Un nettoyeur vidéo pour VHS et DVD

Elimine les perturbations engendrées lors du visionnage de cassettes vidéo ou de DVD par les codes de protection comme le Macrovision. Permet également la copie des audiovidéogrammes protégés et donc de copier tout de suite les films que l’on vient d’acquérir, afin de les conserver et de les utiliser au cas où les originaux seraient accidentellement abîmés ou perdus.


Les systèmes de protection mis au point par les firmes produisant les cassettes vidéo et les DVD enregistrés (les films essentiellement) afin d’éviter les copies “pirates” ont pour eux une indéniable caution morale puisqu’il s’agit de défendre la propriété intellectuelle (si, un peu, tout de même) à travers les intérêts lobbyistes des fabricants (qui sont rarement de frêles cousettes, comme Universal) ; mais elles nous font assumer à nous, honnêtes consomateurs (je veux dire : qui faisons des copies de sauvegarde mais qui ne diffusons pas à travers le monde des copies vénales), des effets colatéraux se traduisant par des perturbations plus ou moins gênantes pendant le visionnage. Variations de luminosité, légères déformations des zones supérieures et inférieures de l’écran…tout cela vient de ce que ces systèmes de protection insèrent des codes dans les premières et les dernières lignes du cadre (ce qui altère légèrement le signal). Avec les vidéocassettes (surtout si on les visionne avec d’anciens magnétoscopes fabriqués avant l’introduction des protections) la vision peut être très perturbée, mais cela va mieux avec les DVD, à part qu’il n’est pas possible d’enregistrer avec un magnétoscope un film lu avec un lecteur de DVD. Eh bien, nous trouvons que, quels que soient les enjeux, il n’est pas très correct de traiter ainsi les honnêtes (je le répète) consommateurs : une fois de plus nous sommes pris en otages, en tout cas nous sommes instrumentalisés (on se sert de nous, quoi) par ces “lobbies” (groupes d’influence) qui nous font payer 1) le vidéogramme avec nos sous et 2) la lutte contre le piratage en nature, c’est-à-dire en emm…ts ! Nous avons donc le droit de faire des copies de sauvegarde et, comme nous ne pouvons guère nous battre contre les géants susévoqués, la solution –légale– est de construire un “videocleaner” (pardon : un nettoyeur vidéo).
Cet appareil est un générateur de signal vidéo composite capable d’éliminer les codes des systèmes de protection et de restaurer une composante vidéo propre (nettoyée) permettant un visionnage correct du vidéogramme (cassette ou DVD). Le circuit proposé dans cet article sert donc à améliorer le visionnage d’un film et à rendre une copie possible.
Il suffit de le monter en série à la sortie de la source vidéo : son entrée est à relier à la sortie vidéo de la source et sa sortie à l’entrée du téléviseur ou de l’enregistreur vidéo quel qu’il soit ; plus précisément on connecte son entrée à la sortie de la prise PERITEL ou RCA vidéo du lecteur de DVD ou du magnétoscope qui lit le film et sa sortie à l’entrée de la prise PERITEL ou RCA vidéo du téléviseur ou de l’appareil qui enregistre*.
C’est pour faciliter les liaisons avec tous les appareils possibles qu’on l’a pourvu des connecteurs vidéo les plus utilisés : vidéocomposite avec prise RCA et Super-VHS. Vous savez qu’on trouve partout en grande surface des adaptateurs PERITEL/RCA/S-VHS : ils vous permettront de relier votre nettoyeur vidéo à tout type de téléviseur et de lecteur/enregistreur vidéo sur tous supports. Voir figure 1.
* Dans tous les cas, seule la composante vidéo est prise en compte par le nettoyeur (d’ailleurs aucune altération n’af fecte le son) ; par conséquent seules les RCA vidéo (en principe couleur jaune) du téléviseur, des lecteurs/enregistreurs de DVD ou de cassettes et de l’adaptateur doivent être reliées entre elles par des câbles RCA/RCA (laissez de côté les RCA audio rouge et blanche que vous relierez entre elles sans passer par le nettoyeur) ; pour les S-VHS, pas de problème, elles ne transpor tent que la vidéo.

Figure 1 : Utilisations de l’appareil.

