Un micro HF en ondes moyennes



Ce mini émetteur HF, en ondes moyennes, vous permettra d’envoyer dans l’éther le son de votre voix, de votre guitare ou de votre synthé, ou n’importe quel son capté par son microphone. La réception se fera sur un banal récepteur possédant la même bande de fréquence. Bien entendu, à l’inverse de ce qui est recherché avec les micro-espions, le but de cet émetteur est plutôt d’obtenir la plus large diffusion possible dans les limites de sa portée !

Ce petit émetteur discret a une puissance et une longueur d’antenne assez modestes pour que vous n’ayez aucune chance de vous attirer les foudres de la Loi ! Sa portée se situe entre 80 et 100 mètres. Cette distance dépend beaucoup de la sensibilité du récepteur utilisé. Ne vous étonnez donc pas si la portée s’avère moindre ou, à l’inverse, si elle s’avère supérieure. Ce qui infl ue aussi beaucoup sur la portée, c’est la situation de l’antenne : proche du sol, elle aura une couverture alors moindre que si vous la montez à l’étage, sur un balcon ou sur le toit.

Le schéma électrique
Pour réaliser cet émetteur ondes moyennes simple, il vous faut :
- un circuit intégré IC1 TDA7052B (voir figure 1) utilisé comme amplificateur BF (pour la modulation),
- un premier transistor NPN TR1 BFY51 utilisé comme étage oscillateur,
- un second transistor NPN TR2 BFY51 utilisé comme étage final HF,
- un circuit intégré régulateur de tension IC2 L7812 utilisé pour obtenir la tension stabilisée de 12 V alimentant l’émetteur.
L’étage d’alimentation est relié au secteur 230 V car, au moyen de cet étage, on peut relier la masse de cet émetteur à la prise de terre du secteur en utilisant deux condensateurs polyesters C17 et C18 de 22 nF et 1 000 V de tension de service.
Les fi gures 2 et 3 donnent les schémas électriques de l’émetteur et de son alimentation secteur. Commençons la description par le microphone préamplifi é MIC (voir fi gure 9), duquel nous prélevons le signal BF à appliquer à la broche d’entrée 2 de IC1, afi n qu’il soit amplifi é en puissance. À la broche 4 de ce circuit intégré est relié le trimmer R3 de 1 mégohm, utilisé comme contrôle de sensibilité : si nous tournons le curseur de ce trimmer pour la résistance maximale, il est possible d’amplifi er au maximum le signal BF capté par le microphone et si nous le tournons pour la résistance minimale, nous obtenons un gain unitaire. Ce contrôle de gain, agissant comme contrôle de volume, est nécessaire parce que tout le monde ne parle pas devant le microphone avec la même intensité de voix.
Pour savoir comment positionner ce curseur afi n d’obtenir un réglage idéal de la modulation, mettez-le à micourse, parlez avec une voix normale et, en écoutant le résultat dans le récepteur, vous comprendrez tout de suite si vous devez augmenter ou réduire le gain. Si nous avons choisi ce circuit intégré TDA7052B comme étage amplifi cateur, c’est parce que de sa broche de sortie 5, sort une tension positive égale à la moitié de la tension d’alimentation, soit 6 V, augmentant jusqu’à un maximum de 10 V en présence des demies ondes négatives du signal BF et descendant vers un minimum de 2 V en présence des demies ondes positives du signal BF.
Cette tension variable en amplitude est utilisée pour alimenter l’étage oscillateur, constitué de TR1 et MF1.
Si l’on tourne le noyau de MF1 vers le bas, on obtient une fréquence d’émission de 1 MHz environ et si on le tourne vers le haut, on obtient une fréquence d’émission de 1,7 MHz environ. Bien entendu, dans cette ample bande, allant de 1 à 1,7 MHz, vous devrez rechercher une fréquence qui ne soit pas occupée par une station radio et vous accorder sur cet espace libre. Si, par erreur, vous vous accordiez sur une fréquence occupée par une station de radiodiffusion, par exemple, la portée de votre émetteur se réduirait à quelques mètres, car la puissance très faible de votre micro-émetteur ne ferait guère le poids face aux mégawatts rayonnés par les stations professionnelles.
Le signal HF produit par cet étage oscillateur est prélevé par le secondaire de la MF1 et appliqué sur la base de TR2 pour être amplifi é en puissance. Dans le collecteur de ce transistor, nous trouvons insérée la self MF2, identique à MF1.
Cette MF2 nous sert à faire l’accord de l’étage fi nal, comme du brin d’antenne émettrice, sur la même fréquence que celle produite par l’oscillateur.
Pour alimenter cet émetteur, nous utilisons le schéma électrique de la fi gure 3, un grand classique : cette alimentation secteur 230 V/12 V prend place, comme nous allons le voir, sur le même circuit imprimé que l’émetteur proprement dit.

Figure 1 : Schéma synoptique et brochage vu de dessus et repère-détrompeur en U vers le haut du circuit intégré TDA7052B

Figure 2 : Schéma électrique de l’émetteur OM capable de couvrir une distance de 80 à 100 mètres. Ce TX est alimenté avec l’alimentation secteur 230 V dont le schéma électrique se trouve fi gure 3 : cette alimentation secteur comporte nécessairement une prise de terre (fi l jaune/vert), car la masse de l’émetteur doit être reliée à la terre. Les points AA servent au réglage.

Figure 3 : Schéma électrique de l’étage d’alimentation. La ligne de masse est reliée au fi l de terre jaune/vert du cordon secteur 230 V allant à la borne de terre de l’installation électrique domestique.

Figure 4a : Schéma d’implantation des composants du TX pour ondes moyennes.
Quand vous connectez le court câble blindé à la capsule microphonique, n’oubliez pas de souder la tresse de blindage à la piste de masse (voir fi gure 9). Dans le cordon secteur 230 V, le fi l jaune/vert de terre est à relier impérativement au centre du bornier secteur à trois pôles.


Figure 4b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du TX pour ondes moyennes avec alimentation secteur 230 V, côté soudures.

Figure 5 : Avant de visser les écrous plats sur la tige creuse fi letée de la douille derrière le panneau métallique, n’oubliez pas d’enfi ler la rondelle isolante, sinon la douille sera court-circuitée à la masse par le premier écrou.

Liste des composants
R1 ....... 1 kΩ
R2 ....... 3,3 kΩ
R3 ....... 1 MΩ trimmer
R4 ....... 4,7 Ω
R5 ....... 4,7 Ω
R6 ....... 33 kΩ
R7 ....... 10 kΩ
R8 ....... 100 kΩ
R9 ....... 1 kΩ
R10 ...... 150 Ω
R11 ...... 1 kΩ
R12 ...... 27 Ω
R13 ...... 100 Ω
R14 ...... 1,5 kΩ
C1 ....... 1 nF polyester
C2 ....... 47 nF polyester
C3 ....... 10 μF électrolytique
C4 ....... 100 nF polyester
C5 ....... 100 nF polyester
C6 ....... 47 μF électrolytique
C7 ....... 100 nF céramique
C8 ....... 22 pF céramique
C9 ....... 33 pF céramique
C10 ...... 100 nF céramique
C11 ...... 150 pF céramique
C12 ...... 100 nF céramique
C13 ...... 10 μF électrolytique
C14 ...... 100 nF céramique
C15 ...... 33 pF céramique
C16 ...... 100 nF céramique
C17 ...... 22 nF polyester 1 000 V
C18 ...... 22 nF polyester 1 000 V
C19 ...... 1 000 μF électrolytique
C20 ...... 100 nF polyester
C21 ...... 100 nF polyester
C22 ...... 100 μF électrolytique
MF1 ...... bobine rose type 0-152
MF2 ...... bobine rose type 0-152
DS1 ...... diode 1N4148
DS2 ...... diode 1N4148
DL1 ...... LED rouge 3 mm
RS1 ...... pont redresseur 100 V 1 A
TR1 ...... NPN BFY51
TR2 ...... NPN BFY51
IC1 ...... intégré TDA7052B
IC2 ...... régulateur L7812
T1 ....... transfo. 3 W prim. 230 V sec. 14 V 0,2 A
S1 ....... interrupteur
MIC ...... capsule micro avec électronique

