Un répéteur HF pour télécommande

Ce répéteur VHF pour télécommande vous permet d’augmenter considérablement la portée de votre télécommande TV ou Hi-Fi, etc. et même de commander un appareil situé dans une autre pièce. Vous pourrez ainsi atteindre tous les dispositifs dotés de commande infra-rouge comme le décodeur, le lecteur de DVD, le magnétoscope, la chaîne AV…


Ceux d’entre vous qui ont construit le TX/RX AV 2,4 GHz EN1557-1558 seront certainement intéressés par le répéteur HF de télécommande infra-rouge que vous propose cet article. En effet, quand nous avions publié l’analyse et la construction de cet émetteur/récepteur audio/vidéo, nous avions prévu une application permettant de transmettre (sans fil bien sûr) les signaux vidéo prélevés sur la PERITEL du décodeur TV ; cette application peut être fort utile si l’on souhaite transmettre le signal de sortie d’un décodeur relié au téléviseur du salon à un second téléviseur situé dans une autre pièce (chambre à coucher ou cuisine…). Ainsi, il est possible de suivre les émissions de télévision où que l’on se trouve dans la maison, sans avoir à débrancher-déplacer-rebrancher le décodeur (ou le magnétoscope ou le lecteur de DVD…) et sans fil !
Mais, dans ce cas, votre télécommande IR (celle qui commande le décodeur ou le magnétoscope ou le lecteur de DVD…) serait inopérante (puisque ces télécommandes supposent une courte distance et surtout une liaison “en vision directe” sans obstacle) ; vous seriez donc obligé de vous déplacer pour commander l’appareil (décodeur…) se trouvant dans une autre pièce.
Eh bien, le montage que cet article vous propose est destiné à palier ce dernier inconvénient. Il est en effet destiné, non seulement à augmenter la portée de votre télécommande IR, mais encore à la rendre insensible aux obstacles interposés, telles les cloisons ou les portes de l’habitation. Cette insensibilité aux obstacles est due au fait que ce répéteur jette un “pont” radio (VHF) entre l’émetteur et le récepteur de télécommande IR. Ce répéteur ou pont est constitué d’un TX à placer à 1 ou 2 mètres de la télécommande (le petit boîtier manuel, qui est en fait un émetteur IR) et d’un RX à placer près de l’appareil à commander (ce dernier contient le récepteur IR dissimulé). Le rôle du TX est de recevoir la modulation provenant de la télécommande et d’en acheminer le signal, par radio (donc à travers les obstacles domestiques), vers un RX restituant ce signal au récepteur de télécommande destiné à commander l’appareil distant. Le signal radio réalisant ce pont est en VHF à 350 MHz et son rayon d’action est de quelque 50 mètres en espace libre (soit de quoi agir du jardin vers la maison). Nous avons surtout évoqué le décodeur télévision, mais ce répéteur reste valable pour commander à distance et en dépit des obstacles n’importe quel appareil à télécommande IR (voir figures 1 à 4).

Figure 1 : Le répéteur pour télécommande se compose d’un module émetteur TX qui reçoit le signal IR de la télécommande et le transforme en un signal radio VHF et d’un module récepteur RX qui le reconvertit en un signal IR capable de commander n’importe quel appareil doté, bien sûr, d’un système de télécommande infra-rouge.

Figure 2 : Le répéteur HF pour télécommande vous permet d’actionner à distance le décodeur, le magnétoscope ou le lecteur de DVD situés dans une autre pièce.
Ainsi, si vous disposez d’une prise d’antenne satellite supplémentaire, vous pourrez regarder vos programmes favoris tranquillement installé dans le jardin.


Figure 3 : Si vous n’avez pas de prise d’antenne supplémentaire à laquelle relier le téléviseur, vous pourrez également regarder la télévision hors de votre habitation en utilisant notre émetteur/récepteur audio-vidéo EN1557-1558 ; il vous suffira de relier votre téléviseur au récepteur audio-vidéo EN1558.