Le schéma électrique
Voyons maintenant le schéma électrique de la figure 2. Il nous permet de comprendre le fonctionnement de l’appareil. Le circuit régénère les synchronismes affectés par les protections, en conformité avec les signaux de ligne et les trames originales. Pour éliminer l’interférence due à ces protections (perturbations, devrions-nous dire), il nous faut effacer les premières lignes de la trame ; mais cela n’est pas faisable car la reconstruction de chaque photogramme d’un film ne peut être faite que si les lignes sont au complet, puisque c’est dans les premières que se trouvent les signaux de synchronisme. La solution pour ménager la chèvre et le chou consiste à éliminer les première lignes de chaque photogramme et de les remplacer par d’autres convenablement synthétisées, c’est-à-dire régénérer les signaux de synchronisme qu’elles contiennent.
Pour que cela fonctionne, les synchronismes doivent être régénérés conformément aux originaux et superposés aux composantes vidéo de luminance et chrominance, c’est-à-dire au vidéocomposite.
Le dispositif que nous vous proposons fait tout cela et nous allons vous expliquer comment en partant des entrées (il y en a deux) : la vidéocomposite standard, qui fait circuler sur une seule ligne la composante chromatique, la composante de luminosité et la somme des synchronismes de ligne et de trame ; la Super-VHS, appelée Chromi/Lumi, qui prévoit deux lignes distinctes, une sur laquelle transite le signal de couleur (chrominance) et l’autre sur lequel circule la composante de luminance, à laquelle sont superposés les deux synchronismes de ligne et trame. Notez que pour permettre de relier deux sources vidéo comme une vidéocomposite et une Super-VHS, la prise RCA de la VIDÉO IN est du type avec interrupteur : ainsi, quand on insère la fiche dans l’entrée vidéocomposite, la ligne de luminance de la S-VHS est interrompue ; dans le cas contraire, c’est-à-dire quand rien n’est relié à la prise RCA, la ligne de luminance passe de son contact (normalement fermé) à C8, C11 et R8 (voir figure 2, à gauche du schéma électrique). Dans le cas de l’entrée vidéocomposite, le circuit génère le signal tout entier ; avec la S-VHS, en revanche, seule la luminance est traitée, car c’est elle qui contient les synchronismes. La chrominance va directement au connecteur de sortie.
Le nettoyeur vidéo sépare les signaux de synchronisme et de contrôle du signal vidéo, les nettoie de toute éventuelle perturbation et recompose en sortie un signal vidéocomposite pratiquement parfait. En substance, il faut séparer la porteuse de chrominance et luminance du synchronisme, régénérer de nouvelles impulsions de ligne et de trame conformes à celles échantillonnées, puis les superposer, à la sortie, au signal vidéo proprement dit, dûment traité pour qu’il ait l’amplitude voulue exactement. La première opération correspond à IC3, un séparateur de synchronisme LM1881 utilisé dans les téléviseurs pour obtenir les impulsions de ligne, c’est-à-dire le retour du “pinceau” électronique (“flyback” et blocage des signaux RGB) et celles de trame (en fonctionnement entrelacé, fin d’un demi écran et début du suivant) à envoyer l’une au contrôle de la déflexion horizontale (fin de ligne) et l’autre à la verticale. Dans notre générateur, le composant extrait les impulsions de ligne (toutes les 64 microsecondes) et celles de la trame (toutes les 20 ms, car le circuit a été conçu pour le système PAL) pour les envoyer ensuite au microcontrôleur.
Ce dernier est un PIC12C508 programmé pour verrouiller les impulsions de ligne et celles de cadre (absence de signal vidéo pendant un délai de 1,6 ms, durant lequel les impulsions de ligne continuent d’arriver) et donc éliminer les 19 premières lignes en faisant commuter convenablement des interrupteurs électroniques CMOS.
Le micro engendre de nouvelles impulsions de synchronisme horizontal avec lesquelles il pilote ces interrupteurs CMOS (contenus dans IC2) ; pendant les périodes de coupure, le signal vidéo proprement dit n’existe pas (cela correspond au niveau du noir, soit 0 V).
La composante vidéo (ou la luminance, dans le cas où on travaille avec des appareils Super-VHS) est prélevée à l’entrée au moyen de l’électrolytique C11 et acheminé à la ligne Vref laquelle, au repos (soit en l’absence du signal vidéo), présente 2,8 V exactement, obtenus grâce au pont résistif R3/R4 ; sur la Vref, on fait transiter le signal vidéo original, translaté de manière à permettre au reste du circuit de recréer les synchronismes, éliminer les impulsions de ligne qu’il contient à l’origine et lui superposer en sortie ceux qui ont été régénérés.
Afin que cela fonctionne, le micro doit se synchroniser avec le vidéocomposite (ou la composante de luminance, qui contient le synchronisme composite), c’est-à-dire avec les impulsions de ligne et de trame ; pour ce faire il lit, au moyen des lignes d’E/S GP4 et GP3, le synchronisme horizontal et le vertical que le LM1881 lui présente, respectivement sur les broches 3 (VSO) et 5 (BURST OUT). Le PIC reconstruit alors des impulsions synchonisées qu’il envoie à IC2c pour bloquer la vidéocomposite qui passe par IC4b (monté en simple “buffer”) chaque fois qu’il détecte l’arrivée d’une impulsion de ligne : le but est d’effacer la portion de vidéocomposite contenant les codes de protection contre la copie.
Donc, ce qui sort de IC4a (un second “buffer” à gain unitaire) est une composante vidéo nettoyée que l’on fait passer par l’interrupteur statique IC2a, pendant les pauses entre une impulsion de synchronisme et l’autre et hors des intervalles de vide (1,6 ms) constitués par les impulsions du synchronisme vertical.
En faisant pulser IC2b, le microcontrôleur superpose à nouveau les impulsions horizontales qu’il produit, une par ligne, à partir du commencement de la trame (retour au niveau logique haut de la ligne VSO, c’est-à-dire au commencement d’une nouvelle trame).
Les impulsions sont obtenues en superposant à la composante vidéo le potentiel acheminé du point Vref à travers R9. Plus exactement, les impulsions sont correctement recréées à l’aide d’une diode Schottky insérée entre les deux interrupteurs CMOS, dont la fonction est de séparer les impulsions de synchronisme, lesquelles doivent avoir une valeur inférieure de 0,3 V au niveau minimal du vidéocomposite (0 V) ou du signal de luminance.
Cela est obtenu, justement, avec deux interrupteurs CMOS : quand le signal vidéo reconstruit correspondant aux lignes éliminées doit transiter, IC2a conduit et donc la chute de tension directe de la Schottky, environ 0,3 V, fait que le zéro de référence du vidéocomposite soit de 0,3 V sous Vref. A la fin de chacune des lignes régénérées, pour reconstruire les impulsions horizontales correspondantes, IC2a est bloqué et IC2b conduit ; la tension se trouvant aux extrémités de la ligne dans ces conditions est inférieure de 0,3 V, car elle ne dépasse pas la chute de tension sur la Schottky. Elle est en fait la seule Vref.
Cela étant éclairci, jetons un coup d’oeil à l’étage formé de T1 et T2, un amplificateur de courant inséré afin de diminuer l’impédance de sortie du circuit pour l’adapter à celle des entrées du dispositif et des câbles standards (75 ohms) ; il s’agit en substance d’un “buffer”, qui laisse inaltérée la phase du signal vidéocomposite.
Le condensateur C12 sert à garantir un signal de sortie bidirectionnel : quand le potentiel d’émetteur de T1 croît, la tension devient positive (car C12 est chargé et consomme le courant qui s’écoule du + au –) et quand T1 tend à conduire toujours plus, elle prend une polarité négative (le condensateur restitue le courant en déterminant en R13 une chute de tension négative vers la sortie).
Le circuit tout entier fonctionne en continu ou en alternatif sous une tension de 9÷25 Vcc ou 8÷18 Vca : dans ce dernier cas, la polarité des bornes Val n’ pas lieu d’être, car D4 (protégeant en continu le circuit contre toute inversion accidentelle de polarité) redresse en simple alternance la sinusoïde et C7 et C13 lissent la composante qui atteint le régulateur VR1.
Ce dernier, un 7805, travaille dans une configuration lui permettant de fournir une tension stabilisée de 5,6 V, grâce à D3 montée en série dans la broche centrale M (sa fonction est d’augmenter de 0,6 V le potentiel de référence).
Le pont R3/R4 fournit la Vref, à l’exacte moitié de 5,6 V. Afin de faire en sorte que le microcontrôleur, le LM1881 et le double opérationnel travaillent à 5 V, on a monté D2 en série avec le positif d’alimentation (avec la chute de tension dans cette diode, 0,6 V, cela fait à nouveau 5 V). LD1 indique la présence de ce 5 V et signale donc que le circuit est alimenté. LD2 s’allume quand le micro génère un signal codé.


