Un micro espion UHF " l'émetteur et son récepteur "



Simple et puissant, ce micro-émetteur UHF est capablede capter les sons les plus faibles pour les transmettrepar radio à une distance maximum de 300 mètres. Le cir-cuit utilise des modules AUREL HF à 433,92 MHz réalisésen technologie CMS. Le système inclut également un ré-cepteur portable économique.

Il est courant de dire que les Français sont individualistes. Pour tant, si l'on en juge par les demandes de descriptions de micros espion, on pourrait ajouter sans crainte qu'ils sont également curieux !
Bien sûr, il n'est pas dans l'intention de tous ceux qui désirent réaliser un tel circuit, d'épier leurs voisins ou leur épouse (époux) ! En effet les micro-émetteurs peuvent être utilisés dans beaucoup d'autres applications, sûrement plus utiles et sûrement plus licites. Vu l'intérêt pour ce genre d'appareils, nous ne pouvons que satisfaire nos lecteurs. Voici donc le projet d'une réalisation composée d'un émetteur et d'un récepteur capables de retransmettre à distance même les plus faibles murmures.

Petite réflexion
La portée de notre système est comprise entre 50 et 300 mètres, selon les conditions de fonctionnement et l'environnement. Le montage que nous avons mis au point, inclut le micro-émetteur et le récepteur. Le tout à un coût vraiment dérisoire et bien inférieur à celui des micros espion que l'on peut acquérir dans les magasins spécialisés. D'ailleurs, quand il est question du prix des micros espion, on oublie presque toujours le récepteur, dont le coût est souvent supérieur à celui de l'émetteur ! En effet, en comparaison du coût, de 500 à 1500 francs pour un micro espion semi-professionnel, le prix d'un récepteur peut atteindre et dépasser les 3000 francs !
Dans le cas qui nous préoccupe, le coût du système complet est inférieur à 500 francs. Un miracle ? Non, simplement un peu de subtilité ! Prenez en main un micro espion du commerce, de ceux qui coûtent quelques billets de cent francs, et essayez de calculer le coût du matériel utilisé. Vous vous rendrez compte que le coût des composants ne représente (dans le meilleur des cas) qu'un vingtième du prix de vente.
Comment expliquer un coût aussi élevé? La réponse est très simple. Ces appareils ne sont pas produits à échelle industrielle, mais sont souvent montés manuellement à l'unité.
Pour une question d'éthique, nous avons longtemps hésité avant de nous lancer dans la conception d'un micro espion. Pourtant, l'insistance de notre entourage, arguant qu'un micro dit espion, n'était pas obligatoirement destiné à espionner, nous a poussés à approfondir la question, surtout en considérant le coût limité qu'aurait eu un tel système. A notre grande surprise, dès les premiers essais, nous avons réussi à obtenir des résultats plus que flatteurs.
A ce point de notre réflexion, nous avons mis de côté tous nos préjugés et nous nous sommes jeté tête baissée dans l'expérimentation. Les résultats sont ceux décrits dans ces pages.
Toutefois, une dernière précision : l'utilisation d'un tel système doit se faire dans le strict respect de la vie privée d'autrui. Celui qui dérogerait à cette règle s'exposerait immédiatement aux affres de la justice. Vous trouverez, à ce micro espion, mille et une applications domestiques et légales !

Description du système
Le système se compose d'un petit émetteur et du récepteur correspondant. Le couple fonctionne sur une fréquence de 433,92 MHz et est capable de couvrir une distance comprise entre 50 et 300 mètres.
Outre les avantages de nature économique, l'utilisation des modules AUREL permet à chacun de mener à bien ce projet. En effet, dans les deux appareils sont utilisés des modules déjà montés et réglés qui ne demandent aucune sorte d'intervention. C'est pourquoi même les amateurs peu familiarisés avec les appareils haute fréquence pourront entreprendre cette réalisation avec la certitude de la mener à terme.
Le micro espion utilise, pour la partie émission, un module à 433,92 MHz, muni d'un oscillateur SAW, qui est capable de fournir une puissance de 10 mW sous 5 volts et de 50 mW sous 12volts. Dans le cas qui nous occupe, le circuit étant alimenté par une pile de 9 volts, la puissance maximum sera d'environ 20 à 30 mW.
Le récepteur utilise un module à superréaction classique RF290, calibré à 433,92 MHz. Ce dispositif présente une sensibilité exceptionnelle, presque excessive pour notre application! Dans un premier temps, nous avions utilisé un module superhétérodyne RXSTD433 mais pendant les essais nous nous sommes aperçus que les différences entre les deux circuits étaient minimes. Certes, le niveau de bruit du module RXSTD433 est moins important mais, dans notre application, cela n'influe pas sur le bon fonctionnement du système.
L'aspect économique, lui, a un certain poids dans l'affaire, étant donné que le module superhétérodyne coûte trois fois plus cher que le module à superréaction ! Après cette longue mais nécessaire introduction, nous entrons dans le vif du projet en nous occupant, pour commencer, de la par tie émission.

Photo 1 : L’émetteur monté.
L'utilisation de composants CMS a rendu possible la réalisation d'un émetteur UHF de dimensions extrêmement réduites, seulement 35 x 58 x 15 mm. A cet encombrement il faut ajouter celui de la pile, une pile alcaline normale de 9 volts.
Le récepteur portable comprend une sortie pour casque, écouteur ou petit haut-parleur et présente un encombrement de 58 x 130 x 30 mm.



L'émetteur
Figure 1 : Schéma électrique de l'émetteur complet.

Figure 2 : Dessin du circuit imprimé échelle 1, côté pistes.

Figure 3 : Implantation de l'émetteur UHF sur le circuit imprimé.

Ce circuit utilise trois transistors, le module AUREL TX433SAW et très peu d'autres composants. Pour obtenir la modulation en amplitude avec le signal analogique du module émetteur, nous avons relié à la masse toutes les broches qui doivent d'ordinaire y aller mais également la broche 2, normalement utilisée comme entrée pour le signal de modulation lorsque l'hybride AUREL est alimenté avec une tension supérieure à 8 volts.
L'autre entrée (broche 3), raccordée à l'alimentation (broche 15), est reliée à l'émetteur du transistor de modulation T3. Le module TX est chargé par l'émetteur de T3, lequel est modulé par le signal provenant du circuit de préamplification.
Cet étage a pour rôle d'amplifier le signal capté par la pastille microphonique préamplifiée. Cette dernière est polarisée par la résistance R1 de 10 k½.
Le signal parvient donc sur la base de T1 qui effectue une première amplification du signal. Ensuite, par l'intermédiaire de C4, le signal est appliqué à l'entrée du second étage d'amplification c'est-à-dire au transistor T2.

Figure 4 : Schéma électrique du module émetteur.
Description des broches
1 : Masse
2 : Entrée modulation Vc > 8 V
3 : Entrée modulation Vc > 8 V
4 : Masse
11 : Antenne
13 : Masse
15 : Positif d'alimentation



Au total, le signal est amplifié environ 1000 fois. Considérant que l'émetteur utilise un microphone avec préamplificateur incorporé, notre circuit garantit une sensibilité audio très importante.
Les condensateurs C3 et C5 limitent la bande passante, en éliminant, par la même occasion, le risque d'autooscillation toujours possible lorsqu'il s'agit de gains très importants. Le réseau R6/C2 introduit un découplage entre les étages haute fréquence et basse fréquence. Le signal BF parvient finalement, par l'intermédiaire du condensateur C6, sur la base de T3, monté en collecteur commun, qui est utilisé comme amplificateur de courant. Comme on l'a vu précédemment, ce transistor contrôle l'alimentation de l'émetteur U1 en le modulant en amplitude.

Photo 2 : Vue du module AUREL TX433SAW.
Sur la photo, le module émetteur est légèrement agrandi. Ses dimensions réelles sont à peine de 38 x 12 mm pour une épaisseur de 4,5 mm. Le module travaille à une fréquence de 433,92 MHz obtenue à l'aide d'un oscillateur SAW. Il délivre une puissance à l'antenne d'au moins 50 mW.


Avec ce système particulier de modulation, il est possible d'obtenir une bande passante d'environ 5 kHz, plus que suffisante pour notre application. Au repos, la tension présente sur l'émetteur de T3 est d'environ 6 volts. Cette tension peut être légèrement modifiée en agissant sur la valeur de la résistance de base R7. Une telle opération ne doit être effectuée que dans le cas où la profondeur de modulation se révélerait insuffisante ou excessive.
La diode D1 protège les composants d'une éventuelle inversion de la tension d'alimentation. Pour cette dernière, on utilise une pile de 9 volts garantissant une autonomie d'environ 30 heures. En effet, le circuit consommant un courant d'environ 15 à 20 mA/h et une pile alcaline de 9 volts fournissant une capacité de 500 mA/h on peut écrire : 500 ÷ 15 = 33!
Pour obtenir le maximum de puissance, il est nécessaire d'utiliser un morceau de fil d'une longueur de 17 cm, que l'on relie à la prise d'antenne du module.
Tous les composants faisant partie de l'émetteur ont été montés sur un circuit imprimé lequel est logé à l'intérieur d'un boîtier en plastique de dimensions très réduites : à peine 16 x 35 x 58 millimètres ! Le dessin du circuit imprimé et l'implantation des composants, tous deux à l'échelle 1, sont donnés dans les figures 2 et 3.
La réalisation de l'émetteur ne présente aucune difficulté particulière. Le module TX433SAW doit être monté légèrement rehaussé par rapport au circuit, de façon à pouvoir, par la suite, être replié vers la plaque.
C'est à ce prix que le montage pourra être logé dans son boîtier. Evidemment, tous les composants polarisés doivent être montés dans le bon sens. La pastille microphonique présente également une polarité. La broche raccordée à son boîtier représente la masse, l'autre, bien sûr, le pôle positif. Une fois le montage terminé, insérez la platine à l'intérieur du boîtier en plastique duquel doivent sortir le morceau de fil d'antenne et la prise pour la pile de 9 volts.
Sur le couvercle du boîtier, à proximité de la capsule microphonique, sont percés quelques petits trous de façon à permettre à cette dernière de capter les signaux audio.

Liste des composants
R1 : 10 kW
R2 : 27 kW
R3 : 1 kW
R4 : 33 kW
R5 : 1 kW
R6 : 1 kW
R7 : 22 kW
R8 : 220 kW
R9 : 4,7 kW
C1 : 100 nF multicouche
C2 : 10 μF 16 V tantale
C3 : 100 pF céram.
C4 : 100 nF multicouche
C5 : 100 pF céram.
C6 : 100 nF multicouche
C7 : 330 pF céram.
D1 : 1N4148
T1 : BC547
T2 : BC547
T3 : BC547
U1 : module en CMS
réf. TX433SAW
MIC :micro à électret

Divers :
- boîtier en plastique antichoc réf. SC704 (dim. 58x35x16 mm)
- morceau de câble rigide en cuire
- C.I. réf. E33

Le récepteur
Figure 5 : Schéma électrique du récepteur complet.

Figure 6 : Le module récepteur en CMS.
Description des broches
1 : +5 V
2 : Masse
3 : Antenne
7 : Masse
10 : +5 V
11 : Masse
13 : Point de test
14 : Sortie
15 : Alimentation de l'étage BF


Figure 7 : Circuit imprimé échelle 1 vu côté piste.

Figure 8 : Implantation des composants du récepteur.

Photo 3 : Le module récepteur AUREL RF290A-233.
Photo du module AUREL RF290A- 433 utilisé dans le récepteur. Il représente la version modifiée du désormais célèbre RF290 mais réglé sur la fréquence 433,92 MHz. Parmi les principales caractéristiques, signalons la grande sensibilité en entrée (–100 dBm ; 2,24 microvolts) et ses dimensions particulièrement réduites : tout juste 38 x 16 x 4,5 mm.