Divers
1 .........cabochon pour LED 3 mm
1 .........radiateur clip pour TO5
1 .........bornier 2 pôles
1 .........bornier 3 pôles
1 .........douille banane
1 .........cordon secteur
1 .........boîtier plastique avec faces av et ar métal


La réalisation pratique
Si vous suivez avec attention les fi gures 4a, 6 et 7, vous ne rencontrerez aucun problème pour monter cet émetteur ondes moyennes : procédez par ordre, afi n de ne rien oublier, de ne pas intervertir les composants se ressemblant, de ne pas inverser la polarité des composants polarisés et de ne faire en soudant ni court-circuit entre pistes et pastilles ni soudure froide collée.
Quand vous êtes en possession du circuit imprimé simple face EN1555 (dessin, à l’échelle 1, fi gure 4b), montez tous les composants comme le montre la fi gure 4a.
Placez d’abord, côté composants, les sept picots d’interconnexions, puis le support du circuit intégré et vérifi ez que vous n’avez oublié de souder aucune broche. Là encore, ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée. Ôtez l’éventuel excès de fl ux décapant avec un solvant approprié.
Montez toutes les résistances, en contrôlant soigneusement leurs valeurs (classez-les d’abord). Continuez par les deux diodes DS1 et DS2, en orientant bien leurs bagues noires repère-détrompeurs comme le montre la fi gure 4a. Montez tous les condensateurs céramiques et polyesters et enfi n les condensateurs électrolytiques en respectant bien la polarité +/– de ces derniers (la patte la plus longue est le + et le – est inscrit sur le côté du boîtier cylindrique).
Montez alors le trimmer R3 et les deux selfs sous blindages et avec noyaux rouges MF1 et MF2, marquées toutes deux 0-152 : soudez aussi les deux languettes de leurs blindages à la piste de masse.
Montez ensuite les deux transistors en orientant bien leurs ergots repèredétrompeurs vers C9 pour TR1 et vers MF1 pour TR2 : laissez environ 5 à 6 mm de longueur de pattes entre la surface du circuit imprimé et la base du boîtier métallique. Mettez un dissipateur autour de TR2, comme le montrent les photos, car ce transistor fi nal de puissance ne doit pas chauffer excessivement (faites-le entrer en vous aidant d’un tournevis pour écarter la fente).
Montez les deux borniers à trois et deux pôles au bord gauche de la platine, le pont redresseur RS1, en respectant bien sa polarité +/– et le régulateur IC2, debout, sans dissipateur et semelle métallique tournée vers l’extérieur de la platine. Montez à la fi n le transformateur d’alimentation secteur 230 V.
Il vous reste à monter sur la face avant en aluminium du boîtier plastique les composants externes, après avoir fi xé la platine au fond du boîtier à l’aide de quatre vis autotaraudeuses, comme le montre la fi gure 7 : l’interrupteur M/A, la LED rouge dans sa monture chromée, la capsule microphonique dans son logement et la douille d’antenne (n’oubliez pas de remonter la rondelle plastique isolante derrière le panneau métallique, comme le montre la fi gure 5).
Le trou dans le panneau arrière doit être équipé d’un passe-fi l avant qu’on y enfi le le cordon secteur à trois câbles (dont un câble vert/jaune de terre) : reliez ces trois câbles au bornier secteur à trois pôles, le câble de terre allant au centre du bornier.
Du bornier à deux pôles tirez deux fi ls et allez les souder à l’interrupteur. Des deux picots proches de R3, amenez un morceau de câble blindé jusqu’à la capsule microphonique (n’intervertissez pas la tresse de blindage et l’âme centrale, ni sur les picots ni sur la capsule, comme le montre la fi gure 4a).
Du picot proche de C16, amenez un fi l vers la douille d’antenne et soudez-le.
Enfi n, des deux picots proches de C14/R14, amenez une torsade rouge/noire vers la LED et respectez bien sa polarité +/– (la patte la plus longue est l’anode +). Les deux picots AA non utilisés servent au réglage de l’émetteur.
Il reste à enfoncer dans son support le circuit intégré, repère-détrompeur en U orienté vers C4. C’est terminé, on peut passer aux essais et réglages.

Les essais et réglages
Tout d’abord, allumez le récepteur ondes moyennes et accordez-le dans le haut de la bande, entre 1 et 1,7 MHz (300 à 200 mètres de longueur d’onde), sur une fréquence non occupée. Allumez l’émetteur et placez-le à 3 ou 4 mètres du récepteur. Tournez lentement le noyau de MF1 jusqu’à entendre le souffl e du signal HF. Si le volume du récepteur est à mi-course et si la sensibilité microphonique de l’émetteur est au maximum, l’effet Larsen pourrait se produire (un siffl ement de réaction aigu désagréable), dans ce cas baissez le volume du récepteur.
Quand la fréquence de l’émetteur est réglée, vous devez régler aussi le noyau de MF2 sur la même fréquence et, pour cela, vous avez deux possibilités : utiliser un oscilloscope ou bien un simple multimètre, analogique ou numérique.
Avant de régler le noyau de MF2, vous devez relier à la sortie l’antenne émettrice, constituée d’un brin de deux mètres de long (à maintenir en position verticale, en utilisant un morceau de fi l isolant, ou en diagonale ou replié en L). Aucun objet métallique ne doit être situé à proximité de l’antenne, car la HF serait absorbée.
De même, si vous touchez l’antenne avec la main, le signal HF sera atténué, ainsi que la portée.
Si vous disposez d’un oscilloscope, commencez le réglage en reliant la pointe de mesure aux points AA correspondant au secondaire de MF2. Tournez lentement le noyau de MF2 : l’amplitude du signal HF augmente jusqu’à 15 à 17 Vpp (crête-crête).
Ce réglage étant fait, débranchez l’oscilloscope et passez aux essais de portée.
Si vous disposez d’un multimètre analogique ou numérique, vous devez au préalable réaliser une petite sonde de charge HF, comme le montre la fi gure 11, toujours à relier aux points AA. Le multimètre est à commuter sur la portée 10 Vcc fond d’échelle et à appliquer à la sortie de la sonde de charge.
Tournez lentement le noyau de MF2 jusqu’à faire dévier l’aiguille au maximum, soit autour de 8 V environ.
Vous verrez que si vous approchez le fi l de l’antenne de quelque objet métallique, ou si vous le touchez avec la main, la tension lue diminuera.
Quand ce réglage est terminé, débranchez la sonde de charge et le multimètre des points AA et votre émetteur est prêt à rayonner dans l’éther une porteuse OM modulée en amplitude par vos messages ou votre musique.

Figure 6 : Photo d’un des prototypes de la platine de l’émetteur OM, alimentation secteur 230 V comprise. Sur le boîtier métallique du transistor TR2 est monté un petit dissipateur.

Figure 7 : Le circuit imprimé est fi xé à l’intérieur du boîtier plastique au moyen de quatre vis autotaraudeuses. La capsule microphonique est maintenue fi xée sur la face avant à l’aide de deux gouttes de colle. Avant de fermer le boîtier vous devez régler les noyaux des selfs MF1 et MF2 et le curseur du trimmer R3.

