
A l’autre bout, ceux qui opèrent dans le domaine des investigations et auxquels on fait appel pour savoir si des micros ou des caméras sont cachés à un certain endroit en vue de les repérer et de les supprimer, une mallette de ce genre représente une manne tombée du ciel.
En effet, portée comme un attaché-case ouvert dans les bras, une telle valise compacte rend assurément moins suspect celui qui la porte, en lui offrant par ailleurs le top du confort et de l’efficacité.
Enfin, ceux qui ont la charge de surveiller quelqu’un (légalement, bien entendu), peuvent aussi apporter la preuve matérielle sur les informations récoltées, grâce à un magnétoscope incorporé dans la mallette.
Après cette brève présentation de ce qu’on pourrait appeler la parfaite panoplie de l’agent secret moderne, voyons les éléments qui la composent.

Ce qu’on trouve à l’intérieur
Notre mallette se compose d’un récepteur audio-vidéo à large bande de 2 à 2,7 GHz (récepteur au pas de 125 kHz, 1 MHz ou 5 MHz décrit dans ELM 25, page 12 et suivantes), d’un écran plat de 5,6 pouces (figure 2), d’un petit magnétoscope et d’une alimentation basée sur un convertisseur inédit qui, en partant d’une batterie de 12 volts, fournit la tension alternative de 220 volts nécessaire à faire fonctionner le magnétoscope.

Figure 1 : Notre mallette en aluminium abrite un récepteur audio-vidéo à 2,4 GHz, un récepteur TV pour les canaux H2 et 21, un écran plat, un magnétoscope, un bloc alimentation secteur, deux batteries et un convertisseur. Un équipement de ce genre, discret, léger et portable, sans en avoir l’air, pourrait constituer la parfaite panoplie de l’agent secret moderne !

Figure 2 : L’écran utilisé est un modèle plat, à encastrer, de 5,6 pouces, fournissant images et sons, avec réglage de volume et interrupteur marche/ arrêt.

L’alimentation générale
Procédons par ordre et analysons tout d’abord le schéma électrique de l’alimentation générale (figure 3a) et la câblerie relative aux interconnexions audio et vidéo (figure 3b).
Il est évident que si nous avions pu utiliser un magnétoscope alimenté sous 12 volts, l’assemblage de la mallette aurait été extrêmement simple. Mais nous avons dû composer avec ce que l’on trouve dans le commerce et les prix qui sont demandés.
En effet (et malheureusement), nous avons constaté que le choix entre magnétoscopes fonctionnant sous 12 volts se limite à très peu de modèles.
Par ailleurs, ils sont extrêmement chers et demandent un délai de livraison beaucoup trop long.
C’est donc contraints et forcés que nous avons dû nous tourner vers un modèle alimenté sous 220 volts, du genre de ceux qu’on trouve dans quasiment tous les magasins de radio et Hi-Fi, choisi parmi ceux de plus petite taille, pour parvenir à une mallette et non pas à une malle !
L’alimentation fait appel à un bloc adaptateur secteur du type que l’on achète tout fait, capable de fournir une tension d’environ 15 volts sous 1,5 ampère.
En fermant l’interrupteur S3, cet étage recharge les batteries BAT1 (via la diode D1) et BAT2 (via la diode D2).
Ces deux batteries sont toutes les deux des modèles de 12 volts 6,5 A/h.
La première (BAT1) sert à alimenter le convertisseur élévateur de tension (de 12 à 220 volts) dont nous nous occuperons plus loin et qui fournit la tension nécessaire à faire fonctionner le magnétoscope.
Au moyen de l’inverseur bipolaire S1 il est possible de choisir soit la tension à 220 volts directement fournie par le secteur (si celui-ci est disponible), soit celle fournie par le convertisseur.
Ce dernier est en permanence relié à la batterie mais il ne fonctionne que si l’on ferme l’interrupteur S2. L’autre batterie (BAT2) alimente l’écran plat et le récepteur audio-vidéo à 2,4 GHz.
S4 est l’interrupteur qui met en route le récepteur, tandis que l’écran dispose de son propre bouton marche/ arrêt.
Il va de soi que lorsque pour alimenter le magnétoscope on peut utiliser la tension du secteur, il faut se servir de celle-ci de préférence. Dans ce cas il faut maintenir l’interrupteur S3 en position ON pour recharger les batteries.
Il ne faut faire appel aux batteries que dans le seul cas où on ne peut pas faire autrement. Celles-ci doivent pouvoir garantir une autonomie moyenne d’au moins 3 heures.
Pour ce qui concerne la câblerie relative aux interconnexions audio et vidéo (figure 3b), on peut voir que l’écran peut être asservi soit au récepteur à 2,4 GHz, soit au tuner du magnétoscope réglé sur les canaux 12 ou 22.
Quant au magnétoscope, il peut enregistrer soit les émissions captées par le récepteur à 2,4 GHz, soit celles captées par le tuner du magnétoscope.
Voici pour ce qui concerne le schéma électrique général. Analysons maintenant le convertisseur.