Ce circuit est également très simple. Toute la partie HF est confiée au module U1, un circuit hybride AUREL RF290 (la référence complète est RF290A-5S/433). Ce module est habituellement utilisé dans les récepteurs pour radiocommande car, en fonctionnement normal, on obtient en sortie un signal numérique par faitement carré. Fort heureusement pour nous, il est possible de prélever le signal audio avant qu'il n'arrive au comparateur qui effectue la mise en forme! Ce signal, comme on le voit sur le schéma de fonctionnement interne (figure 6), est disponible sur la broche 13.
Ce module AUREL est composé d'un amplificateur HF et d'un récepteur à super-réaction qui garantissent une sensibilité très importante, d'au moins – 100 dBm (2,24 microvolts).
Pour pouvoir fonctionner correctement, la partie haute fréquence du module doit être alimentée avec une tension de 5 volts fournie par la diode zener DZ1. Le circuit du récepteur est complété par un étage préamplificateur (U2) utilisant un simple 741 et d'un amplificateur de puissance (U3), un classique LM386.
A la sortie du module U1 (broche 13), le signal parvient à l'entrée inverseuse de l'ampli opérationnel U2. Le gain de cet étage dépend du rapport entre R5 et R2. Le condensateur C3 a pour rôle de "couper" les fréquences supérieures à 3 – 5 kHz de façon à réduire le plus possible le bruit de fond.
Le signal par vient donc, à travers le contrôle de volume représenté par le potentiomètre R6, à l'entrée de l'amplificateur de puissance U3. Cet ensemble est capable de fournir une puissance d'environ 0,5 watt. A la sortie, il est possible de connecter soit un casque soit un haut-parleur dont l'impédance peut être comprise entre 8 et 32 ½. Comme dans l'émetteur, l'alimentation est assurée par une pile de 9 volts. Une diode (D1), située dans la ligne d'alimentation protège le circuit contre les dommages que provoquerait une éventuelle inversion de polarité.
Le circuit, sur lequel sont montés tous les composants, présente des dimensions plus importantes que celles de l'émetteur mais, ici, il n'y a pas d'exigences de miniaturisation particulière. Pour le montage du circuit il faut respecter les règles habituelles : souder en premier les composants de petite épaisseur, respecter les polarités des éléments polarisés, ne pas confondre les composants entre eux, etc. Pour le montage des deux circuits intégrés il est conseillé d'utiliser les supports appropriés. L'insertion du module HF sur le circuit imprimé ne peut être effectuée que d'une seule manière. En d'autres termes, il est impossible de monter l'hybride à l'envers. La platine doit être logée dans un boîtier en plastique muni d'un porte-pile. Pour notre prototype, nous avons utilisé un boîtier modèle SC701 de dimensions assez réduites : 130 x 60 x 29 millimètres. L'antenne, indispensable pour obtenir une bonne portée, peut être réalisée avec un morceau de fil rigide de 17 centimètres que l'on fait sortir par la partie supérieure du boîtier. A la place de ce fil on peut utiliser une antenne "boudin" pour UHF que l'on trouve facilement chez n'importe quel revendeur.
Deux autres trous doivent être réalisés : sur le côté du boîtier, en face de la prise de casque/HP et sur le couvercle dans l'axe du potentiomètre. Sur ce dernier, après avoir fermé le boîtier, on fixe un bouton. La prise de sor tie BF a également fonction d'interrupteur de mise sous tension : quand le jack de casque ou de HP est inséré, le récepteur est alimenté, dans le cas contraire, le circuit est éteint. Une fois le montage du récepteur terminé, il ne reste plus qu'à vérifier le fonctionnement général du système.

Liste des composants
R1 : 150 kW
R2 : 47 kW
R3 : 22 kW
R4 : 22 kW
R5 : 100 kW
R6 : 47 kW potentiomètre lin.
R7 : 10 kW
R8 : 10 kW
R9 : 10 kW
C1 : 100 nF multicouche
C2 : 10 μF 16 V élect. rad.
C3 : 2,2 nF céram.
C4 : 470 μF 16 V élect. rad.
C5 : 100 μF multicouche
C6 : 470 μF 16 V élect. rad.
C7 : 1 μF 16 V élect. rad.
C8 : 1 nF céram.
C9 : 100 nF multicouche
C10 : 100 nF multicouche
C11 : 220 μF 16 V élect. rad.
D1 : 1N4002
DZ1 : zener 5,1 V 1/2 W
U1 : module réf. RF290A-433
U2 : 741
U3 : LM386

Divers :
- boîtier en plastique antichoc réf. SC701 (130x60x29 mm)
- câble rigide en cuire
- bouton
- prise jack de châssis, avec interrupteur
- casque
- C.I. réf. E34

Photo 4 : Vue du récepteur dans son boîtier.

Mise au point
Pour essayer l'ensemble, il suffit de brancher les piles sur l'émetteur et sur le récepteur, de connecter un casque ou un HP sur la prise idoine — opération qui, rappelons-le, met également le récepteur sous tension — et de régler le volume de sortie. La sensibilité est tellement élevée que, si les deux appareils fonctionnent proche l'un de l'autre, l'effet Larsen se fera violemment sentir ! Autrement dit, le casque ou le haut-parleur émettra un sifflement modulé mais désagréable! Après cette première vérification, il faut s'éloigner de l'endroit où l'on a placé le micro espion jusqu'à ce que le signal ne soit pratiquement plus audible, c'est-à-dire jusqu'à ce que le bruit de fond couvre ledit signal. La portée est normalement comprise entre 50 et 300 mètres mais, dans des cas particulièrement favorables, on peut arriver jusqu'à 500 mètres. Pour obtenir la plus grande portée possible, il est nécessaire d'intervenir sur les antennes, en les raccourcissant ou en les allongeant de quelques centimètres. Si l'on devait rencontrer des problèmes de modulation, il faudrait modifier légèrement la valeur de la résistance R7 de l'émetteur comme nous l'avons déjà dit plus avant. Ce composant agissant également sur la puissance du TX, sa valeur pourra être également légèrement modifiée afin d'obtenir la puissance maximale. En résumé, par la modification de la longueur de l'antenne et de la valeur de R7, rechercher le meilleur compromis entre modulation et portée.
Vous avez terminé votre micro espion et son récepteur. Faites-en une bonne utilisation. Comme pour chaque montage, vos remarques sont les bienvenues.

Une radiocommande 32 canaux pilotée par PC


L'automatisation et les contrôles automatiques sont toujours plus nombreux au point d'être devenus indispensables à notre confort. Si, par le passé, ils étaient exclusivement réservés à certaines industries, aujourd'hui, ils sont présents dans tous les champs d'activité et ont même atteint les particuliers.
Ainsi, nous avons vu apparaître ces dernières années les premières centrales de commande de portails, les alarmes, les serrures électriques commandées et une multitude d'autres automatismes…

Pour entrer dans le troisième millénaire, malgré le peu de mois qui nous séparent de l'an 2 000, nous avons pensé vous proposer la radiocommande du futur. Elle est constituée d'un transmetteur radio piloté par un PC et permet de gérer 32 récepteurs indépendants. Chaque récepteur peut réaliser une fonction même sans la présence d'un opérateur et tout cela en restant tranquillement assis devant l'écran de votre PC.
La carte d'émission, à relier au PC, que nous allons vous décrire à présent est malgré tout très simple. Afin de pouvoir coupler notre émetteur à des récepteurs standards facilement réalisables par l'amateur nous avons utilisé, pour le codage des canaux, le très répandu MM53200 de National Semiconductor ou de l'un de ses équivalents UM3750, UM3758, UM86409.
L'interface peut facilement être gérée par une simple routine en QBASIC présentée dans les lignes suivantes ou par un programme en VISUAL BASIC comme celui que nous avons réalisé pour vous.
Dans ce dernier cas, il suffit de pointer avec la souris un des 32 boutons et de cliquer pour activer ou désactiver la charge correspondante (figure 1). Vous pourrez aussi assigner un nom (lumière 1, chambre 3, etc.) à chaque canal, déterminer son mode de fonctionnement (impulsion ou bistable) et visualiser toutes ces informations à l'écran. L'interface décrite dans ces pages est la plate-forme de départ à l'élaboration de systèmes capables de tout commander ou presque. Mais voyons tout cela en détail en analysant le schéma électrique qui met en évidence la structure de l'interface.

Figure 1 : Après avoir installé notre logiciel sur le PC, il est créé un groupe nommé WinTX : Si l'on clique sur cette icône nous ouvrons l'écran de commande, sur lequel apparaissent les 32 boutons virtuels. Chacun d'eux est muni d'une petite case comportant l'inscription « bistable ». Un clic de la souris sur l'une de ces cases, permet de définir le mode de fonctionnement pour chaque canal (bistable ou non). En mode de fonctionnement impulsionnel, la transmission radio est activée tant que l'on tient le bouton virtuel appuyé.

Etude du schéma
Figure 2 : Schéma électrique de la radiocommande 32 canaux.

Comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique, U1 le codeur UM86409 (ou autres cités plus avant) a ses premières pattes (1 à 6) connectées à un dip-switch binaire et ses 6 autres (7 à 12) connectées à la sortie de trois doubles optocoupleurs. Ces trois derniers réalisent une isolation galvanique avec l'ordinateur par l'intermédiaire desquels il est possible de recevoir les niveaux logiques correctement inversés issus du port parallèle du PC. Un quatrième optocoupleur (FC1) sert à activer la transmission.
Le composant utilisé pour la transmission des signaux codés émis sur l'air, grâce à une antenne accordée, est le module AUREL TX433 SAWBoost.
Ce module, muni d'un oscillateur à quartz, peu délivrer 400 MW sur une charge de 50 ohms.
Son entrée, compatible TTL (broche 2 de U3), directement reliée à la sortie des données du codeur (broche 17 de U1) est pilotée par ce dernier. L'activation du module U3 est réalisée par le relais RL1 piloté par le transistor T1 lui-même commandé par la ligne D0 du port parallèle du PC à travers l'optocoupleur FC1.
Notre émetteur fonctionne de la façon suivante : Avant tout, il reçoit le codage des 6 derniers bits via l'ordinateur puis il attend l'ordre de départ de ce dernier.
Lorsque ce signal arrive, il active la section HF et émet le signal radio modulé, vers les récepteurs.
Le circuit intégré U1 est le coeur du dispositif et il est câblé pour fonctionner en codeur (patte 15 reliée au + 5 volts). Les 6 premiers bits de codage sont fixés par le dip-switch DS1 et peuvent, de ce fait, être prépositionnés sur 64 combinaisons au gré de l'utilisateur. Ce n'est certainement pas le « top » de la sécurité mais cela suffit largement pour ce type d'application.
Il est à noter que U1 est toujours activé et, donc, continue à générer les trains d'impulsions contenant le code déterminé par les 12 bits d'entrée. Le signal ainsi codé est transmis de la patte de sortie 17 à la patte 2 du module HF U3, lequel est normalement au repos et s'active seulement quand il reçoit le signal d'activation du port parallèle.
Pour adresser les diverses charges, et ainsi les récepteurs, nous avons pensé à utiliser les pattes de codage 7 à 11 qui permettent alors de piloter 32 canaux.
Ces 5 bits sont pilotés par le logiciel disponible dans le PC, à travers les lignes D1, D2, D3, D4, D5 qui gèrent les optocoupleurs et, avec les sorties de ces derniers, les pattes du UM86409.
Quand un optocoupleur est conducteur (1 logique sur la ligne data), sa sortie est au niveau bas ainsi que le bit de codage du circuit UM86409 et inversement.
Un niveau bas sur l'optocoupleur donne un niveau haut sur le codeur. Vous trouverez les adresses des canaux dans un tableau présent dans cet article. Référez-vous au niveau logique du codeur ainsi qu'au niveau des lignes de données du port parallèle.
Pour l'instant, sachez que le premier canal correspond à la combinaison 000000 sur le bus du PC, le second à 000001. Le 1 à droite est le bit de poids faible, le 0 de gauche celui de poids fort qui correspond au bit 12 du codeur.
Chaque fois qu'un bouton virtuel du panneau de Windows est activé sur les sorties D1 à D6 nous retrouvons le code binaire du canal correspondant à ce bouton.
Un niveau 1, sur la ligne D0, fait passer en conduction le phototransistor de FC1 et force au niveau bas sa patte 5.
A travers la résistance R3, le transistor T1 se sature, son collecteur alimente alors la bobine du relais dont les contacts vont permettre d'alimenter le module hybride U3. Ce dernier a sur, son entrée (broche 2), le signal produit en permanence par le UM86409
(broche 17 de U1) et va le transmettre sur 433,92 MHz par l'antenne (broche 11). Cet état est visualisé par l'illumination de la led LD1 mise sous tension par R5. La transmission cesse dès que le bouton virtuel est relâché.
L'alimentation peut être continue ou alternative car un pont redresseur PT1 a été prévu sur l'entrée (V.AL). La tension est filtrée par C1 puis régulée à 5 V par U2 (7805) afin d'alimenter le codeur U1 qui doit piloter l'entrée numérique de l'hybride avec des niveaux TTL.
La bobine de RL1 est, par contre alimentée, en 12 V.
Notez, enfin, le filtre sur la patte 15 de U3 formé par la bobine L1 (self de choc de type VK200) et les condensateurs C6 et C7. Ce filtre évite à la haute fréquence de se propager sur la ligne positive ce qui pourrait causer des perturbations dans la logique de codage.