Figure 4 : Si vous désirez suivre un programme télévisé, ou bien regarder un DVD ou une cassette vidéo, vous devez relier notre émetteur audio-vidéo EN1557 à la prise PERITEL du décodeur, du lecteur DVD ou du magnétoscope, comme le montre la figure.

Figure 5 : La télécommande du téléviseur engendre un signal infra-rouge (IR) codé en une forme numérique (on module une porteuse d’environ 50 kHz).

Figure 6 : Le signal engendré par la télécommande est converti par le module émetteur TX en un signal identique modulant cette fois une porteuse radio VHF de 350 MHz.

Les schémas électriques
Le schéma électrique du TX est visible figure 7 et celui du RX figure 10.

L’émetteur TX
Chaque fois que l’on presse un bouton de la télécommande IR pour envoyer une commande à l’appareil (par exemple le bouton rouge de mise en marche du décodeur), un signal codé est émis (séquence de niveaux logiques 0 et 1, variable selon la fonction que l’on veut activer, par exemple mise en marche ou choix de la chaîne 2…). Pour plus de fiabilité, le code est modulé en amplitude sur une porteuse de fréquence 50 kHz environ, comme le montre la figure 5 (environ, car cette fréquence change un peu en fonction du constructeur et du type de télécommande).
Ce signal émis par la télécommande IR est capté par la diode détectrice (ou réceptrice) IR BPW41 (DRX1, voir schéma électrique figure 7) située à l’entrée du TX radio EN1628 que nous analysons. Cette diode est reliée à la broche 13 de IC1/A, un inverseur monté avec R1 en amplificateur de gain 50 environ. Le signal de sortie broche 12 est acheminé par C1 au filtre passe-bas JAF1+C2/C3 qui élimine la porteuse à 50 kHz présente sur le signal provenant de la télécommande de façon à ne conserver que le code.
A son tour l’inverseur IC1/B amplifie modérément le signal qui est ensuite envoyé à deux inverseurs IC1/C et IC1/D lesquels mettent le signal parfaitement en quadrature. A la broche 6 de IC1/D est reliée DL1 qui, en clignotant, indique la réception correcte du signal.
Le signal est acheminé de cette broche 6 vers l’entrée de IC1/E et IC1/F montés en “buffers” (tampons) afin d’augmenter le courant fourni à l’étage suivant : un oscillateur constitué par TR1, par la demi spire imprimée L1, par C8 et l’ajustable C9.
Quand le signal à la sortie de IC1/F, broche 4, est au niveau logique bas, l’étage oscillateur n’oscille pas et donc aucun signal ne parvient à l’antenne ; dès que le signal passe au niveau logique haut, l’étage oscillateur commence à osciller sur une fréquence d’environ 350 MHz.
A la sortie de l’antenne, nous aurons donc un signal reproduisant exactement le code reçu depuis la télécommande, mais modulé cette fois sur une porteuse à 350 MHz, comme le montre la figure 6.
Le circuit est tout simplement alimenté par une pile 6F22 de 9 V dont la tension parvient à IC1 et à l’étage oscillateur à travers JAF2 dont la fonction est d’éliminer tout retour de HF vers l’alimentation.