Figure 2 : Schéma électrique du nettoyeur vidéo.

Figure 3a : Schéma d’implantation des composants du nettoyeur vidéo.

Figure 3b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du nettoyeur vidéo.


Figure 4 : Photo d’un des prototypes du nettoyeur vidéo.

Liste des composants
R1 ........ 12 k
R2 ........ 470
R3 ........ 220
R4 ........ 220
R5 ........ 470
R6 ........ 680 k
R7 ........ 150
R8 ........ 270
R9 ........ 820
R10 ....... 100
R11 ....... 1,5 k
R12 ....... 270
R13 ....... 10
R14 ....... 560
C1 ........ 560 pF à disque
C2 ........ 560 pF à disque
C3 ........ 100 nF multicouche
C4 ........ 100 nF multicouche
C5 ........ 100 nF multicouche
C6 ........ 100 nF multicouche
C7 ........ 100 nF multicouche
C8 ........ 100 nF 63 V polyester pas 5 mm
C9 ........ 100 nF 63 V polyester pas 5 mm
C10 ....... 10 μF 50 V électrolytique
C11 ....... 220 μF 25 V électrolytique
C12 ....... 220 μF 25 V électrolytique
C13 ....... 220 μF 25 V électrolytique
D1 ........ BAT85
D2 ........ 1N4148
D3 ........ 1N4148
D4 ........ 1N4007
LD1 ....... LED 3 mm rouge
LD2 ....... LED 3 mm jaune
T1 ........ BC557
T2 ........ BC547
VR1 ....... 7805
IC1 ....... PIC12C508A-EV8036
IC2 ....... CD4066B
IC3 ....... LM1881
IC4 ....... TL072

Divers :
1 prise d’alimentation
3 supports 2 x 4
1 support 2 x 7
2 connecteurs S-VHS
1 RCA 90° double pour ci
Toutes les résistances sont des quart de W.


La réalisation pratique
Aucune difficulté particulière. Tout d’abord préparez le circuit imprimé dont la figure 3b vous donne le dessin à l’échelle 1:1 ou procurez-vous le.
Montez tout d’abord les deux “straps” J1-J2 (insérez des queues de composants puis soudez-les) et les 4 supports des circuits intégrés et vérifiez attentivement vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudures froides collées et enlevez l’excès de flux décapant avec un solvant approprié).
Ensuite, en suivant scrupuleusement les indications de la figure 3a (avec la liste des composants) et de la figure 4, montez tous les composants en commençant par ceux ayant le plus bas profil (comme les résistances, les diodes, les LED, les condensateurs céramiques et multicouches, puis les électrolytiques et les transistors) et en terminant par les plus encombrants (le régulateur RV1 –debout sans dissipateur, semelle vers C7–, la double RCA, les deux S-VHS mini-DIN et la prise d’alimentation).
Faites bien attention à l’orientation des nombreux composants actifs (électrolytiques, diodes, LED, transistors, régulateur et circuits intégrés).
Vérifiez attentivement et plusieurs fois toutes vos soudures et vos polarités.
Montez la platine dans son boîtier plastique spécifique, comme le montre la photo de première page.
A la fin, insérez les circuits intégrés dans leurs supports en orientant convenablement leurs repères-détrompeurs.

Figure 5 : La théorie.

Le fonctionnement du circuit peut être plus facilement compris si l’on connaît mieux le signal vidéocomposite, le plus utilisé pour le transport des informations vidéo ; il s’agit d’une tension composée d’une grandeur analogique contenant l’information sur la luminosité et sur les couleurs des points de l’écran, entrecoupée par des impulsions négatives qui séparent l’information d’une ligne entière. En PAL, ces impulsions sont au nombre de 625 par trame ; toutefois l’image effective est construite avec seulement 606 lignes, car les 19 premières sont utilisées pour envoyer des informations en tous genres, comme le televideo et les codes des systèmes (par exemple Macrovision) de protection contre la copie. Comme le standard télévisuel, afin de réduire la largeur de bande nécessaire, prévoit de composer une trame entière tous les 1/25 de seconde en traçant 50 demi trames par seconde (composés l’un des lignes paires, l’autre des lignes impaires), tous les (625 : 2) –19 impulsions de ligne une impulsion de synchronisme vertical est superposée (elle consiste en l’absence, pendant 1,6 ms, des impulsions horizontales de ligne).
Pour éliminer les informations du code de protection contre la copie, il faut effacer au moins les 19 premières lignes et les impulsions de synchronisme correspondantes, puis régénérer des lignes dépourvues d’informations de luminosité et de couleur, dûment synchronisées avec les nouvelles impulsions. C’est le microcontrôleur qui s’occupe de cela dans notre circuit : pour engendrer des impulsions en parfait synchronisme avec les originales (sinon l’image saute), il extrait, au moyen du séparateur LM1881, les impulsions horizontales et verticales. Après une impulsion verticale, le micro sait qu’une nouvelle trame commence et il compte les impulsions de ligne qui suivent. En correspondance avec chaque transition de la ligne BURST IN du LM1881, le PIC fait conduire IC2c et met au zéro logique la broche 12 de IC2d, ce qui détermine le blocage de ce dernier interrupteur électronique et l’interruption de la ligne du signal qui transite sur la Vref à travers les “buffers” contenus dans IC4. Cela sert à effacer les impulsions horizontales contenues dans la vidéocomposite d’entrée. Quand une demi-trame s’achève, le micro met à profit la commutation 1/0 logique (impulsion verticale) sur la broche VSO du LM1881 pour mettre au niveau logique bas GP5, dans le but d’empêcher que IC2d ne puisse entrer en conduction ; la finalité en est de bloquer la ligne de signal durant le retour du balayage. Dans les 19 premières lignes, les impulsions effacées sont remplacées par d’autres synchronisées avec celles d’origine (pour cela, on fait commuter GP1 et GP2 et les interrupteurs correspondants convenablement). Pour être plus précis, les lignes commutent alternativement : quand le signal vidéo doit transiter, GP1 se met au 1 logique (GP2 reste à zéro) et pour produire les nouvelles impulsions horizontales, c’est GP2 qui prend le niveau logique haut. En d’autres termes, dans la période du signal vidéo de chaque ligne, IC2a fait transiter la tension composite par D1, laquelle vaut toujours 0,3 V (la chute directe dans une diode Schottky) en plus de la tension à la sortie de IC4a ; en revanche, quand le circuit doit ajouter les impulsions horizontales régénérées, il fait conduire IC2b, de telle manière que la tension appliquée à la ligne de sortie vidéo (base de T2) soit égale à celle de sortie de l’opérationnel. Ce mécanisme assure que les impulsions de synchronisme de ligne seront bien toujours de 0,3 V en dessous du zéro de référence du signal vidéo proprement dit, comme le veut le standard vidéocomposite. Notez que le fonctionnement est le même tant qu’à l’entrée du circuit est acheminé un signal vidéocomposite (N&B ou couleur) ou un signal S-VHS ; dans ce dernier cas toutefois l’intervention ne porte que sur la luminance, car c’est à elle que sont superposés les synchronismes. A part cela, il se passe les mêmes choses qu’avec la vidéocomposite.