Le programme de gestion
Après avoir décrit la partie hard, il nous reste à voir la partie soft développée pour contrôler notre transmetteur à partir du PC.
Le logiciel est réalisé en Visual Basic et s'installe facilement à partir du setup de la première des trois disquettes fournie dans le kit ou disponibles ou séparément.
Le coeur du programme est la routine de transmission des données réalisée en langage C contenant le peu de lignes qui servent à interpréter une valeur et à la convertir dans en un format adapté, capable de piloter la platine d'émission.
L'installation du programme sous Windows crée un groupe de démarrage appelé WinTX. En cliquant sur cette icône, vous pourrez lancer le programme et voir alors l'écran de commande visualisant les 32 poussoirs virtuels.
Sous chacun de ces boutons, se trouve une case où est inscrit « bistable ». Si l'on clique, à l'aide de la souris, sur cette case, il est possible d'imposer le mode de fonctionnement souhaité : bistable ou par impulsion.
Le fait de cliquer sur bistable permet de faire fonctionner le système de façon à ce qu'un clic de souris sur le bouton concerné commande le canal pointé et que sa sortie correspondante reste active jusqu'à ce qu'un autre clic de souris sur le même bouton permette de retrouver l'état initial. L'état actif est visualisé par la coloration différente du bouton concerné afin de connaître à tout instant l'état dans lequel se trouve la sortie concernée. Attention, cette indication n’est que théorique car le récepteur n’envoie aucune information à l’émetteur.
A l'inverse, si la case bistable n'est pas active, le mode de fonctionnement par impulsion est retenu : un clic maintenu sur le bouton active la sortie, au relâchement du bouton de la souris le relais retrouve son état initial. Pour sortir du programme, il suffit, dans le menu en haut à droite, de cliquer sur la croix ou d'appuyer sur « Alt + F4 ».

Vue sur les optocoupleurs, le dip-switch et U1.

Gros plan sur le dip-switch et U1.

Caractéristiques techniques résumées
des différentes prestations du système radiocommandé basé sur une transmission assistée par ordinateur.

Fréquence de travail……………………………………………433,92 MHz
Puissance HF sur 50 ohms…………………………………400 MW
Portée avec récepteur RF290A/433……………400 m
Nombre de canaux ……………………………………………………32
Combinaison de sécurité……………………………………64
Tension d'alimentation CC ……………………………12 à 16 volts
Tension d'alimentation AC ……………………………9 à 12 volts
Courant absorbé (typique) ……………………………300 mA
Sortie utilisée ………………………………………………………parallèle Centronics DB25 Fem.
Logiciel sous Windows 95/98

Les récepteurs à utiliser

Notre dispositif est en mesure de fonctionner avec des récepteurs classiques codés à base de MM53200, UM86409, UM3750 qu'ils soient monocanal ou bicanaux. Il suffit que leur fréquence de fonctionnement soit en 433,92 MHz.

Les connexions du module Aurel TX SAW-Boost

1 = Masse;
2 = Entrée des données (0/5 V);
4,5,7,9 = Masse;
11 = Sortie antenne ;
12 = Masse ;
13 = Masse ;
15 = Vcc (12/18 V).

Comment configurer les canaux
table de vérité bien précise, illustrée ci-dessous. Aidez-vous de ce tableau pour configurer correctement les dip-switchs. Il reste entendu que, sur l’émetteur comme sur les récepteurs, les six premiers bits (pin 1 à pin 6) doivent être configurés de la même manière car ils forment le code de base et ce sont les six autres bits (pin 7 à pin 12) qui permettent de sélectionner un récepteur. De toute manière, pour éviter les confusions et faciliter les opérations, rappelez-vous la simple règle suivante : chaque adresse de canal correspond à son numéro décimal diminué d’une unité, exprimé en binaire avec le bit 7 du décodeur (et du codeur) représentant le poids faible (LSB) et le bit 12 le poids fort (MSB).

Tableau 1.

Comment coder les récepteurs
Pour positionner les 6 inters du dip-switch (7 à 12) qui distinguent les 32 canaux, il est conseillé de consulter ce tableau et de sélectionner les inters des récepteurs en fonction du numéro de canal souhaité.

Tableau 2.

Figure 3 : Brochage de l'UM86409.

Réalisation pratique
Après avoir analysé le programme, nous pouvons passer à la description de la construction. Vous trouverez dans ces pages le dessin à l'échelle 1/1 du circuit imprimé simple face que vous pourrez réaliser par la méthode habituelle de l'insolation (le circuit imprimé est fourni dans le kit).
En possession du circuit gravée et percée, nous allons procéder à l'implantation des composants. Commencez par la mise en place des composants les plus petits (résistances, diodes en respectant le sens). Positionnez ensuite les supports de circuits intégrés comme il est indiqué sur le schéma d'implantation. Soudez le dip-switch à 6 inters (le 1 doit correspondre à la patte 1 du codeur UM86409). Soudez ensuite les condensateurs en restant attentif aux sens des chimiques polarisés.
Montez la self L1, le pont redresseur PT1 (attention à la polarité + et –) et le transistor T1 dont la partie plate doit être dirigée vers U1. Insérer le régulateur U2 (78L05) en boîtier TO92 qui est positionné sa partie plate dirigée vers C3 et C4. Soudez enfin le relais miniature et le module hybride TX SAWBoost de façon à ce que la patte 1 soit située du côté du trou de fixation du circuit imprimé. Terminez le tout par le montage du connecteur DB25 femelle (25 points coudés à souder sur carte).
Pour l'alimentation, nous vous conseillons de souder une prise alimentation adaptée au bloc secteur que vous allez utiliser.
Après vérification des soudures afin de déceler d'éventuels courts-circuits ou autres petites imperfections de soudage, il faut insérer les différents circuits intégrés dans leur support respectif en respectant leur sens indiqué par une encoche ou un point-détrompeur.
Cette phase étant terminée, il faut positionner les 6 interrupteurs du dip-switch (correspondant aux 6 premiers bits de codage) dans la même position que les dip-switchs des différents récepteurs.
Un mot au sujet des récepteurs qui ne sont pas décrits dans cet article : vous pouvez utiliser n'importe quel récepteur fonctionnant sur la fréquence de 433,92 MHz et dont le système de décodage utilise un des trois circuits intégrés cités précédemment. Pour être utilisables, les 6 premiers bits de codage sont positionnés de la même façon que ceux de la carte de transmission (DS1). Les six autres bits sont codés de façon à identifier les canaux de 1 à 32 (voir tableau 1 de codage).
En exemple, prenons le codage du canal 1, il faut positionner les 6 switchs des bits 7, 8, 9, 10, 11, 12 : à 111111 ce qui équivaut à tenir ouvert tous les interrupteurs du septième au douzième, etc. (voir tableau 2).
Pour alimenter le système, il faut une alimentation capable de fournir 12 à 16 volts en courant continu ou 10 à 12 volts en courant alternatif sous une intensité de 300 à 400 milliampères.
Avant de mettre le montage sous tension, il faut relier une antenne au point « ANT » (sinon le module hybride débitera dans le vide et risquera d'être irrémédiablement détérioré) en préférant un modèle accordé de type fouet avec un plan de masse. Utiliser du câble blindé pour la liaison de l'antenne à la platine de transmission (un morceau de coaxial 52 ohms de diamètre 3 mm ou à défaut 5 mm fera parfaitement l'affaire). La tresse du câble doit être reliée au plan de masse de l'antenne et au négatif du circuit imprimé alors que l'âme doit être reliée au plot « ANT » et au brin rayonnant.
Il faut aussi vous procurer un câble de liaison (DB25 mâle / DB25 mâle) pour raccorder le port parallèle du PC au connecteur DB25 du transmetteur.

Figure 4 : Plan d'implantation des composants.

Figure 5 : Circuit imprimé à l'échelle 1/1.

Liste des composants
R1 : 680 Ω
R2 : 100 kΩ
R3 : 15 kΩ
R4 : 47 kΩ
R5 : 1 kΩ
R6 : 220 kΩ
R7 : 4,7 kΩ
R8 : 680 Ω
R9 : 680 Ω
R10 : 680 Ω
R11 : 680 Ω
R12 : 680 Ω
R13 : 680 Ω
C1 : 470 μF/25 V chimique
C2 : 100 μF/25 V chimique
C3 : 100 nF céramique
C4 : 100 μF/25 V chimique
C5 : 100 pF céramique
C6 : 470 μF/25 V chimique
C7 : 100 nF céramique
D1 : diode 1N4007
LD1 : LED rouge 5 mm
U1 : circuit intégré UM86409 ;
MM53200; UM3750
U2 : régulateur 78L05
U3 : module
TX433 SAW-Boost Aurel
FC1 : optocoupleur 4N25
FC2 : optocoupleur CNY74-2
FC3 : optocoupleur CNY74-2
FC4 : optocoupleur CNY74-2
T1 : transistor BC557B
RL1 : relais 12 V miniature
L1 : self de choc VK200
ANT : antenne accordée 433,92 MHz
PT1 : pont 1 A
DS1: dip-switch 6 inters

Divers :
Supports CI 8 broches
Supports CI 6 broches
Support CI 18 broches
Connecteur 25 broches femelle
coudé à souder sur carte
Connecteur d'alimentation
à souder sur carte

Vue du prototype terminé
Remarquez le module Aurel monté verticalement, ses composants tournés vers l'extérieur.


La routine en Basic
Il est intéressant de savoir comment l'ordinateur élabore les ordres donnés et il est surprenant de comprendre qu'en réalité cela est réalisé avec un petit programme de quelques lignes écrit en Basic. La routine prend une valeur (variable TX) et contrôle avant tout si elle est comprise entre 0 et 32, dans le cas contraire elle retourne au début sans effectuer aucune opération. Pour comprendre comment est gérée la donnée, il est utile de la considérer comme un nombre binaire car la carte de commande est pilotée par les simples bits de la sortie parallèle, précisément par D0 qui active ou désactive l'émetteur et par D1, D2, D3, D4, D5 qui sont les cinq bits qui identifient le canal à contrôler.