Le récepteur RX
Le signal capté par l’antenne est envoyé au récepteur à super-réaction constitué par le transistor TR1, par C3, par la demi spire imprimée L1, par C4, C5, C6 et JAF1 qui détecte le signal en éliminant la porteuse à 350 MHz.
Ce RX EN1629 à super-réaction caractérisé par une sensibilité élevée et une faible sélectivité, caractéristiques qui permettent au circuit de recevoir au mieux le signal envoyé par le TX EN1628 décrit ci-dessus (même dans des conditions non optimales).
Après avoir été détecté, le signal est acheminé à l’entrée non-inverseuse de l’étage amplificateur IC2/A qui l’amplifie environ 200 fois et le débarrasse d’éventuels résidus HF.
La broche 7 de IC2/A est reliée à l’entrée non-inverseuse de IC2/B qui constitue le circuit de quadrature. DL1, reliée à la sortie de IC2/B, indique, par son clignotement, que le signal est reçu.
Sa cathode est reliée à la broche 4 de IC3, un NE555 monté en multivibrateur astable, capable d’osciller à une fréquence réglable entre 12 et 68 kHz au moyen du trimmer R16.
Quand le signal à la sortie de IC2/B est au niveau logique haut, IC3 oscille et dès que ce signal passe au niveau logique bas, il n’oscille plus.
La fréquence produite sur la broche 3 de IC3 est acheminée vers la diode émettrice IR CQX89 (DTX1, voir schéma électrique figure 10) qui recrée ainsi en sortie exactement le même code que celui émis par la télécommande et modulé sur une fréquence variable entre 12 et 68 kHz (en mesure d’actionner le décodeur ou autre appareil muni d’un tel système de télécommande infra-rouge).
Si l’émission du signal par le TX et la réception de ce même signal par le RX se font correctement, en pointant la télécommande IR vers le TX et en pressant n’importe quel bouton, la DL1 du TX et la DL1 du RX doivent clignoter en parfaite synchronisation.
Ce circuit aussi est alimenté par une pile 6F22 de 9 V dont la tension parvient à IC2 et IC3 ; l’étage récepteur à super-réaction reçoit le 5 V dont il a besoin de la sortie du régulateur IC1 78L05.

Figure 7 : Schéma électrique du module émetteur TX. Le signal émis par la télécommande est capté par la diode réceptrice infra-rouge DRX1 puis converti par le circuit en un signal modulé sur une porteuse à 350 MHz diffusée par l’antenne.

Liste des composants
R1 ...... 150 k
R2 ...... 10 k
R3 ...... 10 k
R4 ...... 100 k
R5 ...... 180 k
R6 ...... 330 k
R7 ...... 47 k
R8 ...... 1 M
R9 ...... 1 k
R10 ..... 10 k
R11 ..... 39
C1 ...... 10 μF électrolytique
C2 ...... 10 μF électrolytique
C3 ...... 10 nF polyester
C4 ...... 1 μF polyester
C5 ...... 100 nF polyester
C6 ...... 10 μF électrolytique
C7 ...... 10 nF céramique
C8 ...... 4,7 pF céramique
C9 ...... ajustable 1,2-6 pF
JAF1 .... self 47 mH
JAF2 .... self de choc 10 μH
L1 ...... self “strip-line” (ligne imprimée)
XTAL .... quartz 4 MHz
DS1 ..... 1N4148
DL1 ..... LED
DRX1 .... diode IR RX BPW41
TR1 ..... NPN 2N918
IC1 ..... CD4069
S1 ..... interrupteur


Figure 8 : Brochages du CD4069 vu de dessus, du 2N918 vu de dessous, de la LED vue de face et de la diode réceptrice IR vue de la face photosensible (celle qui ne comporte pas de marquage).

Figure 9 : Brochages du NE5532 et du NE555 vus de dessus et repère-détrompeurs en U vers la gauche.

Figure 10 : Schéma électrique du module récepteur RX. Le signal à 350 MHz est détecté par le circuit à super-réaction formé de TR1, L1 et C2, C3, C5 et C6 puis concerti en un signal IR modulé sur une porteuse comprise entre 12 et 68 kHz, capable d’actionner tout appareil équipé d’un système de télécommande infra-rouge.