Les essais et l’utilisation
Quand tout est bien vérifié, alimentez l’appareil avec une petite alimentation bloc secteur délivrant 12 Vcc sous 150 mA (à relier à la prise d’alimentation) : LD1 s’allume.
Pour l’utilisation, souvenez-vous que seul le signal vidéo peut traverser l’appareil : il faut donc prélever sur le câble PERITEL/PERITEL qui interconnecte le lecteur DVD et le magnétoscope et le téléviseur, le terminal et la masse vidéo.
En fait, il suffit de couper le petit câble de la broche 19 (OUT VIDÉO) qui part de la prise du lecteur et la masse correspondante (17=GND VIDÉO) puis d’insérer dans les deux une fiche RCA à relier à la prise IN du circuit. A la sortie OUT on applique une seconde RCA allant à l’entrée vidéocomposite (broche 20 de la PERITEL du magnétoscope qui enregistre) et à la masse commune correspondante (encore la broche 17). Si l’on dispose d’un magnétoscope ou d’un lecteur DVD à entrée et sortie RCA, il suffit pour cela d’utiliser deux câbles RCA/RCA pour connecter l’audio (un seul s’il s’agit de vidéo mono) et deux autres pour connecter la vidéo OUT du magnétoscope en reproduction avec la vidéo IN de l’appareil et la sortie OUT de l’appareil avec la vidéo IN du magnétoscope en enregistrement.
Si vous n’avez que des PERITEL et si la pince coupante vous effraie, vous pouvez utiliser les adaptateurs PERITEL/ RCA, d’où sortent les prises RCA audio (deux, une par canal D et G) et vidéo ; il suffit de relier directement les canaux audio de l’adaptateur du lecteur DVD à celui du magnétoscope ou du téléviseur, en interrompant la seule vidéo avec notre appareil (la RCA de la vidéo du premier adaptateur est à relier à celui de VIDÉO IN du nettoyeur vidéo et la RCA du second adaptateur à VIDÉO OUT de ce même nettoyeur). Voir figure 1.

Une serrure électronique à ChipCard (carte à puce)

Active un dispositif électronique ou ouvre une porte / un portail à serrure électrique, mais seulement si une carte à puce habilitée est insérée. Le système prévoit la possibilité d’enregistrer jusqu’à seize groupes d’usagers. Le circuit peut être utilisé comme programmateur de carte à puce et comme serrure électronique à proprement parler.


Les ChipCards (cartes à puces) jouent un rôle de plus en plus important dans le domaine professionnel comme dans la vie de tous les jours : les SIM des téléphones mobiles, les cartes de crédit et débit genre Moneo, les cartes prépayées…certaines contiennent même des informations protégées par un code de sécurité. Elles sont très pratiques (vous êtes d’ailleurs de plus en plus nombreux à les utiliser tous les jours), sûres, fiables et leur puce (“chip”), souvent bien visible, vous est devenue familière. On les utilise comme moyen de transport d’informations et comme système d’identification.