Le bit 0 contrôle l'étage d'émission : à 0 il l'éteint et à 1 il l'active. Les bits 1 à 5 contiennent, quant à eux, le code binaire du canal à activer. Il est facile de comprendre que la valeur de la variable TX doit être gérée de façon à ce qu’elle indique exclusivement le canal à contrôler sans s'occuper de gérer la mise en service ou l'arrêt du transmetteur.
En pratique, la routine doit recevoir un 0 pour désactiver le transmetteur ou un numéro compris entre 1 et 32 pour commuter le canal désiré.
Voyons comment faire : si la variable TX est égale à 0, il suffit de l’envoyer à la sortie parallèle ; cela se fait par l’instruction « OUT &378, tx » dans laquelle « 378 » est l'adresse hexadécimale de la sortie LPT1 (sortie présente dans tous les PC pour l'imprimante) et « tx », après la virgule, est la donnée à écrire sur le bus de données. Le 0 revient à avoir les 8 bits au niveau bas, de même que D0 ; c'est pour cela que le transmetteur est inactif. Si, par contre, la valeur est supérieure à 0 et inférieure ou égale à 32 il faut déplacer le bit vers la gauche de manière à reporter la valeur binaire de « tx » à partir du bit 1 au lieu du bit 0.
Cherchons à éclaircir le tout à l'aide d'un exemple : supposons que l'on veuille activer le canal 14. La première opération à accomplir est de réduire de 1 le numéro du canal car l'on sait que « tx » varie entre 1 et 32 (0 sert pour activer le transmetteur) et l'indicateur de canal va de 0 à 31. Ainsi, notre « tx » devient 13 (en binaire = 00001101).
Il faut ensuite envoyer la donnée au codeur/décodeur en maintenant le transmetteur éteint (si on envoie la donnée en même temps que l'activation de l'émetteur nous pouvons rencontrer des problèmes de synchronisation) et successivement activer l'émetteur en maintenant les données sur le codeur/décodeur.
Pour réaliser ces opérations, la routine procède à la multiplication par 2 de la variable « tx ». Ainsi, les bits sont déplacés vers la gauche (13 x 2 = 26 = 00011010), le bit le moins significatif est toujours maintenu à 0. A ce moment, ayant envoyé à travers la sortie parallèle les données du codeur, il ne reste rien d'autre à faire que d'activer le bit 0 (le transmetteur) tout en conservant les données inchangées.
Pour faire cela, il suffit d'ajouter 1 à la valeur envoyée précédemment (26 + 1 = 27 = 00011011). Il est important de noter que, dans le petit programme proposé, le transmetteur demeure actif jusqu'à la commande suivante.
C'est à vous de gérer le signal comme impulsion plus ou moins longue en fonction de vos besoins.

REM*****************************************
REM *** RADIO-COMMANDE 32 CH AVEC UN PC ***
REM *** FILE : TXPC.BAS DATE : 9/10/9 ***
REM *** © FUTURA ELECTTRONICA - MI ***
REM*****************************************
Début :
REM Entrée du canal à contrôler
INPUT "Transmetteur (1-32; 0 éteint TX)"; tx
PRINT
REM Contrôle la validité des données
IF tx < 0 OR tx > 32 THEN GOTO début
IF tx = 0 THEN
REM Si 0 extinction du transmetteur
OUT &H378, tx
ELSE
REM Sinon commutation du canal concerné
tx=tx-1
OUT &H378, tx * 2
OUT &H378, (tx * 2)+1
END IF
REM Retour au début
GOTO début
REM*****************************************


Retour à l'informatique
Maintenant que tout est connecté, placez la disquette n° 1 dans le lecteur, tapez A : setup et laissez-vous guider.
L'installation du programme ayant été réalisée, lancez-le. Quand vous utilisez WinTX il faut se rappeler que la case à cocher « bistable » sert à colorer le bouton virtuel en jaune et non à activer un récepteur. Il faut, pour cela, cliquer sur le bouton lui-même ; à ce moment-là, le voyant s'allume et, lors d'un autre clic, il s'éteint (en mode bistable).
Pour indiquer une fonction nominative à chacun des 32 boutons, il faut cliquer dessus avec le bouton droit de la souris ; il apparaît alors un rectangle au centre de l'écran dans lequel vous pouvez écrire la désignation du bouton.
Exemple : garage, parc, jardin, chambre, etc. Par défaut, les canaux sont nommés Ch1, Ch2, …, Ch32. Votre système et maintenant opérationnel.

Dernier conseil
Comme le système utilise le port parallèle de votre PC (et à moins que vous n'affectiez un PC spécial à votre radiocommande 32 canaux !) il paraît évident que vous allez vouloir, en plus (exigeants avec ça !), continuer à utiliser votre imprimante ou votre scanner.
Nous vous conseillons donc de faire l'acquisition d'un boîtier de commutation (Data-Switch 25 points) à 2 ou 3 entrées afin de pouvoir utiliser tous vos périphériques sans connecter et déconnecter en permanence. Reliez alors la sortie du boîtier au port LPT1 de votre PC et chaque périphérique sur une de ses entrées commutables.

Une fois le montage terminé, il est conseillé d'enfermer la carte d'émission dans un coffret plastique aux dimensions adaptées.

Un récepteur de télécommande UHF à circuit monolithique Micrel



Voici un récepteur monocanal sur 433 MHz, muni d’un relais de sortie, utilisable avec les télécommandes standards de type MM53200. L’étage de réception est très innovant car il est constitué d’un simple circuit intégré de 14 broches. Extrêmement précis et sensible, il représente une alternative aux modules hybrides CMS les plus connus. Le récepteur fonctionne en mode monostable ou bistable.

Toutes les radiocommandes proposées jusqu’à présent étaient pourvues de récepteurs dotés de modules hybrides qui contenaient le système de radiofréquence complet, depuis l’amplificateur jusqu’au démodulateur AM en passant par le contrôleur de signal numérique.
Le choix était dicté par la grande variété des produits CMS (Aurel en tête) qui eux seuls pouvaient résoudre la problématique de la dimension des étages de réception UHF, tout en simplifiant les circuits et en garantissant un fonctionnement stable et précis.
Cette solution n’était pas uniquement due à l’orientation technique générale de nombreux constructeurs de systèmes de commande à distance, d’antivols et autres. Elle provenait surtout de l’impossibilité de réaliser des récepteurs radio avec un simple circuit intégré, mais aussi de la nécessité d’utiliser à la place des hybrides, des circuits complexes et particulièrement encombrants, au point de rendre la réalisation de certains projets impossibles pour une production en série.
Aujourd’hui, les choses ont un peu changé et l’arrivée sur le marché d’un nouveau composant permet d’envisager de nouvelles solutions. C’est pourquoi, dans cet article, nous allons vous parler d’un récepteur de type standard à 433,92 MHz, qui peut être couplé à tous les transmetteurs codés sur la base du MM53200 ou UM86409.
Voici donc un montage tout à fait nouveau dans lequel le module hybride disparaît au profit d’un récepteur monolithique de conception récente. Le récepteur radio 433,92 MHz est entièrement intégré à l’intérieur d’un circuit 14 broches que l’on pourra insérer sur un simple support dip. Ce récepteur peut être directement relié à n’importe quelle antenne pour ce qui concerne l’entrée, et offre en sortie un niveau logique TTL standard. Il s’agit d’une grande nouveauté car les circuits intégrés HF capables de travailler à des fréquences supérieures à 250 MHz ne sont pas courants. A titre d’exemple, on citera le très ancien S042P de Siemens qui est un des amplificateurs AF, mélangeur, oscillateur local parmi les plus utilisés pour construire des récepteurs FM et FM stéréo, mais qui est toutefois limité à 200 MHz.
Cependant, la technologie de fabrication des composants à base de silicium a fait d’énormes progrès, ce qui nous permet aujourd’hui de disposer non seulement de semi-conducteurs de qualité correcte mais aussi de circuits intégrés UHF.
Nous avons donc saisi l’opportunité en développant le récepteur que vous allez découvrir dans cet article.

Un récepteur de télécommande moderne
Il s’agit donc d’un récepteur pour radiocommande équipé, comme d’habitude, d’une sortie à relais fonctionnant en mode monostable ou impulsion, ce qui le rend universel et adapté à tous types d’utilisations.
Sur notre circuit, nous avons, en revanche, remplacé le RF290A/433 ou le BC-NBK par un seul circuit intégré, le Micrel MICRF001BN dont le brochage est donné en figure 1.
Mais, allons voir le schéma électrique et analysons-le ensemble en faisant un tour d’horizon général.

Figure 1 : Brochage du récepteur HF monolithique de Micrel.

Le MICRF001BN
Produit par la société Micrel, le MICRF001BN est un récepteur radio superhétérodyne à simple changement de fréquence avec démodulateur AM. Il est tout à fait adapté pour des radiocommandes ainsi que pour les systèmes d’échange de données via radio.
Il n’est, en revanche, pas conçu pour traiter des signaux analogiques, bien que l’on puisse probablement y arriver dans le futur.
Le signal HF capté par l’antenne entre directement dans la broche 4, puis passe par l’amplificateur d’entrée (RF AMP) qui en augmente l’amplitude. Il va ensuite entrer dans le mélangeur où il sera mixé avec une fréquence légèrement supérieure (433 MHz + 2,25 MHz). Il en résulte une troisième fréquence dite "Moyenne Fréquence" (2,25 MHz), qui sort du mélangeur pour être filtrée avant d’être envoyée vers le démodulateur. Avec ce principe de changement de fréquence, vous l’avez compris, la modulation d’amplitude (AM) de la moyenne fréquence (MF) est identique à celle contenue dans le signal du transmetteur.
La valeur de la moyenne fréquence de notre intégré est assez atypique puisqu’elle est de 2,25 MHz. Le changement de fréquence permet d’éviter le risque d’auto-oscillation causé par la réinjection sur l’antenne des signaux HF fortement amplifiés. Bien utile dans notre cas, car notre circuit ne possède pas, en entrée, d’étage d’accord.
Seul l’oscillateur local est accordé, puisqu’il travaille sous le contrôle extrêmement précis d’un synthétiseur de fréquence programmable de l’extérieur grâce à un quartz ou un résonateur céramique situé entre la broche 13 et la masse. C’est la valeur de ce quartz qui détermine le type d’émetteur à utiliser (voir tableau 1).

Tableau 1 : Rapport entre la fréquence de référence et la fréquence de travail.

Pour être exact, il faut préciser que si l’on veut utiliser ce récepteur avec les TX de 433,92 MHz, il faut que le quartz soit de 3,36 MHz et c’est bien sûr celui que nous avons monté sur notre circuit.
Si nous reprenons le parcours du signal, nous voyons qu’après être passée par l’oscillateur local, la MF de 2,25 MHz rentre dans un second amplificateur qui augmente son amplitude, puis il traverse un filtre passe-bande (1 MHz de bande passante). Pour finir, il rejoint le dernier amplificateur et, enfin, le démodulateur AM duquel est extrait le code numérique ou tout autre signal de basse fréquence envoyé par un transmetteur travaillant à 433,92 MHz.
Un second filtre, cette fois de type passe-bas, nettoie le résultat en supprimant les pics et les résidus HF. La fréquence de coupure de ce filtre, dans notre cas 2,4 kHz, se programme à l’aide des broches SEL0 et SEL1 (voir le tableau 2).
Enfin la BF, une fois démodulée et filtrée, entre dans un comparateur de tension qui permet de la contrôler et d’obtenir, sur la sortie numérique D0 (broche 8), des impulsions dont les fronts de montée et de descente sont bien raides.
Avant de passer à l’étude du schéma, arrêtons-nous sur les derniers détails inhérents au circuit de Micrel : Q1 est un résonateur céramique de 3,36 MHz qui cadence l’horloge principale du synthétiseur de fréquence, C6 sert à régler le seuil du comparateur et C7 le temps de réaction de la CAG interne (commande automatique de gain).
Les broches 2 et 3 sont la masse de la partie radio, 9 et 10 la masse de la logique. Les broches 1 (SEL0) et 12 (SEL1), dont nous avons déjà parlé, servent à sélectionner la fréquence de coupure des filtres numériques internes.