Figure 3a : Schéma électrique de l’alimentation générale. Les deux batteries sont des modèles de 12 volts 6,5 A/h. L’une d’elles alimente le convertisseur, l’autre alimente l’écran et le récepteur. Les deux diodes doivent pouvoir supporter un courant d’au moins 5 ampères.

Figure 3b : Schéma de la câblerie relative aux interconnexions audio et vidéo. L’écran peut être asservi soit au récepteur soit au tuner du magnétoscope (canaux TV 12 ou 22), tandis que le magnétoscope peut enregistrer les images provenant tant du récepteur que du tuner du magnétoscope.

Le convertisseur

Figure 4 : Schéma électrique du convertisseur.

Son schéma est celui de la figure 4. En partant d’une tension continue de 12 volts, ce convertisseur fournit une tension alternative de 220 volts à 50 hertz sous un courant suffisamment puissant pour alimenter un magnétoscope. En général, les magnétoscopes économiques, du genre de celui que nous avons utilisé pour réaliser nos prototypes et qui coûtent moins de 150 euros (moins de 1 000 francs, si vous préférez), consomment entre 20 et 25 watts.
Comme notre convertisseur peut fournir plus de 50 watts, l’on dispose d’une bonne marge de sécurité. En fait, ainsi que vous avez pu vous en rendre compte, il ne s’agit pas d’un convertisseur comme les autres.
Si nous nous sommes tant investis pour réaliser un convertisseur sortant de l’ordinaire c’est parce que, sachant que les magnétoscopes sont très sensibles aux nuisances pouvant être véhiculées par les lignes d’alimentation, nous ne pouvions pas faire appel à un circuit du type à onde sinusoïdale modifiée, car ce genre de circuit est très décevant quant à la pureté du signal. Tandis que notre circuit, tout en restant simple, génère un signal qui se rapproche fort de la forme sinusoïdale mais dont la principale qualité est d’être très "propre". Ceci grâce d’une part au transformateur de sortie et à son filtre R/C qui arrondit la forme du signal, et d’autre part à l’emploi d’un microcontrôleur PIC12C672 (U2) programmé pour fournir aux demialternances une modulation de type PWM.
Les deux demi-alternances de 10 ms présentes sur les sorties GP1 (patte 6) et GP2 (patte 5) étant modulées en largeur d’impulsion, l’onde reconstruite par le transformateur, même sans prendre une allure parfaitement sinusoïdale, se présente totalement dépourvue de pointes (spikes).
Les trains d’impulsions, déphasés entre eux de 180 degrés, sont d’abord appliqués aux transistors drivers T1 et T2, puis aux MOSFET de puissance MST1 et MST2 avant de parvenir aux extrémités de l’enroulement primaire dont le point milieu est relié au +12 V.
Chaque moitié de cet enroulement représente en fait la résistance de charge pour chacun des MOSFET, sollicités alternativement.
Comme transfo nous avons utilisé un modèle torique avec primaire de 220 volts et secondaire de 10+10 volts, monté à l’envers (le primaire servant de secondaire, et inversement) pour fonctionner comme élévateur de tension.
La tension de sortie atteint presque exactement 220 volts. En fait, comme le circuit est dépourvu de contre-réaction, la tension de sortie varie, en fonction de la charge, entre 200 et 250 volts. Mais ceci est sans conséquence sur le fonctionnement du magnétoscope car, en charge, la tension descend presque exactement à 220 volts.
Vous remarquerez que ce convertisseur ne dispose d’aucun interrupteur marche/arrêt mettant au repos les étages de puissance. En effet, à la place du classique interrupteur hard, nous avons mis en place une sorte d’interrupteur soft (ON) aboutissant à la patte 7 du microcontrôleur.
Pour que le convertisseur se mette à débiter, il suffit de porter cette patte (GP0) à l’état haut.
Le microcontrôleur est alimenté sous 5 volts stabilisés fournis par le régulateur U1.
Le cavalier J1 sert à modifier la valeur de la tension de référence lue par la patte 4 (GP3) du microcontrôleur.
Si ce cavalier est fermé, la référence étant la masse, le circuit peut fonctionner même avec des tensions d’entrée inférieures à 12 volts (jusqu’à 8 volts).
Ce qui revient à dire qu’en conditions normales, c’est-à-dire lorsque les batteries sont chargées, ce cavalier doit être retiré. Il doit être mis en place seulement à partir du moment où la tension dans les batteries commence à faiblir.
Le réseau RC présent en sortie après le transfo est constitué d’une résistance de 100 kilohms et d’un condensateur de 100 nF/630 volts. Mais ces valeurs peuvent être retouchées si les caractéristiques de votre transformateur de sortie s’écartent de celles que nous avons relevées sur le nôtre.