Notre réalisation
C’est cet important developpement des Chips Cards dans de nombreux domaines qui nous a inspiré le présent article. Nous vous proposons de construire une serrure (entendez par là : un contrôle d’ouverture) électronique à carte à puce fonctionnant de manière totalement autonome et disposant d’un relais s’excitant pendant une certaine durée ou en mode bistable quand la carte est introduite dans le lecteur et qu’elle est reconnue valide. La caractéristique principale du circuit, outre qu’il sert de serrure électronique, tient dans ce qu’il permet aussi de programmer les cartes à puces en clés d’accès qui seront ensuite utilisées pour commander l’ouverture (c’est comme si la serrure était en même temps serrurier) : cette programmation consiste à formater chaque carte afin de la rendre, au moment de la lecture, conforme aux attentes du système.
Ce circuit permet encore de créer des cartes ayant des codes différents, de façon à rendre sélectif l’accès à la commande du relais : autrement dit, au moment de sa programmation, nous pouvons attribuer des cartes à puces à un groupe dont les membres, à certaine période, ne pourraient pas jouir du libre accès. Chaque fonction est gérée manuellement et localement au moyen de deux dip-switchs et d’un poussoir, avec signalisation par deux LED.
Avant d’entrer dans le détail du fonctionnement, voyons sommairement comment le circuit agit ; deux moments : la création du groupe avec l’habilitation du lecteur et la programmation des cartes, le fonctionnement normal comme serrure électronique (voir figure 1).
Le premier prévoit trois procédures dont deux regardent les cartes : d’abord la préparation de l’attribution des deux données (le code du groupe et le code de sécurité correspondant, mot de passe ou PSC) ; ensuite la réinitialisation à l’état vierge d’une ou plusieurs cartes quand on veut reprogrammer une carte attribuée à un groupe afin de la rendre utilisable par un autre groupe ou un autre système. La procédure restante est également importante, elle concerne le circuit en lui-même et non plus les cartes : il s’agit ici de gérer les groupes d’usagers. En effet, s’il est vrai que programmer une carte en lui attribuant un code de sécurité et un groupe la rend compatible avec le système, en utilisation normale (fonction serrure) néanmoins, le circuit est à configurer avec l’information relative aux groupes pouvant activer le dispositif. Pour qu’une carte puisse activer le relais, il ne suffit pas qu’elle ait été configurée pour l’utilisation avec la serrure, il faut en outre “dire” au circuit si le groupe auquel elle appartient peut ou non accéder à la commande d’ouverture. Or cela se fait justement au moyen de la procédure de définition des groupes. L’habilitation d’un groupe est faite avant d’initialiser les cartes ; l’exclusion ou la réhabilitation d’un ou plusieurs groupes d’usagers peut être opérée quand on le souhaite et aussi souvent que nécessaire.
Voyons cela en partant des cartes utilisées, basées sur la mémoire protégée Siemens SLE4442 de capacité 2 kbits : il s’agit d’une EEPROM répartie en plusieurs zones et dans laquelle l’écriture et la lecture des données est sécurisée par un code d’accès préalablement introduit. Plus exactement, dans la zone protégée, les opérations de lecture/écriture ne peuvent être faites qu’après vérification d’un mot de passe de 24 bits (PSC=Personal Security Code, à 6 chiffres hexadécimaux, dont chacun vaut 4 bits binaires). Dans l’aire non protégée, seule l’écriture est soumise à la vérification du code ; les données contenues (parmi lesquelles il n’y a pas, bien sûr, le PSC) peuvent en revanche être lues librement. Durant la programmation des cartes pour l’utilisation avec notre système nous écrivons des données dans la mémoire protégée, données pouvant être lues seulement après vérification du code de sécurité ; les informations sur le groupe de chaque carte sont en revanche situées dans la zone non protégée.
Quand, en utilisation normale (serrure) on introduit une carte dans le lecteur, le circuit l’interroge et vérifie à quel groupe elle appartient ; quand cela est fait, s’il s’agit d’un groupe actuellement habilité, il est procédé à la comparaison du code (PSC) afin de s’assurer que la carte a effectivement été initialisée dans le système. Deux cas de figure peuvent alors se présenter : dans le premier, la comparaison du code étant positive, le relais est activé ; dans le second, la comparaison est négative car le PSC que le circuit s’attend à trouver dans la carte ne correspond pas avec celui défini pour le groupe auquel il devrait appartenir. Le circuit ne va pas plus loin et attend que la carte soit retirée et réintroduite dans le lecteur.
Ce mode de fonctionnement assure un degré de sécurité élevé et pour plusieurs raisons : en mode serrure le dispositif n’accepte que les cartes initialisées par lui (et contenant dans la mémoire libre les informations sur le groupe) ; si au cours de l’interrogation il ne les trouve pas, il ignore la carte. S’il les trouve, elles doivent être celles d’un groupe habilité, sinon il ne fait rien. Enfin, si la carte est d’un groupe habilité, l’accès à la commande de sortie est subordonné à la comparaison du PSC de la carte : si une carte est d’un groupe habilité mais si son PSC est erroné, l’accès est refusé. De plus, si quelqu’un tente d’accéder, non seulement il n’obtiendra aucune commande du relais, mais en outre, après trois tentatives, la carte deviendra inutilisable. En effet, grâce à un mécanisme de protection des cartes à puces Siemens, la comparaison du PSC décompte d’une unité l’état d’un compteur d’erreur à trois bits : chacun passe de 1 à 0 à chaque comparaison, positive ou négative et donc après trois comparaisons, si le compteur n’est par remis à zéro, c’est-à-dire si ses trois bits ne sont pas remis au niveau logique 1, la carte devient inaccessible. Le fait est que l’instruction de remise à zéro (ou réinitialisation) ne peut être donnée à la carte qu’après avoir introduit le PSC exact (comparaison positive) et non dans le cas inverse, pour des motifs évidents de sécurité.

FONCTION PROGRAMMATION

Figure 1 : Fonctions de programmation et serrure.

Phase 1 : création du groupe.
Sans insérer de carte dans le lecteur, paramétrer les deux micro-interrupteurs de DS2 sur ON.
Quant à DS1, définir avec les micro-interrupteurs 7 à 10 le groupe (d’appartenance de la carte) à créer et habiliter, dont le code de sécurité (PSC) doit être établi avec les micro-interrupteurs 1 à 6. Presser ensuite le poussoir du circuit.

Phase 2 : attribution de carte.
Insérer la carte dans le lecteur, paramétrer DS2 de telle façon que le premier micro-interrupteur soit sur OFF et le second sur ON. Quant à DS1, il faut seulement définir, avec les micro-interrupteurs 7 à 10, le groupe d’appartenance de la carte à programmer ; nul besoin de paramétrer le PSC car le microcontrôleur l’a en mémoire et, si on presse le poussoir du circuit, il l’écrit dans la carte. L’opération est confirmée par un éclair de la LED jaune.

FONCTION SERRURE
Pour faire fonctionner le circuit en serrure électrique, il faut mettre sur OFF les micro-interrupteurs de DS2 ; DS1 ici ne sert pas. Si la carte insérée dans le lecteur a été programmée de façon à appartenir à un groupe habilité avec la procédure ci-dessus, le relais de sortie du circuit s’excite et la serrure électrique est activée.

Le schéma électrique

Figure 2 : Schéma électrique du programmateur de ChipCard / serrure électronique.

Un coup d’oeil au schéma électrique de la figure 2 révèle, une fois de plus, un coeur formé du microcontrôleur Microchip PIC16F876-EF578 déjà programmé en usine : sa mémoire programme est de 8 kbits (mot à 14 bits permettant la programmation en PicBasic), son EEPROM à 256 octets et sa fréquence de travail à 20 MHz. Il est programmé avec les routines de gestion des cartes à puces et il inclut la procédure d’accès.
Son programme résident prévoit initialement de vérifier, dans l’aire de mémoire non protégée de la carte, la présence des données sur le groupe ; puis de comparer le PSC et, si la comparaison est positive, d’envoyer les commandes de “reset” au compteur d’erreur (réinitialisation à 111). L’EEPROM est utilisée dans sa totalité pour mémoriser le PSC des groupes habilités. Un poussoir, deux dip-switchs et trois cavaliers, sont reliés aux ports d’E / S, configurés comme entrées, afin de permettre la gestion des groupes d’usagers ; on voit que, pour les broches du port B, il n’est pas nécessaire de monter un réseau résistif de tirage, car nous avons paramétré par voie logicielle les résistances de tirage internes. L’horloge est produite par l’oscillateur du micro et le quartz externe de 20 MHz, associé aux condensateurs reliés aux broches OSC1 et OSC2.
Le relais, commandant les dispositifs électriques ou électromécaniques faisant suite à ce montage, est piloté par un transistor géré par le bit 1 du port A, configuré en sortie. La diode en parallèle sur son enroulement supprime les tensions inverses dues à la commutation.
LD2 a une utilité diagnostique : elle fournit un code d’erreur (voir tableau figure 9) en cas d’anomalie. L’alimentation est stabilisée à 5 V par le régulateur 7805 : c’est la tension nécessaire au fonctionnement correct du microcontrôleur. D1 protège le circuit contre une inversion accidentelle de la polarité ; les condensateurs en aval de sa cathode filtrent les tensions impulsionnelles parasites et les résidus de courant alternatif du redresseur ou de l’alimentation secteur 230 V reliée aux points + et –PWR. L’allumage de LD1 indique la présence de la tension d’alimentation.
La “SmartCard” est accessible par le connecteur vertical à 10 broches où est reliée la platine d’interface-lecteur ET237 ; cette platine contient le connecteur ISO7816 où s’insèrent les cartes et son brochage est le suivant : 1 et 2 permettent de détecter la présence de la carte (ce sont des électrodes normalement fermées s’ouvrant quand la carte est insérée), 3 est réservé à l’alimentation de la carte en 5 V stabilisé (contact 1 de la carte), 4 est la masse (électrode 5 de la carte) et 5 est relié au contact de “reset” (2 de la carte) ; 6 ne sert pas et 7 correspond à la ligne d’horloge (électrode 3 de la carte). Enfin, la broche 8 est reliée à la ligne d’E / S (contact 7 de la carte) et 9 et 10 ne servent pas, du moins avec ce type de carte.
Si vous souhaitez renoncer à la platine, vous pourrez relier les contacts du lecteur aux broches correspondantes de l’OUT C du circuit imprimé, selon la disposition indiquée.
La structure du circuit étant expliquée, voyons maintenant les opérations à accomplir.