Tableau 2 : Fréquence de coupure du filtre passe-bas programmable en fonction du câblage des broches 1 et 12.
Le circuit intégré Micrel est pourvu de deux entrées spéciales appelées SEL0 et SEL1 (respectivement broches 1 et 12) qui permettent de déterminer la fréquence de coupure du filtre passe-bas situé sur la sortie du démodulateur. Au zéro logique, les deux entrées imposent 600 Hz, avec la première au niveau haut on atteint 1 200 Hz, 2 400 Hz avec 0 et 1. Enfin, avec les deux entrées au niveau haut, la valeur est de 4,8 kHz. Dans notre application, nous nous contentons de 2,4 kHz puisque nous travaillons avec des transmetteurs relativement "lents".


Etude du schéma

Figure 2 : Schéma électrique du récepteur monolithique MICRF001BN de Micrel.

Si l’on applique ces concepts au schéma électrique de la figure 2, nous pouvons donc comprendre comment fonctionne la radiocommande.
Quand un transmetteur travaillant sur 433,92 MHz est activé, l’onde émise atteint l’antenne ANT, puis se dirige sur l’entrée de U2. Ce dernier l’accorde et la démodule en restituant le signal numérique entre la broche 8 et la masse.
Dans notre cas, il s’agit d’un code émis par un MM53200, UM3750 ou UM86409, raison pour laquelle nous avons un composant analogue dans notre circuit pour le décodage. Ici c’est U3 (UM86409) qui a ce rôle.
Pour information, rappelez-vous qu’avec ces circuits, c’est la broche 15 qui détermine le mode de fonctionnement : broche 15 au zéro logique, c’est le mode décodeur alors qu’au 1 logique, c’est le mode codeur.
U3 reçoit donc les impulsions sur son entrée (broche 16) en provenance directe de OUT D0 du circuit intégré Micrel. Si les 10 dip-switchs du DS1 ainsi que les 2 de DS2 sont programmés de façon analogue à ceux du transmetteur, U3 active la broche 17 en la mettant au niveau bas après chaque réception identifiée.
Le transistor T1 inverse le signal reçu de la broche 17 pour l’envoyer soit à la bascule U4 soit à la base de T2. Ce choix se fait en fonction de la position des dip-switchs de DS3. Ce dernier permet de sélectionner le mode de commande de la sortie en choisissant entre monostable (par impulsion) et bistable (par niveau).
Bien évidemment les deux commutateurs ne doivent pas être fermés en même temps ! Si l’on se réfère au schéma électrique, celui du dessus permet d’envoyer les impulsions du collecteur de T1 directement sur la base de T2. Ainsi, chaque créneau généré par U3 entraînera la fermeture du relais (RL1) via T1 et T2 : c’est le mode impulsion.
En revanche, si l’on ferme le commutateur du bas, à chaque impulsion de U3, T1 générera le signal d’horloge de U4. Ce circuit intégré est une double bascule D dont une seule bascule est utilisée. Chaque front montant sur l’entrée horloge (clock), broche 11, fait changer l’état de sa sortie Q pin 13.
Ainsi, à chaque nouveau front, alternativement le relais sera excité ou au repos : c’est le mode bistable.
Pour résumer, on peut dire que dans le premier cas de figure le relais "suit" l’interrupteur du transmetteur radio dans le sens où il s’active et reste excité tant que l’on ne relâche pas le bouton.
Dans le second cas de figure, c’est-àdire en position bistable, on active ou on désactive le relais RL1 à chaque pression sur le bouton.
L’ensemble du circuit fonctionne sous une tension continue comprise entre 12 et 25 volts appliquée sur les points +V et la masse. Si on ne dispose que de 12 à 16 volts, il faut fermer le pont S1 pour court-circuiter la résistance R1. Celle-ci doit par contre être connectée (S1 ouvert) si on veut faire fonctionner la carte avec une tension de 16 à 25 Volts. Dans ce dernier cas, R1 assure la chute de tension nécessaire afin d’éviter la détérioration de la bobine du relais par le surcroît de tension qu’il faudrait absorber à chaque "fermeture" de T2, (bobine 12 Vcc).
Le régulateur intégré U1 permet, quant à lui, de stabiliser la tension d’alimentation à 5 V pour la logique et le MICRF001BN.

Le circuit intégré monolithique UHF de Micrel

Schéma synoptique du récepteur monolithique de Micrel

Alors qu’ils semblaient délaissés au profit des hybrides, les intégrés monolithiques pour hautes fréquences radio sont à nouveau d’actualité. C’est le cas, en particulier, avec l’arrivée de la série MICRF0xx de Micrel. Cette société spécialisée dans ce créneau de produit, a démontré que les récepteurs superhétérodynes monoblocs peuvent avoir d’autres applications que la simple réception de la FM ou de la bande radioamateur (VHF, 144-146 MHz) en atteignant le seuil des 433,92 MHz de la radiocommande, domaine incontesté jusqu’à aujourd’hui des modules CMS de Aurel.
Le dispositif publié dans cet article en est un bon exemple, puisqu’il s’agit d’un très bon récepteur pour commande à distance qui peut être couplé à la grande majorité des minitransmetteurs commerciaux basés sur la règle d’encodage UM86409.
Le composant Micrel est de type front-end avec amplificateur d’antenne, oscillateur local à quar tz, mixer AF, double ampli de moyenne fréquence, réglé à 2,25 MHz avec filtre intermédiaire de 1 MHz de largeur de bande, démodulateur AM, second filtre, passe-bas cette fois, et comparateur de sortie pour contrôler les signaux numériques.
En fait, il ne se contente pas seulement d’être le bloc fondamental d’un récepteur superhétérodyne, puisqu’il assure également l’extraction du signal modulé et son premier "nettoyage".
Il constitue donc l’équivalent des hybrides les plus connus comme les RF290A/433 et BC-NBK, par rapport auxquels il présente deux avantages importants : d’une part, il est plus petit, puisqu’il ressemble à un circuit intégré 2 fois 7 broches et, d’autre part, il est à quartz.
En outre, il travaille en superhétérodyne et non en super-réaction, ce qui explique sa stabilité et sa précision. Il pourrait être comparé au STD433L de Aurel, avec l’avantage du boîtier dip en plastique mais avec un coût nettement inférieur à un RF290A/ 433.

Caractéristiques techniques
• Fréquence de travail : 433,92 MHz.
• Section réceptrice HF de type superhétérodyne avec une sensibilité de –95 dBm (environ 2 μV).
• Emission parasite de l’oscillateur local inférieure à –30 μV.
• Système d’encodage standard MM53200 avec 4096 combinaisons différentes.
• Sortie monocanal à relais.
• Fonctionnement monostable sur impulsion, ou bistable sur niveau.
• Alimentation en courant continu de 12 à 25 volts.
• Couplé à une télécommande standard de type TX3750/1C/SAW la portée du système est d’environ 100 mètres en zone dégagée.

Réalisation pratique
Comme d’habitude la première chose à faire est de réaliser le circuit imprimé. C’est très simple puisqu’il suffit de photocopier le circuit côté piste donné en figure 4 de manière à réaliser le film nécessaire à la photogravure.
Après avoir coupé et percé la carte, vous pouvez effectuer le montage des composants en vous aidant du plan d’implantation des composants de la figure 3. Commencez par les résistances, puis les diodes pour lesquelles il faut bien respecter la polarité et se rappeler que l’anneau coloré correspond à la cathode.
On passe ensuite aux supports des trois circuits intégrés, que nous vous recommandons d’insérer en tenant compte des détrompeurs.
Installez les mini-interrupteurs (dip-switchs) en veillant à ce que le “1” de DS1 soit en correspondance avec la broche 1 du décodeur U3, et le "1" de DS2 avec la broche 11 de ce même U3. La photo vous aidera dans cette opération.
Quant à DS3, l’interrupteur 1 doit être relié à la broche 13 du CD4013 (U4). S1 étant un simple interrupteur, aucun détail particulier n’est à préciser.
Continuez le montage en soudant les autres pièces, en prêtant une attention toute particulière à l’orientation des deux transistors T1 et T2 et au régulateur (U1) 7805 dont la face métallique est tournée vers R3.
Pour les connexions, prévoyez des borniers au pas de 5 mm. Ils doivent être montés de manière à ce que l’entrée des fils se trouve au bord du circuit imprimé. Veillez au marquage des borniers pour la connexion de l’alimentation et du contact NO/NF du relais.
Ceci fait, il ne vous reste plus qu’à mettre les bons circuits intégrés dans les bons supports en veillant à faire coïncider les détrompeurs et leurs références (U2 et U4).
Enfin, pour réaliser l’antenne du module, soudez un morceau de fil de cuivre, rigide de préférence, sur l’emplacement marqué ANT.
Votre montage vérifié, il est prêt à fonctionner sans aucun étalonnage préliminaire.
La seule chose à faire c’est de régler les dip-switchs de DS1 (bits 1 à 10) et DS2 (bits 11 et 12) de manière analogue à ceux du transmetteur portable dont vous disposez.
A ce propos, nous vous recommandons d’utiliser le modèle TX/3750/1C/SAW qui travaille à 433,92 MHz et qui permet d’être accouplé au récepteur en autorisant une portée d’environ 100 mètres en zone dégagée.
Il est très important de bien positionner les dip-switchs de l’émetteur et du récepteur. Dans le cas contraire, le récepteur ne réussira pas à interpréter
les instructions reçues par radio.
Contrôlez donc bien la position des dipswitchs de l’émetteur, du 1 au 12 et faites de même avec les dip-switchs de DS1 et de DS2.
A la fin du montage vous pouvez intégrer le circuit imprimé dans un boîtier plastique de dimensions adéquates.
Pour notre prototype, nous avons utilisé le boîtier étanche SCM433 qui dispose également d’une antenne réglée sur 433 MHz.
Si, par contre, le circuit est enfermé dans un boîtier métallique, il est indispensable de prévoir à l’extérieur une antenne préréglée, comme l’AS433 de Aurel par exemple, et de la relier au circuit par un morceau de câble coaxial 50 Ω de petit diamètre. Le brin central sera branché au bornier ANT et la tresse à la masse.
Pour ce qui est de l’alimentation, le circuit peut fonctionner en 12 ou 25 volts continus en sélectionnant la tension grâce au micro-interrupteur S1. En position fermée, le circuit travaille avec une tension de 12 à 16 volts, en position ouverte, il travaille avec une tension de 16 à 25 volts. Dans tous les cas la consommation de notre montage restera inférieure à 100 milliampères.

Figure 3 : Plan d’implantation des composants.

Figure 4 : Tracé du circuit imprimé à l’échelle 1.



Liste des composants
R1 : 47 Ω 2 W
R2 : 220 kΩ
R3 : 47 kΩ
R4 : 10 kΩ
R5 : 47 kΩ
R6 : 12 kΩ
R7 : 12 kΩ
R8 : 4,7 kΩ
R9 : 47 kΩ
C1 : 470 μF 25 V chimique rad.
C2 : 100 μF 25 V chimique rad.
C3 : 100 nF multicouche
C4 : 100 pF céramique
C5 : 10 μF 25 V chimique rad.
C6 : 10 nF céramique
C7 : 4,7 μF 25 V chimique rad.
D1 : Diode 1N4007
D2 : Diode 1N4007
U1 : Régulateur 7805
U2 : Circuit intégré MICRF001
U3 : Circuit codeur UM86409
U4 : Circuit intégré 4013B
T1 : Transistor PNP BC557B
T2 : Transistor NPN BC547B
RL1 : Relais 12 V miniature 1 RT
S1 : Dip-switch 1 circuit
DS1 : Dip-switch 10 circuits
DS2 : Dip-switch 2 circuits
Q1 : Résonnateur 3,36 MHz

Divers :
- Bornier 2 plots
- Bornier 3 plots
- Support CI 2 x 7 broches (2)
- Support CI 2 x 9 broches
- Circuit imprimé réf. S273
Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.