Figure 8 : Brochages du régulateur L7812 vu de face et du transistor BFY51 vu de dessous.

Figure 9 : La piste de masse de la capsule microphonique se reconnaît tout de suite, car elle est reliée au boîtier métallique.

Figure 10 : Photo du TX pour OM fi xé à l’intérieur du boîtier plastique et vu de l’arrière. On voit à gauche de la face avant la douille de sortie où l’on connectera une antenne fi laire de deux mètres, si possible maintenue en position verticale.

Figure 11 : Si vous ne disposez pas d’un oscilloscope, à relier aux points AA de la MF2 (voir fi gures 2 et 5), vous pouvez utiliser un simple multimètre raccordé à une sonde HF. Le noyau de la MF2 sera tourné jusqu’à lire une tension d’environ 8 Vcc.

Conclusion
Si dans cet émetteur vous souhaitez remplacer le microphone préamplifi é par le “pick-up” (micro plat) de votre guitare ou par un lecteur de disques, vinyle ou CD, vous devrez supprimer du circuit la résistance R2, servant ici à acheminer la tension d’alimentation au FET de la capsule microphonique.

Une alimentation double symétrique à découpage



Avec le circuit intégré SG3524 nous avons conçu et réalisé une alimentation à découpage DC DC à sortie double symétrique ; elle transforme la tension d’une batterie 12 V (voiture, fourgon, camping-car, etc.) en une tension réglable entre +/–5 V et +/–32 V pour un courant de 2 A par branche. Il est également possible, moyennant une petite modification, d’obtenir une sortie simple positive réglable entre +5 V et +32 V pour un courant de 2 A.

Aujourd’hui tous les appareils électriques/électroniques (ou presque) se doivent d’être portables : on ne supporte plus de devoir s’installer en un lieu fixe –et surtout pas prévu à cet effet– pour y écouter, y regarder, y faire quelque chose ! Se tenir immobile nous évoque sans doute la mort et seul le mouvement trouve désormais grâce à nos yeux, comme s’il était à lui tout seul la Vie même ! Téléphones (de portables ils sont vite devenus mobiles), lecteurs MP3, lecteurs vidéo (tous formats de compression), GPS … jusqu’aux ordinateurs (type Note-Book), marchent avec nous dans les rues, même si pour ces derniers c’est en voiture que nous aimons les utiliser (temps réel oblige et PowerPoint est un medium qui passe si bien auprès du public ou des collègues à former).

Notre réalisation
Mais vous vous demandez peut-être quel rapport entretient ce discours avec le titre de l’article : Une alimentation à découpage ? La réponse est facile : avec cette alimentation DC DC à découpage (elle s’alimente sur n’importe quelle batterie 12 V, comme celle de votre voiture) vous pourrez utiliser tous vos montages électroniques même lorsque, en voyage par exemple, vous ne disposez pas du secteur 230 V mais seulement de la batterie du véhicule.
A partir d’une tension continue de 12 V, en effet, cette alimentation à découpage est en mesure d’alimenter n’importe quel appareil réclamant une tension stabilisée double symétrique entre +/–5 V et +/ 32 V pourvu que le courant consommé ne dépasse pas 2 A par branche.
Et si l’appareil que l’on veut alimenter demande une tension simple positive ? Pas de problème : moyennant une modification mineure (inversion du sens de quatre composants polarisés) vous disposerez –toujours à partir du 12 V– d’une tension stabilisée réglable de 5 à 32 V pour un courant de 4 A cette fois.
Même sans parler des appareils portables, voilà de quoi alimenter un autoradio ou son “booster” quelles que soient la tension ou les tensions réclamées.
L’ordinateur portable, lui, demande une tension simple positive entre 15 et 20 V pour une consommation de 3-4 A.
Si vous venez d’acheter un ordinateur portable d’occasion, dont l’alimentation a disparu dans la tourmente, ce montage va vous aller comme un gant !
De plus, avec cette alimentation, un PC portable et une extension USB ou sans fil type Blue Tooth, vous pourrez utiliser le “notebook” comme GPS. Des foules d’autres applications existent, mais nous préférons laisser un peu de place pour votre imagination ! Cependant, faites tout de même très attention quand vous conduisez : laissez la personne qui est à côté de vous (si c’est vous qui avez le volant), ceinture bien bouclée, s’occuper des appareils ; ne vous laissez pas distraire Si vous êtes seul, ne regardez aucun écran car même celui de l’autoradio peut être fatal.

Figure 1 : Schéma synoptique interne et brochage vu de dessus du pilote à découpage SG3524, que nous avons mis en oeuvre pour obtenir, à partir du 12 V d’une batterie quelconque, une tension double symétrique parfaitement stabilisée et réglable entre +/–5 V et +/–32 V pour un courant de 2 A par branche.

Figure 2 : Brochages vus de face du MOSFET N IRFZ44 et de la diode rapide (“fast”) BYW29. Les brochages du transistor PNP ZTX753 et du transistor NPN ZTX653 sont enrevanche vues de dessous.

Le schéma électrique

Figure 3 : Schéma électrique de l’alimentation à découpage EN1647. Le circuit intégré pilote les MOSFET de manière alternée à travers deux étages amplificateurs de courant constitués par les couples de transistors TR1-TR2 et TR3-TR4 ; un délai de latence empêche que les MOSFET ne conduisent en même temps. Le système PWM (Pulse Width Modulation) utilisé, couplé à l’étage amplificateur d’erreur interne du circuit intégré, permet d’obtenir à la sortie une tension double stable.