Figure 5 : Schéma d’implantation des composants du convertisseur.

Figure 6 : Photo de l’un de nos prototypes. A ce stade, manquent encore le transformateur de sortie et le filtre RC.

Liste des composants de l’alimentation
R1 = 10 kΩ
R2 = 4,7 kΩ
R3 = 4,7 kΩ
R4 = 4,7 kΩ
R5 = 4,7 kΩ
R6 = 4,7 kΩ
R7 = 560 Ω 2 W
R8 = 560 Ω 2 W
R9 = 10 kΩ
C1-C2 = 100 nF
C3 = 1000 μF 25 V électrolytique
U1 = Régulateur 7805
U2 = μC PIC12C672-MF381
Q1 = Quartz 20 MHz
T1 = NPN BC547B
T2 = NPN BC547B
MST1 = MOSFET FG70N06
MST2 = MOSFET FG70N06

Divers :
1 Transfo torique prim. 220 V sec. 2 x 10 V (voir texte)
1 Support 2 x 4 broches
1 Bornier 3 pôles
2 Picots sécables
1 Cavalier pour dito
2 Radiateurs (ML33 ou éq.)
2 Lots de visserie
3M A pour dito
1 Circuit imprimé réf. S381


La réalisation du convertisseur
La réalisation pratique du convertisseur s’effectue sans problèmes particuliers.
Tous les composants, à l’exception du transfo, prennent place sur le circuit imprimé de petites dimensions dont le tracé est donné à la figure 5.
Il faut commencer par reproduire ce tracé sur un stratifié simple face, procéder au perçage des trous et puis souder la petite vingtaine de composants en vous aidant de la sérigraphie de la figure 6. Vous remarquerez au passage que les deux grands radiateurs sur lesquels il faut implanter les MOSFET de puissance occupent, à eux seuls, une bonne moitié de la place.
Le montage terminé prend alors l’allure que montre la photo de la figure 7.
Vérifiez que chaque composant est à sa bonne place, puis connectez le circuit au transfo complété par le filtre RC (figure 8).
Branchez le convertisseur.
Puis, pour effectuer un test rapide, reliez à sa sortie une lampe d’éclairage de 220 volts 20 watts.
La lampe ne doit pas s’allumer.
C’est normal. L’entrée ON du microcontrôleur n’est pas encore active. Ramenez cette entrée au positif de l’alimentation. A partir de maintenant vous faites fonctionner le convertisseur et la lampe s’allume. Laissez la lampe allumée pendant un certain temps et vérifiez que les MOSFET ne chauffent pas trop.

Figure 7 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du convertisseur.

Figure 8 : Photo d’un autre prototype de notre convertisseur. Ici la carte a été reliée au transformateur, dont les trois fils sont directement soudés au circuit imprimé. Remarquez la présence du microcontrôleur qui fait de ce convertisseur un modèle à part. En premier lieu parce que la tension qu’il délivre se rapproche fortement de la forme sinusoïdale. Ensuite parce que l’onde est totalement dépourvue de nuisances.