Un booster audio/vidéo en VHF



Voici deux versions de puissance d’un mini émetteur de télévision audio/vidéo opérant en VHF sur le canal H. Il trouvera son utilité dans la surveillance à distance d’un lieu ou d’un appareil donné ou simplement comme retransmetteur d’images pour rediffuser l’image d’un unique magnétoscope sur plusieurs téléviseurs. Bien entendu, en raison de sa petite taille, ce mini émetteur de télévision pourra être embarqué à bord de modèles réduits d’avions ou d’hélicoptères pour la retransmission de vues aériennes et c’est certainement dans cette dernière application que vous trouverez les plus grandes joies.

Combien parmi vous voudraient monter dans un hélicoptère, regarder en bas lorsqu’il se soulève du sol et voir passer les maisons et les arbres audessous, mais ne l’ont jamais fait par manque de temps, parce que cela coûte cher ou simplement par méfiance ou peur de voler ? Probablement beaucoup.
Les émotions du vol en rase-mottes peuvent se vivre même sans quitter le sol : il suffit de monter une petite caméra et un mini émetteur de télévision sur un hélicoptère à moteur thermique radiocommandé. Si vous n’y croyez pas, vous pouvez réaliser l’émetteur TV proposé dans ces pages, spécialement étudié pour les transmissions à distance. Cet émetteur permet une liaison de bonne qualité à quelques centaines de mètres. Couplé à une caméra CCD noir et blanc ou couleur, il permet de voir sur l’écran d’un téléviseur en mesure de recevoir la bande VHF ce que verrait un hypothétique passager de l’aéronef miniature.
Le circuit que nous vous proposons ne sert pas uniquement à cet usage, les autres possibilités d’utilisation sont très nombreuses : la sécurité active ou passive occupe un poste de premier plan. Pour suivre les mouvements d’une personne ou vérifier ce qui se passe dans un local, il existe de minuscules émetteurs radio en mesure de capter et de transmettre à distance tout ce qui se passe à l’intérieur des locaux surveillés. Mais lorsqu’il s’agit de voir et non plus seulement d’écouter (car si les oreilles sont très utiles, les yeux donnent une idée plus claire et immédiate de chaque situation…), le classique micro-émetteur ne suffit plus. Il faut autre chose, comme par exemple le projet décrit dans ces pages : il s’agit en substance d’un mini émetteur audio/vidéo opérant sur le canal 12 (bande III), 224,5 MHz en mesure de garantir une portée d’environ 300 mètres. Le signal peut être reçu avec une bonne qualité par un quelconque téléviseur noir et blanc ou couleur équipé d’une antenne pour la bande III.
En installant le circuit et une caméra dans une chambre d’enfant, il est possible de voir sur l’écran d’un téléviseur, même portable (disposé par exemple dans une pièce voisine de la pièce surveillée), ce qui se passe ou si l’enfant pleure dans la pièce sous contrôle, s’il se lève ou a besoin d’aide, etc.
Naturellement les applications possibles ne se limitent pas à la surveillance amateur ou professionnelle et le système se prête à des applications d’un autre genre comme la retransmission d’un signal ou l’envoi à un immeuble (ou un ensemble complet d’immeubles voisins) d’images ou d’un film, lequel, sinon, devrait être diffusé par l’intermédiaire d’un réseau câblé à circuit fermé. Il suffit pour cela de piloter l’émetteur par un magnétoscope.
Par ce système il est encore possible de visualiser sur plusieurs téléviseurs simultanément l’émission d’un magnétoscope en évitant ainsi beaucoup de travail comme de devoir poser plusieurs mètres de câbles, des amplificateurs et buffers nécessaires pour renforcer le signal. Il suffit simplement de se syntoniser sur le canal 12 (224,5 MHz) pour voir apparaître sur les écrans ce que l’on a injecté à l’émetteur.

De l’utilisation des modules AUREL
Cela est rendu possible grâce à l’utilisation d’un modulateur hybride CMS nommé MAV-VHF 224, produit par la firme AUREL. Comme cela est décrit dans l’encadré de manière plus approfondie, il s’agit d’un module hybride S.I.L. réalisé sur un support aluminium.
Extérieurement, il ressemble à une petite platine à 11 broches. C’est un modulateur audio/vidéo complet équipé d’un oscillateur VHF fonctionnant à 224,5 MHz. Ce module fournit une puissance de sortie d’environ 2 mW et dispose de deux entrées séparées, une pour le signal audio et l’autre pour le signal vidéo.
Pour la partie audio, la sensibilité est d’environ 1 volt crête à crête sur 100 kilohms d’impédance d’entrée. Pour la seconde entrée, les paramètres sont au standard 1 volt crête à crête sur 75 ohms. Le tout est disponible déjà réglé et par faitement calé sur son canal d’émission. Ainsi, une fois le montage terminé, il fonctionne immédiatement sans aucune autre intervention.
Avec ce module, nous avons réalisé un projet d’émetteur audio/vidéo pour utilisation domestique de haute qualité mais avec une por tée d’environ 50 mètres (ELECTRONIQUE numéro 2, page 24 et suivantes). En effet, avec une puissance de 2 mW et une antenne constituée d’un morceau de fil rigide, il est difficilement possible de faire mieux ! Beaucoup d’entre vous nous ont demandé un dispositif plus puissant qui soit en mesure d’atteindre 200 à 300 mètres, toujours avec une antenne constituée d’un fil rigide. Pour obtenir une portée de cet ordre, il est nécessaire de disposer d’une puissance d’environ 50 à 100 mW, puissance identique à celle de notre nouveau circuit.
Dans cet article, vous trouverez en réalité deux projets. Dans le premier, l’étage amplificateur est constitué par un transistor de puissance. Dans le second, c’est un module hybride AUREL, spécialement étudié pour cette application, qui est mis en oeuvre (c’est le module "MCA" qui dispose d’un niveau de sortie de 19 dBm sur 50 ohms avec une puissance d’excitation de 2 mW).

Deux pour le prix d’un !
Il est évident que le premier montage est adapté à ceux qui ont déjà une bonne expérience des circuits haute fréquence, disposant de l’appareillage de mesures adapté et voulant expérimenter différents transistors plus puissants.
Dans le second cas, le résultat est assuré par l’expérience de la société AUREL ! Il n’y à rien à régler, la puissance est constante et la qualité du signal rayonné est optimale, avec un niveau de parasites très réduit.
Comme il a été écrit précédemment, ainsi assemblés, les deux circuits (modulateur 2 mW + booster) permettent d’obtenir une puissance comprise entre 50 et 100 mW, puissance avec laquelle il est possible d’obtenir une portée en champ libre d’environ 300 mètres en utilisant une simple antenne en fil rigide. En présence d’obstacles, la portée se réduit en fonction de la nature de la barrière située entre l’émetteur et le récepteur. Par contre, avec l’utilisation de deux antennes directives, la portée peut atteindre 2 à 3 kilomètres! (toujours en champ libre, sans obstacles). La réception optimale est obtenue en laissant le téléviseur relié à l’antenne extérieure, ceci est encore plus vrai si l’antenne de réception est équipée d’un préamplificateur.

LE MODULATEUR TV
Le module hybride pour télévision produit par la firme AUREL contient tous les étages nécessaires pour réaliser, à lui seul, un émetteur vidéo complet.
Le MAV-VHF224 (c’est sa référence) est équipé en CMS (composant à montage de surface) qui, extérieurement, apparaît comme une petite plaquette de dimensions 28 x 25 x 8 mm pourvue de 11 broches disposées en ligne au pas de 2,54 mm. Seules 8 broches sortent du module afin de servir de détrompeur lors de son implantation. Le brochage est indiqué cidessous.



1) Masse
2) Entrée audio
3) Masse
4) Entrée vidéo
7) Masse
8) +5 V (alimentation)
10) Masse
11) Antenne


A l’intérieur, nous avons un double modulateur audio/vidéo qui agit sur un oscillateur très stable accordé sur 224,5 MHz, donc à la limite de la bande VHF (canal TV H2). Telle est la fréquence de la porteuse vidéo.
Pour avoir une idée de la qualité de la partie HF, considérez que la déviation maximale est comprise entre +/– 75 kHz. Pour l’audio, la sous-porteuse est à 5,5 MHz avec une excursion en modulation FM de +/– 70 kHz.
La limitation des émissions parasites et la linéarité sont telles que ce produit peut être tranquillement utilisé dans de nombreux appareils sans risque de contestations. Il peut de ce fait entrer dans les conditions d’utilisation des très sévères normes CE.
Dans la partie audio, nous avons une préaccentuation du signal qui rehausse légèrement les hautes fréquences afin d’éviter le bruit de fond à la réception. Les caractéristiques techniques sont:

- Puissance de sortie sur antenne = 2 mW / 75 ohms
- Tension d’alimentation = 5 volts CC
- Consommation = 90 mA (typique)
- Intermodulation de troisième ordre < –60 dBm
- Oscillateur principal libre
- Porteuse vidéo = 224,5 MHz (tolérance de +/– 75 kHz)
- Modulation vidéo d’amplitude négative PAL
- Sensibilité entrée vidéo = 1,2 volt crête à crête (max)
- Sous porteuse audio = 5,5 MHz
- Modulation audio en fréquence avec une excursion standard de +/– 70 kHz
- Sensibilité entrée audio 1 volt crête à crête
- Impédance entrée audio 100 kilohms
- Préaccentuation 50 μs



Version avec étage final à transistor


La première version de l’émetteur de puissance utilise un seul transistor haute fréquence pour l’amplification du signal VHF généré par le module hybride AUREL. Cette version est idéale pour les plus expérimentés d’entre-vous car elle peut être modifiée par l’utilisation, à des fins d’essais, de transistors de différentes puissances, par l’ajout de filtres passe-bas de sortie, etc. Mais il est également possible d’employer des modules VHF, puissants et faciles à utiliser.