Pour concevoir cette alimentation à découpage, dont la figure 3 donne le schéma électrique, nous avons mis en oeuvre un circuit intégré déjà utilisé dans notre Booster pour autoradio EN1516 : nous l’utilisions déjà pour élever la tension 12 V de la batterie du véhicule.
Il s’agit du SG3524, un pilote à découpage qui maintient stable et automatiquement la tension de sortie, afin que cette tension soit indépendante des éventuelles variations du courant consommé par la charge ainsi que de la variation de la tension de la batterie ; pour ce faire, le pilote à découpage utilise le procédé (que vous connaissez bien) PWM (Pulse Width Modulation), soit modulation à largeur d’impulsion.
Nous allons expliquer tout cela en détail en nous appuyant sur le schéma électrique de la figure 3.
Le 12 V de la batterie du véhicule est appliqué à IC1 à travers le filtre composé de C4-L1-C6. Ce filtre a pour rôle d’empêcher que d’éventuelles perturbations produites par l’étage de commutation (découpage) n’atteignent le reste du circuit électrique du véhicule.
En série avec l’alimentation nous avons monté un fusible F1 de 15 A.
Il protège à la fois l’alimentation et la batterie en cas de court-circuit ou toute autre avarie de ce genre. R5 et C7 découplent et filtrent la tension d’alimentation de IC1.
Cette tension alimente également l’étage des quatre transistors TR1-TR2-TR3-TR4, lesquels pilotent les grilles (gate) des MOSFETS finaux MFT1-MFT2.
C’est donc sur la broche 15 de IC1 qu’arrive le 12 V de la batterie et, comme le montre le schéma synoptique interne de la figure 1, il en alimente tous les étages internes, y compris le stabilisateur (régulateur de tension) 5 V. La sortie de ce régulateur est reliée à la broche 16, à travers laquelle la tension de 5 V sort pour rentrer (après être passée à travers le pont R1-R2) par la broche 2, soit l’entrée non inverseuse d’un amplificateur opérationnel interne utilisé comme amplificateur d’erreur.
Cet amplificateur d’erreur a pour rôle de maintenir constante la tension de sortie, tension au demeurant réglable de +/–5 à +/–32 V grâce au trimmer R10, monté entre la sortie de la branche positive et la broche 1 de IC1, qui correspond justement à l’entrée inverseuse de ce même amplificateur d’erreur.
Si la tension de sortie de l’alimentation varie de quelques mV, la broche 1 détecte la variation et restaure immédiatement la tension fixée à l’aide du trimmer R10.
Au moyen d’un comparateur interne, le circuit intégré compare le signal en dent de scie fourni par l’oscillateur avec celui effectivement émis par le transformateur final, à travers l’amplificateur d’erreur.
La fréquence de travail de cet étage oscillateur dépend des valeurs de résistance et de capacité appliquées aux broches 6-7 de IC1.
En tenant compte des tolérances des composants et du fait que la fréquence de sortie de l’oscillateur est divisée par deux par un FLIP-FLOP, la fréquence de commutation tourne autour de 38 kHz, valeur optimale pour un bon rendement de l’étage tout entier.
Les deux sorties Q et Q (barre) du FLIPFLOP fournissent en sortie deux états logiques opposés, lesquels pilotent les deux portes NOR que commandent les deux transistors internes. Les collecteurs de ces transistors sont alimentés par les broches 12 et 13 du circuit intégré et fournissent, sur les broches de sortie 11 et 14, un signal déphasé de 180°.
Le circuit intégré pilote ainsi alternativement les couples de transistors reliés à ses broches de sortie : à travers la broche 14, il pilote le couple TR1-TR2 et, à travers la broche 11, le couple TR3-TR4, comme le montre la figure 3. A leur tour les transistors amplifient en courant le signal sortant du circuit intégré et pilotent les MOSFETS de puissance MFT1-MFT2 reliés au primaire du transformateur T1.
Vous aurez probablement reconnu –en tout cas les plus chevronnés– la configuration classique, soit la “forward” de type “push-pull”.
Les deux transistors MOSFETS de puissance MFT1-MFT2 sont en effet pilotés alternativement par le circuit intégré IC1 SG3524, lequel introduit de plus un temps mort (ou délai de latence) entre la commutation des deux MOSFETS, ce qui permet d’éviter que tous deux entrent en même temps en conduction (ce qui aurait des conséquences désastreuses) !
Les grilles des MOSFETS ne sont pas pilotées directement par les broches de sortie du circuit intégré, mais à travers deux étages amplificateurs de courant (un pour chaque sortie) composés des couples TR1-TR2 et TR3-TR4.
On peut ainsi accélérer la phase de conduction/non conduction des deux MOSFETS, car ces composants ont la plupart de leurs pertes justement lors de cette phase.
Bien que les MOSFETS soient considérés comme des composants à haute impédance d’entrée et que donc, en théorie, ils ne consomment aucun courant par leur grille, en réalité cela n’est vrai qu’en régime statique, car la grille est constituée essentiellement d’un condensateur de capacité 1 à 2 nF.
Il est bien évident que lorsque la capacité de la grille doit être chargée, afin de porter le MOSFET en conduction, elle consomme un certain courant sous forme d’un pic (ce courant s’inverse quand il doit être bloqué).
Par conséquent, plus importante sera la capacité de l’étage pilote à fournir du courant, plus rapidement la capacité de la grille se chargera et fera conduire le MOSFET, ce qui réduira d’autant la perte de commutation et donc également l’échauffement (qui n’est rien d’autre que l’effet Joule de cette perte).
La succession des cycles de conduction des MOSFETS nous permet de prélever, sur les deux secondaires du transformateur T1, deux tensions alternatives. La tension alternative du premier secondaire (voir figure 3) est redressée par les diodes DS1-DS2, puis filtrée par la self JAF1 et lissée par les condensateurs C9 et C10.
La tension alternative du second secondaire est redressée par les diodes DS3-DS4, filtrée par la self JAF2 et lissée par par les condensateurs C11 et C12. Nous pouvons ainsi prélever en sortie une tension double réglable entre +/–5 et +/–32 V pour un courant de 2 A au maximum.

Modification pour obtenir une tension simple positive
Le schéma électrique de la figure 3 peut être modifié (le schéma électrique de la modification est représenté en figure 8) pour obtenir en sortie une tension simple positive réglable de 5 V à 32 V pour un courant maximal de 4 A.
Ce sera le cas si vous voulez par exemple alimenter à partir de la prise allume-cigare de votre véhicule un ordinateur portable.
Pour mener à bien cette modification, vous devrez au cours du montage insérer les diodes DS3-DS4 et les électrolytiques C11-C12, dans la position inverse (inversion de sens du montage) de celle qui est sérigraphiée sur le circuit imprimé. Rien de plus simple en vérité.
Avec cette modification, les deux secondaires deviennent comme deux alimentations reliées en parallèle avec pour effet une puissance doublée, c’est-à-dire un courant maximal double (4 A au lieu de 2 A) et ce, bien sûr, sans changement de la plage de tension réglable qui reste de 5 à 32 V.
Avec une disponibilité de 4 A, vous pouvez alimenter les PC portables les plus “voraces” auront leur content ! En ce qui concerne la réalisation pratique de cette modification, voir le paragraphe correspondant ci-après.

La réalisation pratique
Version sortie double symétrique
Quand vous avez réalisé le circuit imprimé double face dont les figures 5b-1 et 5b-2 donnent les dessins à l’échelle 1 ou que vous vous l’êtes procuré, fabriquez la self L1, comme le montre la figure 4, en bobinant dix spires jointives sur un support rigide cylindrique (comme une queue de foret) de 10 millimètres de diamètre (utilisez du fil de cuivre émaillé de 1 millimètre de diamètre) ; n’oubliez pas de retirer le support (!) et de racler l’émail aux extrémités du fil avant de les étamer en prévision de leur soudure dans les trous du circuit imprimé.
Insérez et soudez en premier lieu le support du circuit intégré et vérifiez bien ces premières soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
Vous n’insèrerez le circuit intégré qu’après avoir installé la platine dans son boîtier plastique.
Montez ensuite tous les composants en commençant par les résistances et les condensateurs polyesters, puis le trimmer R10 et les quatre transistors (attention à la polarité : partie arrondie vers T1 pour TR1-TR2 et vers R9 pour TR3-TR4).
Montez les trois selfs, comme le montre la figure et les électrolytiques (attention à la polarité de chacun d’eux).
Attention, ne montez pas C11 et C12 si vous optez pour la version à sortie simple positive.
Montez le porte-fusible (F1 15 A), ainsi que les quatre diodes rapides (en boîtier TO220, la semelle métallique sert de repère-détrompeur) en respectant bien la polarité : semelles vers le centre de la platine pour toutes.
Attention, ne montez pas DS3 et DS4 si vous optez pour la version à sortie simple positive.
Prenez les deux dissipateurs et sur chacun montez un MOSFET à l’aide d’un petit boulon : réservez ces deux modules.
Montez le transformateur T1 : vous ne pouvez le monter que dans le bon sens grâce aux ergots plastiques servant de détrompeur.
Enfilez maintenant les pattes de chacun des MOSFETS dans les trous du circuit imprimé jusqu’à ce que la base des dissipateurs s’appuie sur la surface du circuit imprimé.
Maintenez fermement cet appui pendant que vous soudez les trois pattes.
Quand c’est terminé, vérifiez la bonne orientation et la valeur de tous les composants, faites attention aux polarités et à la qualité de toutes les soudures.
Note : si vous avez choisi la version à sortie simple positive, passez par le paragraphe suivant Version sortie simple positive ; sinon allez au paragraphe de dessous L’installation dans le boîtier.

