Un micro-émetteur UHF en CMS, commandé par la voix

Grâce à l’utilisation d’un circuit permettant l’activation par la voix (vox), ce micro-émetteur UHF, consomme un courant inférieur à 2 milliampères au repos, ce qui lui assure une autonomie d’une dizaine de jours. L’étage HF utilise un module Aurel TX-FM Audio, ce qui garantit une portée comprise entre 50 et 300 mètres selon l’environnement.

Figure 1 : Schéma électrique du micro-récepteur UHF.

Dans de très nombreux cas, les microémetteurs sont alimentés à l’aide d’une pile, ce qui limite l’énergie disponible. Pour garantir une bonne autonomie, il est donc nécessaire que la consommation soit la plus basse possible.
En pratique, l’unique voie possible, consiste à utiliser un étage d’activation vocal (vox). Lorsqu’une personne parle dans le lieu où se trouve installé l’émetteur, le dispositif passe en émission.
En supposant que le micro-émetteur soit activé durant une heure par jour et que pour son alimentation nous utilisions une pile alcaline de 600 mA/h, le circuit fonctionnera pendant environ 10 jours, contre 2 jours seulement pour une version dépourvue de vox. Une différence appréciable ! Le montage proposé ici, permet d’obtenir une portée variant de 50 à 300 mètres, en fonction des obstacles, des parasites présents dans la zone, du type d’antenne utilisé, etc.

Le schéma
La section audio, utilise un micro électret (MIC) avec sa résistance de polarisation (R1).
Le signal de sortie à bas niveau de cet étage de capture du signal audio est appliqué au premier étage de préamplifi cation contenu dans le module hybride, précisément celui qui a comme entrée la broche 4 et comme sortie la broche 6. Cette section garantit un gain de 20 environ.
Le signal ainsi amplifi é, disponible sur la broche 6, est envoyé à travers le diviseur de tension composé de R7 et R8, à l’entrée du second étage préamplifi cateur, également présent à l’intérieur du module hybride et dont l’entrée se trouve sur la broche 7.
Cet étage, est caractérisé par un gain plus faible que celui du précédent étage, il n’est ici que de 5 environ.
Pour les deux étages amplifi cateurs BF contenus dans le module hybride, le diviseur externe exclu, le gain maximum est de 100.
Il faut tenir compte, que si notre diviseur présente un rapport de 10 à 1, dans notre cas, le gain total de l’étage basse fréquence est de 10.
Ce niveau d’amplifi cation, peut être modifi é, pour augmenter ou diminuer la sensibilité du micro-émetteur, en fonction du type de microphone utilisé.
En effet, toutes les capsules microphoniques ne présentent pas la même sensibilité.
Pour modifi er le gain de l’étage, on peut jouer sur la valeur de la résistance R8. En augmentant la valeur de ce composant, le gain de l’étage basse fréquence croît proportionnellement.
Pour fonctionner correctement, le module hybride TX-FM Audio, n’a besoin d’aucun autre composant externe, à part l’antenne à relier à la broche 15. En d’autres termes, si nous nous contentions d’un micro-émetteur réduit à sa plus simple expression, le circuit pourrait être considéré comme terminé ! De plus, nous pourrions éliminer également le condensateur C2 et utiliser le condensateur de liaison contenu dans le module hybride.
Evidemment, la broche 2 (enable), qui contrôle la mise en service, devrait être reliée à la ligne positive de l’alimentation. Dans notre cas, par contre, la broche est contrôlée par un circuit de vox simple, constitué par le transistor T1 et deux des quatre portes de U1.
Normalement, l’entrée de la porte de U1B (broches 8 et 9) est mise au niveau haut par la résistance R6, donc la sortie de cette porte (broche 10) présente un niveau bas, inhibant le fonctionnement du module hybride. Au contraire, la sortie de la porte U1A présente un niveau logique haut, car nous avons un niveau logique bas sur ses broches d’entrée (5 et 6).
En réalité, le niveau est d’environ 2,3 volts, proche du seuil de commutation, mais que la porte voit comme un niveau bas.
Cette tension, dépend du type de polarisation du transistor T1 : les broches 5 et 6 sont, en fait, connectées au collecteur de ce composant. En choisissant judicieusement les valeurs de R2 et de R3, il est possible de déterminer avec précision la tension continue présente au repos sur le collecteur de T1. Cet étage, fonctionne, lui aussi, comme amplifi cateur BF.
Le signal produit par le microphone, en plus de parvenir à l’entrée du module hybride, atteint également la base de T1 à travers le condensateur C1.
Voyons à présent ce qui se passe lorsque le microphone capte un signal audio, même très faible.