La gestion des groupes
La première consiste à définir les groupes de cartes habilitées et leurs mots de passe (PSC) ; la procédure correspondante implique de fermer les deux micro-interrupteurs de DS2 et ne réclame pas l’insertion d’une carte.
En revanche, il est nécessaire d’entrer avec DS1 l’identifiant du groupe et le PSC qu’on souhaite lui attribuer ; toutes les cartes d’un groupe auront donc le même PSC. Dans cette procédure, la fonction du dip-switch à dix micro-interrupteurs est de paramétrer les groupes d’usagers (maximum 16) habilités et le code d’accès correspondant, lequel sera mémorisé dans le micro ; plus exactement, les broches 7 à 10 définissent le groupe en nombre binaire, en partant de zéro et en considérant le micro-interrupteur 7 comme bit le moins significatif (LSB), comme le montre le tableau 1 de la figure 3.
Pour donner un exemple, si nous voulons attribuer la carte au groupe 4, il faut fermer les micro-interrupteurs 7 et 8, laisser ouverts les 9 et 10. Les micro-interrupteurs 1 à 6 définissent le PSC de la carte à puce : chacun concerne quatre bits contigus du PSC, lequel est en fait formé de six chiffres hexadécimaux. Comme avec les micro-interrupteurs nous ne pouvons définir que les valeurs binaires, nous prenons comme convention : ouvert vaut 0 hex et 1 signifie F (15 hexadécimal). Notez que le code 111111 (micro-interrupteurs 1÷6 ON) est celui prédéfini pour les cartes et qu’il ne doit jamais être choisi par l’usager, car il est utilisé, en manutention (gestion des groupes), pour supprimer un groupe de la mémoire.
Pour éclaircir cela, supposons que nous voulions habiliter le groupe 1 et définir pour lui le mot de passe 101010 : paramétrons avec DS1 la configuration “101010-0000” (le bit de gauche correspond au micro-interrupteur 1, celui de droite au micro-interrupteur 10 ; n’oubliez pas que par convention 1 correspond à micro-interrupteur ON et 0 à micro-interrupteur OFF). Les micro-interrupteurs de DS2 doivent être ON (tableau 2, figure 4). La procédure se termine par une pression sur le poussoir : le micro sauvegarde dans son EEPROM le PSC associé au groupe ainsi créé.
La réussite de l’opération est signalée par LD2, sinon la LED donne une des signalisations indiquées par le tableau de la figure 9. Si la procédure aboutit, le groupe 1 est habilité à l’accès et les cartes attribuées peuvent activer le relais.
Avec la procédure de gestion des groupes, il est également possible de retirer un groupe de la mémoire du microcontrôleur, ce qui déshabilite les cartes appartenant à ce groupe. Pour ce faire, il faut paramétrer le numéro du groupe à retirer avec les micro-interrupteurs 7÷10 de DS1, mettre sur ON les deux micro-interrupteurs de DS2 et les micro-interrupteurs 1÷6 de DS1.
Par exemple, pour retirer le groupe 1, nous devons paramétrer sur DS1 la configuration “111111-0000” et presser le poussoir ; le code du groupe est alors retiré du micro et en lecture le PIC ignorera la carte. Là encore la LED jaune signale l’exécution par un éclair. Le fait de retirer un groupe rend les cartes qui lui correspondent inutilisables pour commander le relais de sortie.
À tout moment il est possible de recréer un groupe supprimé, en suivant la procédure de la première création ; toutefois, pour y réussir, c’est-à-dire pour être sûr que les cartes qui lui étaient associées avant la suppression fonctionneront à nouveau, il est nécessaire de noter les PSC attribués aux groupes au fur et à mesure qu’on les crée.
Ainsi, pour définir un groupe, il suffit de paramétrer le numéro avec les micro-interrupteurs 7÷10 de DS1 et le PSC d’origine avec les micro-interrupteurs 1÷6 de ce même DS1. Rien n’interdit de redéfinir un groupe en lui attribuant un PSC différent de celui attribué à l’origine ; toutefois les cartes programmées après la première création ne seront pas compatibles avec les nouvelles.
En d’autres termes, si nous recréons le groupe 2 déjà défini une première fois avec le code 101101, puis retiré et si nous attribuons cette fois un PSC 111000 habilitant la serrure (mode lecture), le circuit ne reconnaîtra que les cartes configurées avec 111000.
Si nous insérons dans le lecteur une carte originairement créée (101101), non seulement aucune commande ne sera donnée au relais, mais à la troisième tentative la carte deviendra inutilisable. Il est possible de “convertir” une carte avec une procédure d’initialisation et nouvelle attribution, toutefois cela implique que l’on connaisse le PSC avec lequel elle a été programmée.
Donc, notez le groupe et le PSC attribué durant la configuration (par exemple en siglant chaque carte et en écrivant sur une feuille ou dans un fichier d’ordinateur quel groupe et quel PSC sont associés à chaque sigle), car il n’est pas possible de lire le code d’une carte, même avec un lecteur de SmartCard.