Assemblage de la mallette
Commencez avant tout par acheter le magnétoscope. Choisissez un modèle de petite taille. Puis, en fonction de ce que vous avez trouvé, achetez la mallette que vous jugez la plus adaptée.
Elle doit être, de préférence, en aluminium, du genre de ce qu’on trouve dans les magasins de bricolage pour ranger les outils ou le matériel électrique.
Le couvercle Le rabat du couvercle doit mesurer au moins 4 cm, pour pouvoir y loger l’écran plat (figure 9). Pour cela, nous avons utilisé une plaque d’aluminium, fixée au couvercle par collage, au moyen de tenons coupés à la bonne longueur.
C’est sur cette plaque que nous avons fixé l’écran plat. Derrière elle, contre le couvercle, nous avons fixé le récepteur audio-vidéo à 2,4 GHz, modèle présenté dans ELM 25, page 12 et suivantes, capable notamment de capter les signaux (sons et images) émis par le mini émetteur TV pour les bandes UHF et VHF décrit dans ELM 26, page 22 et suivantes.
L’assemblage demande un peu de patience, du soin et de la précision.
Il faut savoir percer des trous et utiliser parfois la scie et la lime pour aménager les passages, relatifs notamment aux cinq touches de contrôle et à l’afficheur LCD.
Le récepteur à proprement parler nous l’avons fixé plus haut, toujours contre le couvercle, en retrait par rapport à la plaque d’aluminium.
Cette position laisse libre l’antenne et permet d’en modifier l’orientation.
Le fond Pour le fond aussi nous avons utilisé une plaque d’aluminium.
Cette plus grande plaque permet de cacher toute la câblerie et les différents éléments électromécaniques : les batteries, le bloc adaptateur secteur, le convertisseur et le transformateur ainsi que le filtre RC qui lui est associé.
Pour pouvoir loger le magnétoscope, il faut aménager une ouverture un peu plus grande que sa façade, de manière à pouvoir le rentrer et le maintenir légèrement incliné, pour accéder aux commandes situées sur sa face avant. Sans toutefois exagérer, sous peine de ne plus savoir fermer le couvercle de la mallette.

Figure 9 : La mallette doit avoir un couvercle suffisamment profond pour pouvoir y loger une petite plaque d’aluminium supportant l’écran et le récepteur. Le récepteur audio-vidéo peut alors être fixé sur le fond, protégé par les rabats.

Figure 10 : Le récepteur que nous avons incorporé dans la mallette est celui que nous avons décrit dans ELM 25, page 12 et suivantes. Equipé d’un modulateur HF programmable via un bus I2C, il peut capter même les émissions provenant d’émetteurs opérant en dehors des bandes conventionnelles. Son étendue va de 2 à 2,7 GHz environ.

Figure 11 : Le récepteur équipant la mallette capte, entre autres, les signaux (sons et images) émis par le mini émetteur TV pour les bandes UHF et VHF décrit dans ELM 26, page 22 et suivantes.

 
 
Fréquences reçues :a) 2,0 à 2,7 GHz
b) canaux TV 1 à 99
Récepteur 2,4 GHz :automatique ou manuel
Ecran :TFT 5,6 pouces
Sortie audio :1 watt
Magnétoscope :VHS
Alimentation :a) 220 volts
b) 13,8 volts
Batteries :2 x 6,5 A/h
Autonomie (batteries) :3 à 4 heures

Figure 12 : Caractéristiques techniques

Dernières précisions
Il est évident que cette façon de ranger les appareils dans la mallette n’est pas la seule et unique. C’est la nôtre et elle a l’avantage d’avoir été testée.
La mallette ainsi aménagée s’est avérée pratique.
Mais si besoin était, vous êtes libre d’adopter une quelconque autre solution, surtout si vous avez affaire à une mallette différente, ou si vous avez besoin de lui donner une présentation différente.
Pour ce qui concerne la câblerie relative aux interconnexions audio et vidéo, référez-vous à nouveau au schéma de la figure 3b.
A ceux d’entre vous qui auraient Electronique magazine dans les mains pour la première fois et qui voudraient réaliser cette mallette, nous leur recommandons de lire ELM 25, page 12 et suivantes dans lequel le récepteur audio-vidéo est décrit en détail (ils y trouveront aussi son mode d’emploi), ainsi qu’ELM 26, page 22 et suivantes, pour ce qui concerne le mini émetteur TV.
Enfin, il ne faut pas oublier que le tuner du magnétoscope a besoin d’une antenne.
Choisissez de préférence un modèle en V pour télé, à brins télescopiques.
Il convient de la fixer à un endroit qui vous permette de la faire pivoter dans tous les sens pour en ajuster l’orientation.
Faites en sorte que les câbles ne voyagent pas au fond de la mallette.
Que vous l’utilisiez pour votre hobby ou pour votre travail, nous sommes sûrs qu’avec un peu d’entraînement cette mallette du spécialiste audio/vidéo vous deviendra vite indispensable.

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