Version sortie simple positive
Vous êtes passés par le paragraphe précédent et avez monté tous les composants sauf les diodes rapides (en boîtier TO220 avec semelle repèredétrompeur) DS3-DS4 et les condensateurs électrolytiques C11-C12.
Reportez-vous à la figure 9 et montez C11 avec la patte + (c’est la plus longue des deux) vers le bas de la platine (vers vous en fait) ; montez le condensateur C12 de la même manière, la patte + vers vous.
Prenez DS4 (deux pattes) et montez-la semelle métallique vers vous également ; prenez enfin DS3 et montez-la encore semelle métallique vers vous.
Pas moyen de se tromper !
Il ne vous reste qu’à réaliser le pont (strap) entre la première (en bas du dessin) et la troisième (en haut du dessin) section du bornier à 3 bornes : réalisezla avec du fil de cuivre gainé plastique.
Avec du fil (rouge pour le + et noir pour le –), réalisez la sortie sans vous tromper de polarité (le fil noir – GND au centre du bornier et le fil rouge +V en haut).

L’installation dans le boîtier
Reportez-vous aux figures 7 et 10 et fixez tout d’abord la platine sur le fond du boîtier plastique spécifique à l’aide de quatre entretoises autocollantes.
Insérez maintenant le circuit intégré IC1 dans son support, repère-détrompeur en U vers le haut, soit vers R2.
Prenez l’autre partie du boîtier et percez des trous (3 ou 4 mm de diamètre) d’aération sur les quatre côtés et sur le dessus, comme le montre la figure 10.
Vissez les fils d’entrée (venant de la batterie du véhicule ou de l’allumecigare : prenez du fil rouge/noir de gros diamètre) et de sortie (deux en version sortie simple positive ou trois en version sortie double symétrique) aux borniers respectivement à deux et trois bornes.
Avant d’utiliser cette alimentation, procédez au réglage de la tension de sortie en fonction de vos besoins.

Le réglage de la tension de sortie
Reliez un multimètre réglé sur Vcc entre les bornes +V et GND du bornier de sortie à trois bornes et ajustez la tension de sortie.
Alimentez l’entrée du circuit à partir d’une batterie 12 V. Tournez, avec un petit tournevis, l’axe du trimmer R10 jusqu’à lire sur le multimètre la tension voulue.
Cette procédure de réglage vaut pour les deux versions. En version double symétrique la branche négative aura exactement la même tension que la positive. Si vous avez réglé 16 V vous aurez d’un côté +16 V et de l’autre –16 V. En version simple … c’est encore plus simple !
Montez au bout des fils de sortie (deux ou trois selon version) le connecteur exigé par votre utilisation (l’appareil à alimenter).
Votre alimentation à découpage est prête à fonctionner.

Figure 4 : Pour réaliser la self L1, bobinez 10 spires jointives sur un support provisoire cylindrique constitué par exemple par une queue de foret métal de 10 mm de diamètre ; prenez du fil émaillé de 1 mm de diamètre. N’oubliez pas de gratter l’émail des deux extrémités du fil sur 10 mm environ et de les étamer.

Figure 5a : Schéma d’implantation des composants de l’alimentation à découpage EN164.
Attention au sens de montage des composants polarisés (électrolytiques, diodes, transistors et MOSFETS). Le transformateur est muni d’un détrompeur, montez-le avant les MOSFETS. Au moment de monter les MOSFETS, fixez-les d’abord sur leurs dissipateurs à l’aide de petits boulons, enfilez leurs pattes dans les trous du circuit imprimé jusqu’à ce que les dissipateurs prennent appui à sa surface et soudez-les. N’insérez le circuit intégré dans son support qu’une fois la platine installée dans son boîtier plastique spécifique (repère-détrompeur en U vers R2).


Figure 5b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de l’alimentation à découpage EN1647, côté soudures.

Figure 5b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de l’alimentation à découpage EN1647, côté composants.

Figure 6 : Photo d’un des prototypes de la platine de l’alimentation à découpage E 1647. Les dissipateurs sont de petites dimensions car, grâce au principe de la commutation, les MOSFETS chauffent peu.

Figure 7 : Photo d’un des prototypes de la platine de l’alimentation à découpage E1647 fixée sur le fond du boîtier plastique spécifique à l’aide de quatre entretoises autocollantes. Vous devrez pratiquer dans la partie supérieure de ce boîtier des trous d’aération, comme le montre la figure 10.

Figure 8 : Pour modifier votre alimentation à découpage afin qu’elle fournisse une tension simple positive réglable de +5 V à +32 V pour un courant maximum de 4 A, il suffit d’inverser la polarité des composants dessinés en bleu : DS3-DS4 et C11-C12.

Figure 9 : Partie du schéma d’implantation des composants affecté par cette modification. N’oubliez pas de ponter les première et troisième sections du bornier.

Figure 10 : Photo d’un des prototypes de l’alimentation à découpage installée dans son boîtier plastique spécifique une fois percés les trous d’aération indispensables.


Liste des composants EN1647
R1 ........ 4,7 k
R2 ........ 4,7 k
R3 ........ 10 k
R4 ........ 4,7 k
R5 ........ 4,7 1/2 W
R6 ........ 4,7 k
R7 ........ 4,7 k
R8 ........ 1 k
R9 ........ 1 k
R10 ....... 50 k trimmer
C1 ........ 100 nF polyester
C2 ........ 3,3 nF polyester
C3 ........ 10 nF polyester
C4 ........ 1 000 μF électrolytique
C5 ........ 100 nF polyester
C6 ........ 100 nF polyester
C7 ........ 100 μF électrolytique
C8 ........ 1 000 μF électrolytique
C9 ........ 1 000 μF électrolytique
C10 ....... 1 000 μF électrolytique
C11 ....... 1 000 μF électrolytique
C12 ....... 1 000 μF électrolytique
DS1 ....... BYW.29
DS2 ....... BYW.29
DS3 ....... BYW.29
DS4 ....... BYW.29
TR1 ....... NPN ZTX653
TR2 ....... PNP ZTX753
TR3 ....... NPN ZTX653
TR4 ....... PNP ZTX753
MFT1 ...... MOSFET N IRFZ44
MFT2 ...... MOSFET N IRFZ44
IC1 ....... SG3524
L1 ........ voir texte
JAF1 ...... 200 μH VK2702
JAF2 ...... 200 μH VK2702
F1 ........ fusible 15 A
T1 ........ transformateur mod. TM1647

Note : à part R5, toutes les résistances sont des 1/4 W.

Un antivol 10 GHz pour la maison



L’électronique, comme chacun sait, fait des pas de géant. C’est pourquoi, seule une revue suivant ces importants progrès peut se considérer comme à l’avant garde et donc être en mesure d’expliquer à ses lecteurs comment s’utilisent les nouveaux composants disponibles dans le commerce.
Dans cet article, nous vous parlerons des modules DRO (Dieletric Resonated Oscillator) et de leur utilisation dans un système antivol.

Si l’on vous demandait de réaliser un antivol radar avec un module DRO, vous vous trouveriez probablement en difficulté car il n’existe ni livre, ni revue, ni manuel expliquant comment les utiliser.
Pourtant, ce genre de système de protection est très demandé en raison du nombre, toujours croissant, de vols.
Les histoires de voleurs qui s’introduisent à l’intérieur des maisons ou des appartements et qui, à l’aide de gaz somnifères, endorment leurs habitants pour se livrer tranquillement à leurs pillages, font désormais partie de la chronique quotidienne.
Tout le monde voudrait protéger sa propre résidence en l’équipant d’antivols fiables. C’est la raison pour laquelle nous nous proposons de vous expliquer, dans cet article, comment construire, par vous-même, cet appareil dont le coeur est un des meilleurs composants actuellement disponibles sur le marché.