DEFINIR GROUPES AU MOYEN DE DS1
ATTRIBUTIONmint10mint9mint8mint7
GROUPE 1OFFOFFOFFOFF
GROUPE 2OFFOFFOFFON
GROUPE 3OFFOFFONOFF
GROUPE 4OFFOFFONON
GROUPE 5OFFONOFFOFF
GROUPE 6OFFONOFFON
GROUPE 7OFFONONOFF
GROUPE 8OFFONONON
GROUPE 9ONOFFOFFOFF
GROUPE 10ONOFFOFFON
GROUPE 11ONOFFONOFF
GROUPE 12ONOFFONON
GROUPE 13ONONOFFOFF
GROUPE 14ONONOFFON
GROUPE 15ONONONOFF
GROUPE 16ONONONON
Figure 3 : Tableau 1.

Les micro-interrupteurs 7 à 10 définissent le groupe ; en programmation ils sont paramétrés pour attribuer une carte à un groupe, en manutention (gestion groupes) leur combinaison dit au micro à quel groupe attribuer le PSC défini par les micro-interrupteurs 1 à 6 ou les groupes auxquels interdire la commande du relais.

CHOISIR LE MODE D’EXERCICE AVEC DS2
FONCTIONNEMENT12
MODE SERRUREOFFOFF
MODE PROGRAMMATION CARTESREOFFON
INITIALISATION CARTES (retour à l’état vierge)ONOFF
GESTION GROUPESONON
Figure 4 : Tableau 2.

Les attributions au système
Pour pouvoir fonctionner avec notre serrure électronique, les cartes sont initialisées et attribuées à un groupe ; on part de la fermeture du micro-interrupteur 2 de DS2 (programmation cartes). Puis il faut indiquer au circuit à quel groupe attribuer la carte insérée dans le lecteur (voir ce qu’on a dit pour la création des groupes), à condition que le groupe soit actuellement habilité ; s’il a été créé mais retiré, la procédure n’aura aucun effet.
Pas besoin de donner le PSC, car durant la création ou la réhabilitation des groupes le micro associe et mémorise le code de chacun.
Quand les micro-interrupteurs sont paramétrés, on presse le poussoir pour “dire” au PIC de programmer la carte ; la LED jaune doit clignoter une fois pour signaler l’exécution correcte de la commande. La carte peut être retirée du lecteur. Le nouveau PSC est adressé dans l’octet 20H de la mémoire protégée de la carte ; dans la zone non protégée, les quatre premiers bits à zéro indiquent que la carte a été initialisée et les quatre suivant le groupe.
Le logiciel prévoit que les cartes à initialiser aient un PSC égal à FFFFFF ; dans le cas contraire, la procédure échoue et, si on réessaye trois fois, la carte insérée devient inutilisable. Cela parce que, bien que l’appartenance du groupe soit écrite dans la zone non protégée de la mémoire SLE4442, l’écriture suppose la comparaison du PSC.

Figure 5 : La ChipCard SLE4442.

Il s’agit d’une carte ISO7816 contenant une mémoire intelligente de 2 048 bits (2 Kbits) Siemens SLE4442, accessible par introduction et comparaison d’un code de sécurité. La mémoire est une EEPROM, même si une partie sert de PROM, permettant d’enregistrer des données qui ensuite ne pourront plus être modifiées ; elle dispose d’un espace de mémoire de 256 octets dont une grande partie est disponible pour mémoriser des informations à utiliser à volonté et une autre partie constituée de petites aires réservées aux fonctions de protection. La première partie de l’EEPROM, de l’octet d’adresse 0 à celui d’adresse 31, constitue la mémoire permanente qui, si l’on configure le bit de protection adéquat, peut être destinée à la seule lecture, de telle façon que les données écrites une fois pourront seulement être lues mais non modifiées ou effacées (fonction PROM) ; l’adressage initial (octet 0) est habituellement réservé à l’écriture du Manufacturer Code. À partir de l’adresse 32 et suivantes, la mémoire est lisible sans aucun problème ni limitation et pour pouvoir écrire il faut introduire et comparer le Personal Security Code (PSC) contenu dans un aire supplémentaire de l’EEPROM nommée Security Memory : cette dernière se compose de 4 adresses qui contiennent l’état de l’Error Counter (bit 0÷2) et le code d’accès proprement dit, habituellement décomposé et exprimé en autant de groupes de chiffres de type AA AA AA, ou FF FF FF. La séquence d’accès à l’écriture et à l’effacement de l’EEPROM consiste à introduire le PSC et à effectuer la comparaison avec celui résidant dans la carte : si la comparaison est positive, on peut exécuter les opérations d’effacement / écriture, alors que dans le cas contraire l’accès est refusé ; après trois comparaisons du code de sécurité, l’Error Counter est porté à zéro et il n’est plus possible de changer l’état de l’EEPROM qui ne peut donc plus qu’être lue. À chaque opération réclamant la comparaison du PSC il faut donc remettre à 0 l’Error Counter, soit remettre au niveau logique 1 les trois bits qui le représentent, à l’aide d’une commande spéciale.
Notez que, pour toutes les sections du “chip” (puce), effacer un bit signifie le mettre au niveau logique 1, écrire le mettre au niveau logique 0. Remarquez aussi que dans le cas de l’Error Counter les 3 bits qui le composent ne donnent pas 8 possibilités (2 au cube) mais seulement trois, vu que chacun d’eux est mis au niveau logique bas à chaque comparaison du PSC. L’opération de passage 0/1 d’un bit se nomme mise à zéro ou “erase” (efface). La méthode utilisée pour accéder au contenu de la mémoire implique un bus à deux fils plus un pour l’horloge (input, C3) : le premier constitue la ligne des données (E / S, contact C7 de la carte) bidirectionnelle utilisée pour envoyer et recevoir les informations au format série, au niveau TTL ; l’envoi des commandes et des données d’E / S se fait toujours durant le front de descente du signal d’horloge.
Il y a ensuite le “RESET” (input localisé au point C2) qui est géré par le dispositif de communication externe avec lequel la puce s’interface.