Le fonctionnement
Le signal est amplifi é par le transistor T1 et se superpose à la tension continue du collecteur. En pratique, la tension du collecteur varie vers le haut et vers le bas par rapport à la tension d’alimentation de repos.
Si la variation vers le haut permet à la composante continue d’atteindre le seuil de commutation de la porte, cette dernière, même si c’est pour un court instant, change d’état.
La broche 4 passe au zéro logique, provoquant la commutation de la deuxième porte et l’activation du module hybride.
Lorsque la première porte change d’état, le condensateur C3 se charge immédiatement, maintenant au niveau bas l’entrée de la porte U1B, laquelle permet au module hybride de rester actif.
En raison de la présence de la diode D1, le condensateur ne peut se décharger que via la résistance R6.
Nous avons dimensionné les valeurs de R6 et de C3 pour permettre au circuit de rester actif environ 20 secondes.
Evidemment, si durant ce laps de temps la porte U1A devait commuter à nouveau, comme cela se produit en présence d’autres signaux captés par le microphone, le condensateur se rechargerait à nouveau, réactivant la temporisation du monostable.
La sensibilité du circuit, en fait le niveau du signal audio nécessaire à son activation, dépend, dans ce cas, du niveau en courant continu du collecteur de T1, plus que de l’amplifi cation du signal BF. En fait, plus ce potentiel est près de celui nécessaire à la commutation de la porte, plus grande est la sensibilité, de sorte que même un signal audio très faible est suffi - sant pour faire commuter la porte.
En agissant sur R2, il est possible de modifi er la tension du collecteur de T1 et ainsi, la sensibilité du vox. En diminuant la valeur de la résistance, la tension sur le collecteur baisse et la sensibilité également. Au contraire, une augmentation de la valeur de R2, permet d’augmenter la sensibilité.
N’augmentez pas trop cette valeur, afi n d’éviter que la tension de collecteur ne dépasse celle de seuil, ce qui risquerait de maintenir le vox actif en permanence.
Comme antenne, utilisez un morceau de fi l rigide de 17 ou 34 centimètres de long (1/4 ou 1/2 onde).
Pour la réception du signal radio généré par notre micro-émetteur, vous pouvez utiliser un récepteur équipé d’un module hybride RX-FM Audio, parfaitement adapté pour fonctionner de concert avec le module utilisé dans ce montage. Bien entendu, vous pouvez également utiliser n’importe quel récepteur recevant la bande UHF en FM.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants du micro-émetteur UHF commandé par la voix.

Figure 3 : Le prototype prêt à être installé dans l’endroit à surveiller. Le module est retourné sur l’autre face.

Figure 4 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du micro-émetteur UHF commandé par la voix, côté cuivre.

Liste des composants
R1 .... 10 kΩ
R2 .... 2,2 MΩ
R3 .... 22 kΩ
R4 .... 10 Ω
R5 .... 10 Ω
R6 .... 470 kΩ
R7 .... 22 kΩ
R8 .... 2,2 kΩ
C1 .... 100 nF CMS
C2 .... 100 nF CMS
C3 .... 10 μF 6,3 V tantale CMS
D1 .... 1N4007
T1..... Transistor NPN BC847B CMS (SOT 23)
U1 .... Intégré MC14093BD CMS
U2 .... Module Aurel TX-FM Audio
ANT... Antenne accordée (17 ou 34 cm)
MIC... Microphone électret préamplifié

Divers :
1 ...... Prise pour pile 9 V

Toutes les résistances sont des 1/4 de watt CMS.

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