Le booster à transistor final de puissance
La première version de notre booster est très simple. Nous avons pris comme base le module hybride AUREL et nous avons ajouté un étage de puissance VHF composé d’un transistor haute fréquence (BFR36), ce dernier étant relié a l’antenne. Nous avons également un régulateur 5 volts pour alimenter le module et le tout fonctionne avec une tension de 12 à 18 volts, tension avec laquelle nous obtenons la puissance VHF maximale.
L’entrée audio ne disposant pas de préamplificateur, elle est destinée à être attaquée par des signaux d’amplitude relativement élevée, comme ceux fournis par un magnétoscope, un caméscope ou une caméra CCD équipée d’un microphone. La sensibilité est de 1 volt crête à crête (350 mV efficaces), mais, une bonne réception et une écoute discrète sont déjà obtenues avec 150 à 200 mV efficaces. L’entrée audio est directement reliée à la broche 2 du module CMS à travers un condensateur de liaison C4 qui l’isole du courant continu. La résistance R1 sert à décharger C4 afin éviter le "clac" en réception si, durant le fonctionnement, la connexion audio est interrompue.
Quant au signal vidéo, il rejoint la broche 4 du module, directement, sans aucun couplage depuis le bornier marqué IN VIDÉO. Bien entendu, l’amplitude du signal doit être au niveau standard de 1 volt crête à crête sur 75 ohms, même si le module tolère bien une amplitude allant jusqu’à 1,2 volt crête à crête.
Les broches 1, 3, 7 et 10 de l’émetteur sont reliées à la masse. L’alimentation 5 volts est appliquée sur la broche 8. La sortie 11, destinée à l’antenne, est reliée au condensateur de liaison C6 qui transfère le signal VHF modulé par les signaux audio/vidéo sur la base d’un transistor NPN spécial haute fréquence. Il s’agit du BFR36, T1 sur le schéma. Le transistor T1 est monté de façon classique, en émetteur commun, avec une résistance d’émetteur qui opère la contre-réaction en courant continu (polarisation). Par contre, en VHF elle est shuntée par C9, nécessaire pour augmenter le gain de l’étage amplificateur. T1 augmente en puissance le signal pour pouvoir l’envoyer à l’antenne d’émission chargée de le rayonner dans l’environnement avec suffisamment de vigueur! La base de T1 est polarisée par le pont diviseur R3/R4 et la tension d’alimentation est filtrée par R2/C5. Cette cellule évite la réinjection du signal VHF dans la ligne positive d’alimentation. La charge du collecteur est en grande partie inductive dans le but de garantir une polarisation avec une Vce qui soit la plus haute possible (au moins 10 volts).
Pour cela, la résistance en série avec le collecteur du transistor doit être très basse. En effet, le courant collecteur conseillé par le constructeur pour obtenir la largeur de bande maximale est de quelques dizaines de milliampères.
C’est pour cette raison que R5 à une valeur de 10 ohms seulement. Toutefois, une valeur aussi basse et utilisée seule donnerait un gain trop faible, inférieur à l’unité, (dans ce cas l’amplificateur deviendrait inutile et ne serait pas un amplificateur !). Pour palier à cet inconvénient, nous avons inséré la self L1. A la fréquence de 224,5 MHz, L1 oppose une résistance suffisamment élevée tout en présentant une résistance nulle par rapport à la polarisation statique. Le signal amplifié par T1 est dirigé à travers C8 sur l’antenne pour être rayonné et être reçu par les différents téléviseurs.
La totalité de l’amplificateur fonctionne avec une tension continue de 12 à 18 volts et consomme environ 180 milliampères dont environ 90 pour le module hybride. L’alimentation est appliquée entre les points +V et la masse. La diode D1 permet de protéger le circuit en cas d’inversion de la polarité.

Figure 1 : Schéma électrique de l’émetteur audio/vidéo avec final à transistor.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants de l’émetteur audio/vidéo avec final à transistor.

Figure 3 : Circuit imprimé à l’échelle 1/1 de la version du booster audio/vidéo VHF avec final à transistor.

Liste des composants de l’émetteur audio/vidéo avec final à transistor
R1 : 47 kΩ
R2 : 3,3 kΩ
R3 : 12 kΩ
R4 : 10 kΩ
R5 : 10 Ω
R6 : 47 Ω
C1 : 470 μF/25 V électrolytique
C2 : 100 nF multicouche
C3 : 220 μF/25 V électrolytique
C4 : 100 nF multicouche
C5 : 100 nF multicouche
C6 : 4,7 nF céramique
C7 : 100 nF multicouche
C8 : 470 pF céramique
C9 : 22 nF céramique
D1 : Diode 1N4004
T1 : Transistor NPN BFR36
U1 : Module AUREL
MAV-VHF224
U2 : Régulateur 7805
ANT : Antenne accordée
L1 : Bobine 5 spires
fil émaillé 0,8 mm
sur diamètre 5 mm

Divers :
1 Dissipateur pour boîtier TO5
3 Borniers 2 plots
1 Circuit imprimé réf. L019

Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.

Avec l’émetteur vidéo de puissance décrit dans ces pages, nous avons effectué des prises de vues aériennes en installant une caméra et l’émetteur sous le fuselage d’un hélicoptère radiocommandé. Fabuleux !

Le booster hybride AUREL "MCA"
La seconde version de notre émetteur de puissance audio/vidéo utilise le nouveau module hybride AUREL référencé MCA.
Il s’agit d’un circuit linéaire en classe A pour signaux TV fonctionnant sur le canal 12 VHF en mesure d’amplifier avec une très bonne qualité un signal audio/vidéo.
Il accepte en entrée des signaux VHF provenant de modulateurs audio/vidéo et est particulièrement adapté pour amplifier le signal produit par le module MAV-VHF 224. Le signal de sortie peut être reçu sur n’importe quel téléviseur non modifié.
Le module (doté d’un petit dissipateur de chaleur) comporte 15 broches au pas de 2,54 mm disposées en ligne. Les dimensions sont particulièrement réduites : 38,2 x 25,5 x 4,2 mm. Aux 8 broches effectivement utilisées correspondent les fonctions suivantes :



1) +12 volts
2) Marche - arrêt amplificateur
3) Masse
6) Entrée VHF
7) Masse
10) Masse
13) Masse
15) Sortie VHF


Figure 4 : Schéma synoptique du module hybride AUREL "MCA".

Le dispositif est en mesure de fournir une puissance supérieure à 50 mW avec un signal d’entrée de 2 mW (puissance de sortie typique du modulateur MAV-VHF 224).
L’impédance de sortie est de 50 ohms et la consommation (avec une tension d’alimentation de 12 volts) avoisine les 100 mA. Le module hybride est composé d’un filtre passe-bande d’entrée, d’un étage amplificateur de puissance et d’un filtre passe-bas de sortie.
La distorsion d’intermodulation, particulièrement basse, permet d’obtenir un signal vidéo de très bonne qualité.
Nous reportons ci-dessous les principales caractéristiques du nouveau module MCA de la firme AUREL.

- Fréquence de travail = 224,5 MHz
- Puissance VHF de sortie +19 dBm (égal à 126 dB/μV avec 2 mW d’excitation) sur une impédance de 50 ohms.
- Tension d’alimentation = 12 volts CC (+/– 5 %)
- Consommation = 100 mA (typique)
- Distorsion d’intermodulation (DIN 45004B) = 50 dB
- Format “en ligne” au pas de 2,54 mm avec des dimensions de : 38,2 x 25,5 x 4,2 mm.

Réalisation pratique
La partie théorique étant terminée, passons à la description de la construction. Le circuit imprimé peut être obtenu par la méthode photographique en utilisant un film ou une photocopie réalisée sur un calque ou sur un transparent, le dessin du tracé étant fourni à l’échelle 1/1. Après avoir gravé et percé la plaque, nous pouvons monter et souder les composants.
Nous commençons, comme à l’accoutumé, par les composants les plus bas, les résistances et la diode D1 (1N4004).
Cette dernière doit être positionnée comme cela est représenté sur les dessins en se rappelant que la bague indique la cathode. Poursuivre le montage par les condensateurs en faisant attention aux électrolytiques dont il faut respecter la polarité. Insérer ensuite le régulateur U2 (7805) en orientant la partie métallique de son boîtier vers C1.
Procéder de même avec le module hybride dont la broche 1 doit être orientée vers l’extérieur du circuit imprimé.
De toute façon, si vous avez réalisé le circuit imprimé à partir de notre tracé, il n’est pas possible d’insérer le module hybride dans un autre sens !
Il faut à présent réaliser la bobine L1 qui est composée de 6 à 10 spires de fil de cuivre émaillé d’un diamètre de 0,8 mm bobinées sur un support de 5 mm de diamètre (queue de foret).
Les spires sont espacées entre-elles d’un millimètre. Souder cette bobine dans son emplacement après avoir gratté et étamé l’extrémité de ses fils afin de permettre une bonne soudure.
Il ne reste plus qu’à monter le transistor T1 qui sera positionné suivant le dessin du plan de d’implantation. A ce propos, il faut savoir que l’ergot en saillie sur son boîtier correspond à l’émetteur. Le BFR36 doit être coiffé d’un petit dissipateur pour boîtier TO5 ou TO39. Attention lors de l’insertion du dissipateur à ne pas écraser le transistor ou plier ses broches. Pour éviter que cela n’arrive, il faut légèrement écarter le corps du dissipateur à l’aide d’une pince ou d’une lame de tournevis plat afin de permettre une insertion plus facile. Après relâchement, le radiateur serrera parfaitement sur le corps du transistor.
Pour terminer l’opération de montage, il faut souder les borniers à vis dans les trous marqués +/–V, IN AUDIO, et IN VIDEO. Pour l’antenne, en prévision d’un usage portatif de l’émetteur, il convient d’adopter un morceau de fil rigide ou flexible d’une longueur de 33 cm ou 65 cm (qui sont respectivement 1/4 et une 1/2 onde de la fréquence). Nous pouvons même utiliser une antenne télescopique afin de pouvoir ajuster sa longueur pour obtenir la meilleure réception sur le téléviseur. Dans tous les cas, cette antenne est soudée sur le plot marqué ANT. Dans le cas d’une antenne télescopique, celle-ci sera reliée à la platine par un câble coaxial dont l’âme est soudée à l’antenne elle-même et la tresse à la masse du circuit imprimé.
Le même montage sera réalisé en cas d’utilisation d’une antenne souple en caoutchouc d’un modèle accordé sur 220-230 MHz. Si nous voulons adopter une antenne pour télévision, genre directive, il faut effectuer la liaison avec du coaxial 75 Ohm dont la tresse sera soudée à la masse côté circuit imprimé.
Côté antenne, le conducteur central du câble est soudé au brin rayonnant et la tresse à l’éventuel plan de masse.
Toutes ces options permettent d’utiliser l’émetteur suivant vos propres exigences, sachant que le meilleur résultat est obtenu avec une antenne directive accordée. Dans ce dernier cas, le récepteur reçoit le signal dans de bonnes conditions s’il se trouve dans la direction du rayonnement de l’antenne et moins bien dans les autres cas.
Après avoir terminé le montage, il est temps d’essayer si tout fonctionne bien. Premièrement, il faut relier une caméra, ou un magnétoscope, ou autre chose en utilisant les borniers à vis. Il faut se rappeler que le niveau audio doit être d’au moins 150 mV sinon le son sur le téléviseur aura un niveau très faible avec du souffle. Pour les connexions, nous pouvons également utiliser une double prise RCA de panneau.
Les cosses de masse seront soudées à la masse et les picots centraux à l’entrée audio et à l’entrée vidéo.
Si, par exemple, nous voulons transmettre le signal issu d’un magnétoscope équipé d’une prise SCART (péritélévision) il faut prélever les signaux sur la broche 3 (sortie audio mono), sur la 4 (masse audio), sur la 19 (sortie vidéo composite) et la sur la 17 (masse vidéo). Aucun problème non plus pour une caméra vidéo qui comporte 3 ou 4 fils. Respectivement : un pour la masse commune, un pour le positif de l’alimentation, un pour le signal vidéo et un pour le signal audio. Les deux derniers peuvent êtres directement vissés dans leur bornier respectif.
Pour les caméras, il est possible également d’utiliser des prises RCA reliées sur les borniers et d’utiliser des cordons équipés de fiches RCA pour les liaisons en prenant garde de ne pas inverser l’audio et la vidéo sous peine de ne rien recevoir sur le téléviseur.
Ces connexions effectuées, vous pouvez alimenter le montage avec une tension de 12 à 18 volts directement aux points + et –V. L’alimentation doit pouvoir fournir au moins 200 mA.
Après avoir allumé un téléviseur situé à proximité, chercher le canal 12. A ce propos, chaque téléviseur a un système de repérage des canaux qui lui est propre, certains ont encore les subdivisions de bandes (I, II, III, IV et V) ou par groupe de fréquences (VHF1, VHF2, UHF) et d’autres (la majorité) en numéro de 1 à 100. Pour syntoniser le signal de l’émetteur, la meilleure manière est de partir du bas de bande et d’avancer vers le haut très lentement jusqu’au moment ou apparaît une image sur l’écran correspondant à celle transmise par notre émetteur. Naturellement, la recherche peut s’avérer un peu longue. Toutefois, aucun émetteur "officiel" ne transmet de signal sur cette fréquence. Donc, après quelques tentatives, vous devriez arriver à vous caler sans problème sur votre signal.
Pour les tests, relier à la prise de l’antenne TV un morceau de fil rigide d’une longueur de 60 à 100 cm ou bien un fil souple de même longueur. Si l’appareil est portatif et déjà équipé d’une antenne, utilisez celle-ci. Après avoir trouvé le bon canal, mémorisez-le et faite de même pour tous les téléviseurs devant êtres utilisés avec cet émetteur (par exemple pour un local ouvert au public, ou dans une salle de conférence). Vous pouvez fignoler le réglage afin de recevoir au mieux le signal émis. A présent, vous êtes sûrs que l’émetteur fonctionne par faitement.
Vous pouvez maintenant renfermer l’émetteur dans un coffret en plastique en laissant sortir uniquement l’antenne, ou, s’il s’agit d’une antenne constituée par un morceau de fil, la replier à l’intérieur contre les parois du coffret. Si la place dans le coffret le permet, vous pouvez également installer à l’intérieur la caméra et le microphone. Evidemment, il faut percer le coffret en regard de l’objectif et du micro de la caméra.
Comme vous pouvez le voir sur les photographies de l’article, cet ensemble a été utilisé sur un hélicoptère radiocommandé, le tout fixé sous le fuselage de l’appareil. L’alimentation a été confiée à trois piles plates de 4,5 volts (situées dans le modèle réduit) afin d’obtenir 13,5 volts. La puissance limitée de l’émetteur (environ 50 mW) ne perturbe pas le récepteur radio du modèle réduit. Par contre, cette puissance est suffisante pour transmettre les images à 300 ou 500 mètres de distance (air - sol). La portée dépend, en outre, de la hauteur à laquelle se trouve le modèle réduit, des obstacles éventuels et du type d’antenne utilisée sur le téléviseur. Pour obtenir une portée encore supérieure, il est conseillé d’utiliser une antenne directive avec laquelle seront suivies les évolutions du modèle réduit. Dans tous les cas, la qualité des images est excellente dans le champ d’action de l’émetteur et à aucun moment il n’y a de décrochage de l’image.