Fonctionnement d’un antivol radar
Les modules DRO sont caractérisés par quatre petites surfaces de cuivre (voir figure 4) faisant office d’antennes.
Deux sont utilisées comme antennes d’émission et les deux autres comme antennes de réception.
En alimentant le module avec une tension positive de 5 volts, les antennes d’émission rayonnent un faisceau de micro-ondes de 10 GHz qui, après avoir atteint un obstacle, un mur par exemple, est réfléchi vers les antennes de réception.
Par ailleurs, une partie du faisceau émis atteint également, de façon directe, les deux antennes de réception. Le mixeur, présent sur l’autre face du module, mélange l’onde réfléchie et l’onde directe, produisant, sur la broche de sortie, une tension de 2,5 volts.
Si un corps quelconque entre en mouvement à l’intérieur de la pièce dans laquelle se trouve le capteur, la tension positive, normalement à 2,5 volts, varie entre 2,48 à 2,52 volts.
Ces faibles variations de tension sont amplifiées environ 2000 fois par un double amplificateur opérationnel (IC1/A et IC1/B en figure 2). On retrouve sur la broche de sor tie de IC1/B, une tension alternative qui, de 2,5 volts de référence, peut descendre entre 2 et 1,5 volts ou bien monter entre 3 et 3,5 volts.
Pour éviter que les étages amplificateurs ne captent le 50 Hz du secteur, nous réalisons deux réseaux en parallèle : le premier avec la résistance R4 de 330 kΩet le condensateur de 10 nF (C6) et le second, avec la résistance R7 de 100 kΩ et le condensateur de 33 nF (C10). Concrètement, nous avons réalisé un filtre passe-bas avec une fréquence de coupure d’environ 48 Hz, et, en effet, si l’on essaie de calculer la valeur de la fréquence de coupure avec la formule :
Hz = 159000 : (R en kΩ x C en nF)

nous savons que, avec les valeurs attribuées à R4-C6 et R7-C10, on peut amplifier sans atténuer toutes les fréquences au-delà des :
159000 : (330 x 10) = 48,18 Hz
159000 : (100 x 33) = 48,18 Hz

La tension alternative qui apparaît sur la broche de sortie de IC1/B est appliquée sur l’entrée d’un comparateur à fenêtre composé de deux opérationnels IC1/C et IC1/D. En tournant le potentiomètre R10, relié à ce comparateur, il est possible de faire varier la sensibilité de notre antivol.
Lorsque la tension présente sur la sortie de IC1/B dépasse le niveau du seuil minimum et maximum du comparateur à fenêtre, les sorties des deux opérationnels IC1/C et IC 1/D, passent au niveau logique 0 et alimentent les deux diodes DS1 et DS2. En réduisant de + 5 à + 0,7 volt la tension présente sur les anodes des diodes ou, en termes digitaux, en passant du niveau logique 1 au niveau logique 0, la broche 2 du circuit intégré IC2, un simple ICM7555CN utilisé comme oscillateur monostable, passe au niveau logique 0. En conséquence, la broche de sortie 3 passe automatiquement au niveau logique 1. Cette tension positive polarise la base TR1. Ce transistor provoque alors l’excitation du relais et l’allumage de la diode LED DL1, tous deux reliés à son collecteur.
Le trimmer R14, raccordé d’un côté aux broches 6 et 7 de IC2 et de l’autre côté à la tension positive d’alimentation, nous sert à régler le délai d’excitation du relais. En ajustant ce trimmer d’un extrême à l’autre, nous pouvons maintenir le relais excité entre 1 seconde minimum et 50 secondes maximum.
Une fois alimenté, il faut environ 30 secondes à l’antivol avant de s’activer.
Ce délai est suffisant pour pouvoir quitter la pièce protégée. Si toutefois ce délai vous semblait insuffisant, vous pouvez l’augmenter en remplaçant simplement le condensateur C15 de 220 μF par un 470 μF.
Le circuit antivol est alimenté par une tension de 12 volts. Le régulateur intégré IC3 assure l’alimentation stabilisée sous 5 volts nécessaires au module DRO et à tous les circuits intégrés.
Lorsque le relais est excité, la consommation du circuit est d’environ 90 milliampères. Elle chute à 40 milliampères lorsque le circuit est au repos.

Fig. 1 : L’antivol radar doit être installé en face de la porte d’entrée ou à proximité des fenêtres ou des endroits à protéger, à une hauteur d’environ 2,5 mètres du sol, légèrement incliné vers le bas.

Fig. 2 : Schéma électrique complet de l’antivol radar.

Fig. 3 : Les circuits intégrés LM324 et ICM7555 vus de dessus. Les BC547 et MC78L05 vus de dessous.

Fig. 4 : Vue de la face avant du module radar. Les quatre surfaces en cuivre de forme rectangulaire, visibles sur les côtés du circuit imprimé, représentent les deux antennes d’émission et les deux antennes de réception.

Fig. 5 : Au dos du circuit imprimé est fixé le module DRO. Ce composant de très petite taille est l’étage oscillateur utilisé pour générer la fréquence 10 GHz. Vous remarquerez également les quatre broches assurant les connexions au montage.

Fig. 6 : Photo du circuit imprimé de l’antivol LX.1396 terminé.

Dessin du circuit imprimé, échelle 1.

Fig. 7 : Plan d’implantation des composants de l’antivol sur le circuit imprimé.
Dans les deux premiers emplacements, à gauche du bornier, sera connectée la tension d’alimentation 12 volts et la masse, tandis que dans les deux autres emplacements sera raccordée la sirène d’alarme comme indiqué en figure 10.


Liste des composants
R1 = 330 kΩ
R2 = 330 kΩ
R3 = 4,7 kΩ
R4 = 330 kΩ
R5 = 10 kΩ
R6 = 3,3 kΩ
R7 = 100 kΩ
R8 = 1 kΩ
R9 = 220 Ω
R10 = 5 kΩ
R11 = 1 kΩ
R12 = 10 kΩ
R13 = 4,7 kΩ
R14 = 200 kΩ
R15 = 1 MΩ
R16 = 10 kΩ
R17 = 47 kΩ
R18 = 1 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 47 μF électrolytique
C3 = 10 nF polyester
C4 = 22 μF électrolytique
C5 = 22 μF électrolytique
C6 = 10 nF polyester
C7 = 100 μF électrolytique
C8 = 10 nF polyester
C9 = 22 μF électrolytique
C10 = 33 nF polyester
C11 = 100 nF polyester
C12 = 100 nF polyester
C13 = 220 μF pF électrolytique
C14 = 100 nF polyester
C15 = 220 μF électrolytique
C16 = 100 nF polyester
C17 = 100 nF polyester
C18 = 220 μF électrolytique
DS1 = diode 1N4148
DS2 = diode 1N4148
DS3 = diode 1N4148
DS4 = diode 1N4007
DS5 = diode 1N4007
DL1 = diode LED
TR1 = transistor NPN BC547
IC1 = circuit intégré LM324
IC2 = circuit intégré ICM7555CN
IC3 = circuit intégré MC78L05
RELAIS 1 = relais 12 volts
CAPTEUR = module SE6.10