Liste des composants
R1 ...... 10 k
R2 ...... 47 k
R3 ...... 2,2 k
R4 ...... 1 k
R5 ...... 10 k
R6 ...... 12 k
R7 ...... 22 k
R8 ...... 4,7 M
R9 ...... 10 k
R10 ..... 470 k
R11 ..... 10 k
R12 ..... 2,2 M
R13 ..... 1 k
R14 ..... 1 k
R15 ..... 10 k
R16 ..... 50 k
R17 ..... 100
C1 ...... 1,5 pF céramique
C2 ...... 1 nF céramique
C3 ...... 4,7 pF céramique
C4 ...... 1 nF céramique
C5 ...... 4,7 pF céramique
C6 ...... 1,5 pF céramique
C7 ...... 1 nF céramique
C8 ...... 10 μF électrolytique
C9 ...... 2,2 pF céramique
C10 ..... 10 μF électrolytique
C11 ..... 10 μF électrolytique
C12 ..... 100 nF polyester
C13 ..... 10 μF électrolytique
C14 ..... 100 nF polyester
C15 ..... 1 nF polyester
C16 ..... 100 nF polyester
JAF1 .... self 1 μH
L1 ...... self “strip-line” (ligne imprimée)
DL1 ..... LED
DTX1 .... diode IR TX CQX89
TR1 ..... NPN 2N918
IC1 ..... 78L05
IC2 ..... NE5532
IC3 ..... NE555
S1 ...... interrupteur


Figure 11 : Brochages de la LED vue de face, du NPN 2N918 et du régulateur vus de dessous et de la diode émettrice IR vue de face comme la LED.

Figure 12 : Au moment de monter la diode réceptrice IR BPW41, prenez soin de tourner vers l’extérieur sa face photosensible (c’est-à-dire celle qui n’est pas marquée).

Figure 13a : Schéma d’implantation des composants du module émetteur TX vu du côté des composants et du côté des soudures. Notez, sur ce dernier côté, le point d’insertion de l’antenne.

Figure 13b : Dessin, à l’échelle 1:1, du circuit imprimé du module émetteur TX.

Figure 14 : Photo d’un des prototypes du module émetteur TX.
On voit le condensateur ajustable C9 et la ligne inductive (self imprimée) L1.


Figure 15a : Schéma d’implantation des composants du module récepteur RX vu du côté des composants et du côté des soudures.
Notez, sur ce dernier côté, le point d’insertion de l’antenne.


Figure 15b : Dessin, à l’échelle 1:1, du circuit imprimé du module récepteur RX.

Figure 16 : Photo d’un des prototypes du module récepteur RX. On voit le potentiomètre R16 servant à régler la fréquence du signal émis par la diode IR DTX1 et la ligne inductive (self imprimée) L1.

La réalisation pratique
Rien de plus facile que de mener à bien la construction de ces deux modules HF puisque, aussi bien le TX que le RX ont leur self déjà imprimée sur le circuit (L1).
Les deux platines se ressemblent assez, comme le montre la figure 17 et vous pouvez envisager de les monter de concert…Nous allons cependant quant à nous en décrire le montage une platine après l’autre.

L’émetteur TX
Quand vous vous êtes procuré –ou que vous avez réalisé– le petit circuit imprimé simple face dont la figure 13b donne le dessin à l’échelle 1: 1, montez tout d’abord le support de circuit intégré et vérifiez vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée) et poursuivez par les résistances, la diode (bague vers C1), la self bobinée JAF2, la self moulée JAF1, les condensateurs céramiques, les polyesters et les électrolytiques (attention à la polarité de ces derniers), le transistor (ergot repère-détrompeur vers R11), le condensateur ajustable C9, la diode IR DRX1 (face non marquée vers l’extérieur de la platine), la LED DL1 (anode–broche la plus longue– vers C7), les fils de la prise de pile 6F22 (rouge au +, noir au –9 V) et enfin l’interrupteur à glissière S1. L’antenne se soude côté cuivre, comme vous pouvez le voirsur la figure 13a.
Une fois la dernière soudure effectuée, insérez IC1 dans son support, repèredétrompeur en U vers C6.
Avec l’aide des figures 13a et 14 (plus la liste des composants) vous vous en sortirez très bien.