Figure 5 : Schéma électrique de l’émetteur audio/vidéo avec final à module hybride AUREL "MCA".

Figure 6 : Plan d’implantation des composants de l’émetteur audio/vidéo avec final à module hybride AUREL "MCA".

Figure 7 : Circuit imprimé à l’échelle 1/1 de la version
du booster audio/vidéo VHF avec final à module
hybride AUREL "MCA".


Liste des composants de l’émetteur audio/vidéo avec final à module hybride AUREL "MCA".
R1 : 4,7 kΩ
R2 : 2,2 kΩ
R3 : 10 kΩ
R4 : 10 kΩ
R5 : 2,2 kΩ
R6 : 100 Ω
R7 : 470 kΩ ajustable
R8 : 4,7 kΩ
R9 : 47 kΩ
R10 : 47 kΩ ajustable
R11 : 4,7 kΩ
R12 : 4,7 kΩ
C1 : 100 μF/25 V électrolytique
C2 : 100 nF multicouche
C3 : 10 μF/25 V électrolytique
C4 : 150 pF céramique
C5 : 100 nF multicouche
C6 : 470 μF/25 V électrolytique
C7 : 100 μF/25 V électrolytique
C8 : 100 nF multicouche
C9 : 100 nF multicouche
C10 : 100 nF multicouche
C11 : 100 nF multicouche
C12 : 470 μF/25 V électrolytique
D1 : Diode 1N4007
U1 : Double ampli-op. LM358
U2 : 7805 régulateur
U3 : Module AUREL MAV-VHF 224
U4 : Module AUREL MCA-TX
S1 : Mini interrupteur Dip
MIC : Micro électret
ANT : Antenne accordée
L1 : Self de choc VK200

Divers :
2 Prise RCA pour circuit imprimé
1 Support 8 broches
1 Prise alimentation pour CI
1 Dissipateur type ML33
1 Circuit imprimé S292



La seconde version de l’émetteur audio/vidéo de puissance utilise pour l’étage final de puissance le nouveau module hybride MCA de la firme AUREL. Sur cette photo le prototype, complètement terminé, et relié à une mini caméra CCD.

Le booster à module de puissance
Encore meilleures sont les prestations du second émetteur de puissance réalisé avec le module amplificateur hybride spécialement étudié pour être couplé au modulateur MAV-VHF224.
Cette solution permet même à ceux qui ont peu d’expérience en HF de réaliser avec succès un émetteur de bonne facture.
Le nouveau module, référencé "MCA" et décrit en détail dans l’encadré, présente un niveau de sortie de 19 dBm (50 à 100 mW). Cette puissance est obtenue avec un signal d’entrée de 2 mW donc avec le niveau de signal issue du module MAV-VHF224.
L’impédance de sortie est de 50 ohms et la consommation, avec une alimentation de 12 volts, est d’environ 100 mA. Le module hybride comporte un filtre passe-bande en entrée, un étage amplificateur de puissance et un étage passe-bas en sortie. La distorsion d’intermodulation est supérieure à 50 dB. Afin d’avoir un élément de comparaison, il faut signaler que, dans les émetteurs utilisés par les professionnels, la valeur est de 55 dB. Ce booster permet d’obtenir un signal d’excellente qualité.
Nous avons donc utilisé ce module hybride pour réaliser un émetteur audio/vidéo complet. Son schéma est représenté dans ces pages. La sortie (broche 11) du modulateur MAVVHF224, au lieu d’être reliée à l’antenne, est connectée à la broche 6 du module hybride U4, (le module MCA). La tension positive d’alimentation de 12 volts est appliquée à la broche 1 à travers un filtre LC composé d’une bobine L1 (une VK200) et C11/C12.
Rappelons que cet étage consomme environ 100 mA. La broche 2 contrôle un interrupteur statique en mesure de bloquer le fonctionnement de l’étage de puissance. Pour un fonctionnement normal, cette broche est également reliée au plus alimentation. Si elle est reliée à la masse, l’étage de puissance est bloqué. Les broches 3, 7, 10 et 13 sont reliées à la masse, de même que le substrat aluminium du module hybride, de manière à éviter les autooscillations sur des fréquences plus hautes. Pour une utilisation continue, il est conseillé d’utiliser un petit dissipateur externe de 10° à 20° C/W. Si l’utilisation est ponctuelle et de courte durée, il n’est pas nécessaire de monter de dissipateur. Le signal amplifié à envoyer sur l’antenne est disponible sur la broche 15. L’impédance de sortie est de 50 ohms et telle doit être l’impédance de l’antenne utilisée. Il est toutefois possible d’utiliser une antenne de 75 ohms sans que cela n’affecte le fonctionnement. Il est également possible d’utiliser un morceau de fil rigide de 33 cm ou 66 cm. Par contre, ce type d’antenne est le moins bien adapté du point de vue de la portée obtenue, mais c’est pourtant la seule possibilité dans la plupart des cas.
Cette seconde version de l’émetteur dispose d’une entrée audio à haut niveau (dont l’amplitude peut être ajustée par l’intermédiaire de R10) et une entrée microphone équipée d’un micro électret. Dans ce cas, le réglage de l’amplitude se fait par R7. L’interrupteur S1 (en position fermée) permet d’occulter le microphone. L’émetteur consomme un peu moins de 200 mA et est alimenté en 12 volts. Le circuit intégré U2 abaisse la tension de 12 à 5 volts nécessaires au fonctionnement du modulateur U3. La diode D1 protège le circuit des éventuelles inversions de polarité.
Pour les motifs évoqués précédemment le montage ne présente aucune difficulté.
A ce propos nous rappelons que cette version est aussi disponible en kit. Pendant la phase de réalisation, vérifiez à l’aide du schéma d’implantation et de la nomenclature la bonne position et la valeur du composant que vous soudez. Si c’est un composant polarisé, contrôlez son orientation. Pour les entrées audio/vidéo utilisez des prises RCA pour circuit imprimé et pour l’alimentation employez un modèle à souder sur circuit imprimé adapté à la fiche du bloc secteur utilisé. Les deux modules hybrides ne peuvent être soudés que dans un seul sens, donc pas de problème de ce côté. Pour le circuit intégré (LM358) utilisez un support 8 broches. Le montage terminé, procéder à une dernière vérification générale et si tout est correct, souder l’antenne et mettez sous tension. Avec un téléviseur calé sur la fréquence de l’émetteur, vérifiez que l’image générée par la caméra reliée à l’émetteur apparaisse bien à l’écran.



Un émetteur TV, pour quelle utilisation ?
Traitant d’un émetteur TV, donc de quelque chose qu’un peu tout le monde connaît (la télévision est désormais entrée dans tous les foyers français…), la question semble presque superflue. Toutefois, elle nous sert d’introduction à quelques applications intéressantes : le contrôle de locaux et la vidéodiffusion par exemple.
Dans le premier cas, l’émetteur est disposé dans un local à surveiller. Equipé d’une mini caméra reliée à l’entrée IN VIDEO, il envoie les images dans l’éther. Celles-ci sont visibles en temps réel sur l’écran d’un téléviseur, même un portable situé dans une voiture ou à proximité. Si, par exemple, nous avons à surveiller un local commercial ou un entrepôt, il suffit de se procurer un téléviseur portable d’un modèle qui s’alimente en 12 volts ou même d’un mini téléviseur portable à écran à cristaux liquides (LCD), de se placer à quelques dizaines de mètres dudit local pour effectuer une surveillance efficace. Si le téléviseur utilisé a une bonne sensibilité, la liaison est garantie entre 200 et 250 mètres, même si l’émetteur est situé à l’intérieur du bâtiment. Une autre alternative à la réception, consiste à se trouver dans un immeuble voisin et d’utiliser un téléviseur relié à l’antenne située sur le toit de l’immeuble. En somme quelques essais seront plus profitables que tous les discours. Si vous voulez profiter du signal audio, il faut laisser l’interrupteur S1 ouvert afin de libérer le microphone.
La seconde application est la diffusion d’émissions audiovisuelles à l’intérieur d’un immeuble ou à destination d’un groupe d’immeubles voisins. Si, par exemple, il s’agit de transmettre une émission à la totalité d’un hôtel ou d’une grande résidence, il suffit de régler tous les téléviseurs sur le canal H (12) et de relier à l’entrée de l’émetteur les signaux audio et vidéo composites issus d’un magnétoscope ou de toute autre source souhaitée. Il faut toutefois prendre soin de ne pas disposer l’antenne d’émission près d’une grosse masse métallique Ainsi en allumant les téléviseurs, il sera possible de voir le programme du magnétoscope sans aucune difficulté, même dans des immeubles situés entre 300 et 400 mètres s’ils sont dotés d’une antenne extérieure équipée d’un préamplificateur.
Le petit tableau ci-dessous explique comment adapter l’audio de l’émetteur en fonction de l’appareil auquel il est relié. Dans chaque situation nous indiquons le potentiomètre ajustable à régler pour le volume audio, s’il faut ou non utiliser le microphone préamplifié monté sur le circuit imprimé, ou bien s’il faut relier l’entrée IN AUDIO à haut niveau à l’appareil externe, etc. Le tableau concerne l’entrée audio, étant entendu que la partie vidéo est toujours reliée à la seule entrée IN VIDEO.


SOURCEENTREE AUDIOAJUSTABLEMICS1
     
MagnétoscopeIN AUDIOR10INACTIVEOUI
Caméra vidéoIN AUDIOR10INACTIVEOUI
Mini caméraMICR7ACTIVENON
ORDINATEURIN AUDIOR10INACTIVEOUI



Vue sur le booster audio/vidéo avec module hybride AUREL "MCA" équipé d’un petit radiateur.

Petit avertissement
Dans notre beau pays, l’émission de télévision est strictement réglementée.
Utilisez donc cet appareil dans le cadre de la législation, ne faites aucune émission à destination du public et ne transmettez aucune image à caractère discutable (vous voyez bien à quoi je fais allusion !).

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