Réalisation pratique
Pour réaliser cet antivol radar 10 GHz, vous devez disposer sur le circuit imprimé LX.1396 tous les composants comme montré sur la figure 7. Nous vous conseillons de commencer par installer les deux supports pour les circuits intégrés IC1 et IC2. Après avoir soudé toutes leurs broches sur les pistes du circuit imprimé, vous pourrez passer aux résistances. Une fois cette opération terminée, installez toutes les diodes en dirigeant leur bande de référence comme montré dans le schéma d’implantation.
La bande noire de la diode DS1 est donc tournée vers le bornier à quatre emplacements, celle de la diode DS2 vers la résistance R12 et celle de la diode DS3 vers la résistance R13.
La bande blanche de la diode DS4 doit être tournée vers le haut, tandis que celle de la diode DS5 doit être tournée vers le condensateur électrolytique C18.
Poursuivez le montage en soudant en bas à gauche le trimmer R10 de 5 kΩ et sur la droite le trimmer R14 de 200 kΩ. Sur son corps figure le chiffre 204, ce qui signifie 20 et 4 zéros soit 200000 Ω. Vous pouvez, ensuite, monter tous les condensateurs polyesters en veillant à ne pas confondre leurs valeurs.
A présent, vous pouvez souder tous les condensateurs électrolytiques en respectant la polarité. Dans les trous marqués d’un +, vous devrez insérer la patte la plus longue (c’est toujours le positif) lorsqu’il s’agit d’un condensateur électrolytique.
Comme vous pouvez voir dans le schéma d’implantation, les deux électrolytiques C7 et C2 sont placés à proximité des deux trimmers R10 et R14, mais en position horizontale.
Insérez le relais près du circuit intégré IC2. Au-dessus de celui-ci, placez le petit bornier à quatre emplacements pour connecter la tension d’alimentation de 12 volts et les deux fils du relais. Maintenant, prenez le circuit intégré stabilisateur 78L05 et insérez-le dans les trous indiqués IC3 en dirigeant la par tie plate de son corps vers le condensateur C16. Montez, ensuite, le transistor BC547 dans les trous indiqués TR1 en tournant la partie plate de son corps vers les résistances R18 et R16.
Entre les deux trimmers R10 et R14, insérez la diode LED après avoir plié ses pattes en L. En accomplissant cette opération, souvenez-vous que la patte A (anode), qui est plus longue que la patte K (cathode), doit être tournée vers le trimmer R10, sinon la diode LED ne s’allumera pas!
En dernier lieu, vous devez monter, sur le circuit imprimé, les connecteurs femelles qui vous serviront pour installer le module DRO. Ces connecteurs sont indiqués sur le circuit imprimé par les abréviations GND, +12V et OUT, GND. Pour éviter que ces connecteurs ne soient fixés de travers, nous vous suggérons de les insérer sur les prises mâles du module DRO, et seulement ensuite, de les enfiler dans les quatre trous du circuit imprimé où vous les souderez.
Pour conclure, insérez dans leurs supports les circuits intégrés IC1 et IC2 en dirigeant leurs encoches vers le haut (voir figure 7). Une fois le montage terminé, il ne vous reste plus qu’à installer le circuit dans son boîtier avant de l’essayer !

Montage à l’intérieur du boîtier
Le circuit doit être fixé à l’intérieur du petit boîtier en plastique livré avec le kit. Sur la face avant en plastique, vous devez effectuer trois trous de 5 mm : un pour la diode LED et deux pour pouvoir régler, à l’aide d’un petit tournevis, les trimmers R10 et R14.
Le module DRO ne nécessite pas d’ouverture dans le boîtier car le faisceau d’ondes à 10 GHz peut traverser toutes sortes de plastique sans aucun affaiblissement.

Fig. 8 : A l’intérieur du petit boîtier en plastique, fixez le circuit imprimé avec trois vis autotaraudeuses. Sur la face avant, effectuez trois trous : un pour la diode LED et deux pour le réglage des curseurs des trimmers.

Fig. 9 : Le module RDO doit être installé par-dessus le circuit imprimé LX.1396. Le boîtier ne nécessite aucune ouverture supplémentaire car le faisceau d’ondes à 10 GHz le traversera sans affaiblissement.

Essais
Après avoir fixé le circuit à l’intérieur de son boîtier et avant de lui affecter son emplacement définitif, nous vous conseillons d’effectuer un essai pour vérifier qu’aucune erreur ne se soit produite pendant le montage.
Posez le montage sur une table, alimentez le circuit et attendez environ 30 secondes, le temps qu’il s’active.
Ensuite, restez immobile quelques instants puis effectuez un petit mouvement et vous verrez la diode LED s’allumer, après l’excitation du relais. Vous pouvez répéter cet essai une fois la diode éteinte. Essayez aussi d’entrer dans la pièce en ouvrant une porte ou une fenêtre et vous verrez encore une fois la diode s’allumer.
Le bon fonctionnement de l’appareil vérifié, vous pouvez régler la sensibilité et la durée d’excitation du relais en tournant les curseurs des trimmers R10 et R14. Il faut considérer que la distance maximum couver te par le faisceau d’ondes est d’environ 6 mètres.
Mais, en plaçant l’antivol à un point stratégique, comme à côté d’une porte, par exemple, ou, d’une façon générale, près d’un passage obligé, vous réussirez à protéger une surface plus importante pouvant aller entre 8 et 12 mètres.
Le déplacement d’un corps dans cet espace sera suffisant pour actionner l’alarme.

Où placer l’antivol ?
Il est conseillé de fixer l’antivol sur un mur, à une hauteur d’environ 2,5 mètres du sol et légèrement incliné vers le bas (voir figure 1). Il est généralement recommandé de placer les capteurs radar face aux entrées possibles.
Mais ce n’est pas vraiment indispensable, car, normalement, les individus qui ont l’intention de dévaliser ou de cambrioler une maison, se déplacent dans toutes les pièces et finissent par passer dans le faisceau radar invisible sans avoir aucune chance de l’éviter ! Le déclenchement du système sonore raccordé au relais les mettra en fuite.
En positionnant le capteur à l’horizontal, vous obtiendrez un faisceau avec un angle de radiation de 45° en vertical et de 100° en horizontal. En le tournant dans la direction verticale, vous obtiendrez un faisceau avec un angle de radiation de 100° en vertical et de 45° en horizontal.

Comment installer l’antivol ?
Sur le circuit imprimé est présent un bornier à quatre pôles (voir figure 7).
Deux pôles sont utilisés pour relier l’alimentation 12 volts tandis que les deux autres pôles sont reliés au relais. Si votre sirène d’alarme demande également une tension d’alimentation de 12 volts, vous pouvez la connecter au bornier comme indiqué dans la figure 10.
En supposant vouloir installer plusieurs capteurs radar à l’intérieur d’un même appar tement mais n’utiliser qu’une même sirène d’alarme, les sorties du bornier devront être connectées comme indiqué dans la figure 11.
Pour alimenter les capteurs, il est conseillé d’utiliser de petites batteries étanches de 12 volts qui pourraient rester en charge permanente grâce à un chargeur raccordé au 220 volts.
Cette solution est certainement la plus efficace car, dans l’hypothèse d’une coupure de secteur, soit accidentelle, soit malveillante, votre système antivol restera toujours actif.
De nombreux voleurs parviennent à entrer dans les habitations, même lorsque leurs occupants sont présents, regardant la télévision ou endormis.
Pour se protéger contre ce type d’intrusion, il serait judicieux d’installer un capteur dans chaque pièce présentant un point d’accès possible pour les voleurs. Ces capteurs devront alors disposer d’une commande de mise en fonctionnement indépendante mais pouvant être pilotée en fonction de l’endroit où vous vous trouvez. Si vous décidez de placer une commande générale dans la chambre à coucher, par exemple, il est bien entendu qu’avant d’en sortir il vaudrait mieux penser à couper l’alimentation de la sirène d’alarme!