Le récepteur TX
Quand vous vous êtes procuré –ou que vous avez réalisé– le circuit imprimé simple face (un peu plus grand que le précédent) dont la figure 15b donne le dessin à l’échelle 1:1, montez tout d’abord les deux supports de circuits intégrés et vérifiez vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
Poursuivez par les résistances, la self moulée JAF1, les condensateurs céramiques, les polyesters et les électrolytiques (attention à la polarité de ces derniers), le transistor (ergot repère-détrompeur vers C5), le régulateur IC1 (méplat repère-détrompeur vers C11), le trimmer R16, la diode IR DTX1 (anode –broche la plus longue–vers la gauche), les fils de la prise de pile 6F22 (rouge au +, noir au –9 V) et enfin l’interrupteur à glissière S1.
L’antenne se soude côté cuivre et la LED DL1 également (anode –broche la plus longue– vers l’antenne), comme le montre la figure 15a.
Une fois la dernière soudure effectuée, insérez IC2 et IC3 dans leurs supports, repère-détrompeurs en U respectivement vers C12 et C14. Avec l’aide des figures 15a et 16 (plus la liste des composants) vous vous en sortirez très bien.

L’installation dans les boîtiers
Là encore, avec la figure 17, vous aurez du mal à vous tromper ! Dans les deux boîtiers plastiques spécifiques les platines se fixent au fond au moyen d’un axe en saillie.
Les côtés sont percés pour le passage des LED de signalisation et des interrupteurs (TX et RX), pour celui de la diode IR réceptrice (TX) et de la diode IR émettrice (RX). Pour les deux modules, un emplacement est prévu pour la pile 6F22 de 9 V.

Les essais et les réglages
Pour régler vos deux modules, TX et RX, suivez la procédure qui suit :
- Réglez le trimmer R16 du RX à mi course.
- Placez les modules TX et RX côte à côte.
- Prenez la télécommande IR que vous utilisez, par exemple, pour actionner le décodeur et pointez-la vers le module TX. Pressez un bouton (par exemple celui de mise en marche). La LED du module TX clignote pour confirmer que le signal de la télécommande IR est bien reçu par le TX.
- Continuez à actionner la télécommande de manière répétitive et en même temps tournez le condensateur ajustable C9 du TX jusqu’à voir clignoter de façon parfaitement synchrone les LED DL1 du TX et du RX.
Cela confirme la réception correcte du signal par le RX.
- Placez les modules à environ 1 m de l’appareil à commander (par exemple le décodeur), en ayant soin de placer le RX en face de l’appareil pour que le rayon infra-rouge du RX atteigne bien cet appareil.
- Actionnez à nouveau la télécommande et vérifiez que l’appareil est bien commandé (par exemple que le décodeur s’allume).
Faites des essais avec plusieurs boutons de la télécommande et vérifiez que chaque fois la commande correspondante a bien été reçue par l’appareil. Sinon, retouchez R16.
- Laissez le RX où il se trouve et éloignezvous progressivement avec la télécommande et le TX, tout en continuant à contrôler le bon fonctionnement du système.
- Enfin, réglez la fréquence de la porteuse du module RX et, pour cela, mettez-vous dans une position plus critique, comme le montre la figure 18 : désalignez quelque peu le RX et l’appareil à commander.
- Rapprochez le module TX du module RX et actionnez la télécommande. Vérifiez que la commande continue à être reçue par l’appareil.
Si ce n’est pas le cas, retouchez R16 jusqu’à l’amélioration de l’action sur l’appareil commandé.Quand tout cela est fait, remettez le RX face à l’appareil à commander.

Figure 17 : Installation dans leur boîtier plastique respectifs du module émetteur TX (c’est la plus petit) et du module récepteur RX, chacun étant alimenté par une pile 6F22 de 9 V.

Figure 18 : Pour régler la fréquence de la porteuse du module récepteur, vous devez désaligner légèrement ce module par rapport à l’appareil à commander (ici par exemple un décodeur) puis régler le trimmer R16 jusqu’à obtenir, même dans cette condition critique, une commande correcte de l’appareil.

Conclusion
Si vous souhaitez actionner aussi d’autres appareils, comme un lecteur de DVD ou un magnétoscope, vous devrez les empiler comme le montrent les figures 2 et 4.
Placez bien le RX en face de cet empilement pour que le faisceau IR atteigne facilement les appareils.

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