La sirène d’alarme
Dans une habitation, il est conseillé d’installer de simples sirènes comme celles montrées dans la figure 10.
Malgré de petites dimensions, ces appareils sont capables de fournir une puissance sonore très élevée : environ 115 décibels. Ce genre de sirènes peut être alimenté sous 12 volts et ne consomme, en fonctionnement, que 300 milliampères. Autre avantage : trois tonalités sont programmables.

Son continu, impulsions, deux tons
En ouvrant la face arrière de ces sirènes, vous trouverez 5 bornes (voir figure 12). La première à gauche, marquée par le signe +, doit être reliée à la tension positive de 12 volts, tandis que la deuxième, marquée par le signe –, doit être reliée à la tension négative.
Les autres bornes, repérées par les numéros 1, 2 et 3, permettent de choisir un des trois sons générés par la sirène (voir figure 12).

Fig. 10 : Dans une habitation vous pouvez utiliser la petite sirène APO1.115, qui est capable de fournir une puissance sonore de 115 décibels. Nous vous indiquons comment connecter cette sirène, fonctionnant sous 12 volts, au bornier à quatre emplacements.

Fig. 11 : Si vous avez installé trois capteurs radar ou plus et, si vous souhaitez utiliser la même sirène, vous devez connecter en parallèle tous les borniers d’alimentation comme indiqué sur le dessin. Il est conseillé d’alimenter les modules avec une batterie étanche de 12 volts, du même type que celles utilisées pour les appareils électromédicaux. De cette façon les capteurs assureront toujours leur fonction même si, pour une raison quelconque, la tension d’alimentation secteur 220 volts venait à disparaître.

Fig. 12 : Ce bornier est installé à l’intérieur du boîtier de la sirène.
Si aucune des bornes 1, 2 ou 3 n’est connectée (voir A), vous obtiendrez un son CONTINU.
Si les bornes 1 et 3 sont connectées (voir B), vous obtiendrez un son DEUX TONS.
Si les bornes 1 et 2 sont connectées (voir C), vous obtiendrez un son à IMPULSIONS.

Schémas à base de circuits intégrés NE555



Ces petits schémas ayant l’air de vous plaire énormément (vous avez ainsi plébiscité nos montages BF à transistors et FET), dans ce numéro Spécial Eté nous allons vous en fournir à foison ! Et ne croyez pas qu’il ne s’agisse que de “gadgets”, certaines des réalisations de ce numéro pourront même intéresser les professionnels. Voyons d’abord une série à base du fameux NE555 (qu’on ne présente plus, comme on dit dans les cocktails chics). Eh bien nous si ! Nous allons commencer par vous le présenter. Plus loin nous ferons de même avec le NE602 –le Poulidor des ci.

Pendant que vous faites chauffer vos fers, rappelons que –contrairement à ce qui s’est fait ailleurs (je parle au passé car ils en sont morts)– tous nos schémas sont conçus par un bureau d’étude professionnel appointant des ingénieurs et techniciens de haut niveau, puis réalisés en plusieurs prototypes ; par conséquent vous pouvez vous lancer dans leur construction sans appréhension, d’autant que vous êtes assurés de bénéficier du soutien du revendeur auprès duquel vous aurez acquis le matériel (voyez les publicités dans ces pages), par courriel ou ligne chaude, comme disent nos amis québécois.

Le circuit intégré NE555
Le NE555 est un temporisateur (“timer”) oscillateur d’emploi universel : il donne un résultat optimal dans d’innombrables applications. Si l’on pouvait voir à travers son boîtier de plastique noir (voir figure 1), on y trouverait deux amplificateurs opérationnels comparateurs reliés à un FLIP-FLOP pilotant un “buffer” (tampon, broche de sortie 3), plus un transistor dont le collecteur arrive à la broche 7. On applique sur la broche 8 la tension d’alimentation positive (entre 9 et 15 V) et le négatif sur la broche 1.

Figure 1 : Schéma synoptique interne du circuit intégré NE555 et brochage de ce dernier vu de desus et repère-détrompeur en U vers le haut.

Les schémas électriques et les réalisations pratiques
Pour plus de clarté nous avons disposé à la suite le schéma électrique et la réalisation pratique de chaque application avec, bien sûr, la liste des composants (format fiche…numéro Spécial Eté oblige !). Vous trouverez en outre dans ces fiches, chaque fois que ce sera nécessaire, les formules permettant de calculer les fréquences et les temps (eh non, les Cours ne s’arrêtent pas chez ELM, pas même l’été !).

Note : quand vous vous servez de nos formules, ne vous trompez pas dans les unités et au besoin sachez les convertir.

Pour les condensateurs, partez du pF : 1 000 pF = 1 nF ; 1 000 nF = 1 μF ; par contre 1 000 μF = 0,001 F ; c’est 1 000 000 μF = 1 F (unité non ou peu utilisée).
Pour les résistances 1 000 ohms = 1 k ; 10 000 ohms = 10 k ; 100 000 ohms = 100 k ; 1 000 000 = 1 M ; donc 10 M = 10 000 000 ohms (dans les listes des composants nous ne mettons pas l’unité quand ils s’agit d’ohms en quantité inférieure à mille, par exemple 820, alors que nous écrivons 1 k, 4,7 k ou 1,5 M).
En ce qui concerne la réalisation pratique, pour cette série à base de NE555, nous vous fournissons les dessins des circuits imprimés.
Pour la série suivante, à base de NE602, il faudra vous lancer dans le dessin, la gravure et le perçage (ce qui n’est vraiment pas difficile !) à moins que vous ne préfériez utiliser des plaques d’époxy percées à bandes ou à pastilles.
Comme d’habitude, quand vous aurez devant vous le circuit imprimé, commencez par insérer les picots (avec un marteau et en vous appuyant sur un support rigide doté d’un petit trou, par exemple une planche de bois dur de 10 cm x 20 cm x 2 cm percée d’un trou de 8 mm ; placez le circuit imprimé sur la planche, le picot à enfoncer devant correspondre au trou) puis soudez-les. Insérez ensuite le support du NE555 (2 x 4 broches) et vérifiez bien ces premières soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
Puis montez toutes les résistances, les diodes (y compris zener et LED, attention à la polarité), les petits condensateurs puis les gros (attention à la polarité des électrolytiques), les transistors, les relais, les poussoirs, les trimmers, les potentiomètres, etc. et terminez par les périphériques (comme les borniers) et les connexions avec les composants de face avant et panneau arrière (après avoir installé la platine dans un boîtier adéquat préalablement percé et préparé).
Prévoyez l’alimentation du circuit par un bloc secteur de bonne qualité fournisant une tension continue entre 9 et 15 V (typiquement 12 V) ou pile/ batterie rechargeable 6F22 de 9 V.
Enfin, profitez de l’été, de ce Spécial Eté en tout cas, pour revoir votre Cours…qui se poursuit d’ailleurs (voir à la fin de ce numéro) : apprendre en s’amusant, c’est notre devise et ce sera peut-être pour vous le défi de ces vacances.
Bon, le fer est chaud, allons-y:


Un double clignotant à LED
   Un traceur de signal simple
   Un interrupteur crépusculaire
   Une alarme sonore sensible à la lumière
   Un convertisseur de tension 12 V positif / 8-9 V négatif
   Un convertisseur élévateur de tension
   Un temporisateur à durée fixe
   Un temporisateur à commandes start et stop
   Un buzzer d’appel et d’alarme
   Un métronome

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