Le formatage des cartes
Le PIC peut rétablir à FFFFFF le PSC d’une carte qu’il a déjà programmée ; pour cela, il faut paramétrer avec DS1 le numéro du groupe auquel la carte insérée appartient, mettre respectivement sur ON et OFF les micro-interrupteurs 1 et 2 de DS2, puis presser le poussoir. La LED jaune émet un éclair pour signaler l’exécution de la commande.
Après cette confirmation, la carte peut être extraite du lecteur. Cette procédure n’aboutit qu’avec des cartes déjà initialisées par le circuit ; cela car le remplacement du code nécessite sa comparaison avec celui existant. Lors de la réinitialisation à l’état vierge, le PIC demande le groupe car il a en EEPROM la correspondance entre le numéro du groupe et le PSC.
Avec des cartes étrangères (au système) il ne saurait que faire. Si le groupe d’une carte que l’on tente de réinitialiser a été retiré ou retiré et recréé, quand on l’associe à un PSC différent, la procédure échoue (voir figure 9 le tableau des signalisations de LD2) ; afin d’éviter de rendre la carte inutilisable, il convient, respectivement, de recréer le groupe avec le même PSC, c’est-à-dire le retirer et le recréer avec le PSC d’origine.

PARAMÉTRER LA SORTIE DE LA SERRURE
ACTIVATION DU RELAISJ1J2J3
FONCTIONNEMENT BISTABLEOUVERTOUVERTOUVERT
FERMETURE PENDANT 0,5 secondeOUVERTOUVERTFERME
FERMETURE PENDANT 1 secondeOUVERTFERMEOUVERT
FERMETURE PENDANT 2,5 secondesOUVERTFERMEFERME
FERMETURE PENDANT 5 secondesFERMEOUVERTOUVERT
FERMETURE PENDANT 10 secondesFERMEOUVERTFERME
FERMETURE PENDANT 15 secondesFERMEFERMEOUVERT
FERMETURE jusqu’à extraction de la carteFERMEFERMEFERME
Figure 6 : Tableau 3.

L’utilisation normale
Pour utiliser la serrure électronique, il suffit d’ouvrir les deux micro-interrupteurs de DS2 (ici DS1 ne sert pas) ; quand on insère dans le lecteur une carte programmée pour un groupe habilité, le relais doit se déclencher pendant une durée et suivant le mode d’activation paramétré à l’aide des trois cavaliers.
À ce propos, remarquez que le mode bistable détermine l’ouverture de la serrure à partir du moment où la carte est extraite, jusqu’à l’insertion suivante et l’extraction d’une autre carte habilitée (le relais change d’état chaque fois qu’on introduit une carte valide dans le lecteur). Dans tous les modes LD2 s’allume à la fermeture du relais. Chaque fois qu’une carte valide est lue, le micro remet le compteur d’erreur à zéro : si on insère la carte d’un groupe non habilité, le PIC, qui reconnaît les correspondants binaires des seize groupes, “sait” que la carte est du système (retirer un groupe n’interrompt que la correspondance avec le PSC) mais n’essaye pas de comparer le code afin de ne pas endommager la carte.

Figure 7a : Schéma d’implantation des composants du programmateur de ChipCard / serrure électrique.

Figure 7b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du programmateur de ChipCard / serrure électrique.

Figure 8 : Photos d’un des prototypes de l’enregistreur de données de températures sur SD-card.

NOMBRE DE CLIGNOTEMENTSSIGNIFICATION DES CLIGNOTEMENTS DE LD2
1Opération exécutée correctement
2ATR (réponse initiale de la carte) non valide. Vérifier que la carte est bien une ChipCard et qu’elle a été insérée correctement
3En mode “serrure” une carte non initialisée a été insérée.
Initialiser la carte et réessayer
4En mode “serrure” une carte d’un groupe non habilité a été insérée (le code n’est pas actuellement dans l’EEPROM du micro).
Insérer le groupe en EEPROM et réessayer
5En mode “serrure” le “check” du PSC de la ChipCard a échoué (compteur des tentatives décompté). Si le PSC corrélé dans le micro avec le groupe auquel la carte appartient a été changé, il faut le reporter à la valeur initiale avant de procéder
6En mode “programmation cartes”, on n’a pas inséré une carte vierge mais une déjà initialisée
7En mode “programmation cartes”, on a tenté d’initialiser la carte d’un groupe non présent en EEPROM. Il faut d’abord insérer le groupe en mémoire
8En mode “programmation cartes”, on a tenté d’analyser une carte avec le PSC déjà paramétré et différent de FFFFFF (compteur des tentatives décompté)
9En mode “réinitialisation cartes”, on a tenté de réinitialiser une carte déjà vierge
10En mode “réinitialisation cartes”, on a tenté de réinitialiser une carte dont le groupe a été retiré de la mémoire. Il faut d’abord insérer à nouveau le groupe dans la mémoire, avec le PSC ayant servi à initialiser la carte
11En mode “réinitialisation cartes”, le PSC auquel on s’attend de la carte est différent de celui mémorisé en EEPROM (compteur des tentatives décompté). Si le PSC en EEPROM relatif au groupe auquel la carte appartient a été changé, avant de continuer il faut entrer dans la gestion des groupes, retirer le groupe et le recréer avec le PSC de la carte.
Figure 9 : Les codes d’erreur.

Figure 10 : Montage du lecteur de ChipCard sur sa platine ET237 (voir photo de début d’article).

Liste des composants
R1 ...... 2,2 k
R2 ...... 10 k
R3 ...... 10 k
R4 ...... 2,2 k
R5 ...... 4,7 k
R6 ...... 10 k
R7 ...... réseau de résistances SIL 9 x 10 k
R8 ...... 22 k
C1 ...... 100 nF multicouche
C2 ...... 470 μF 25 V électrolytique
C3 ...... 100 nF multicouche
C4 ...... 470 μF 16 V électrolytique
C5 ...... 10 pF céramique
C6 ...... 10 pF céramique
D1 ...... 1N4007
D2 ...... 1N4007
LD1 ..... LED verte 5 mm
LD2 ..... LED jaune 5 mm
T1 ...... BC547
Q1 ...... quartz 20 MHz
U1 ...... PIC16F876-EF578
U2 ...... 7805
RL1 ..... relais 12 V
DS1 ..... dip-switch à 10 micro-interrupteurs 2 positions
DS2 ..... dip-switch à 2 micro-interrupteurs 2 positions
P1 ...... micro-poussoir

Divers :
1 bornier 2 pôles
1 bornier 3 pôles
3 cavaliers
1 connecteur mâle 10 broches
1 boulon 3MA 10 mm
2 boulons 3MA 16 mm
2 entretoises M/F 18 mm
1 interface-lecteur pour ChipCard ET237
1 nappe à dix fils et deux connecteurs femelles

La réalisation pratique
La réalisation pratique de cette serrure électronique / programmateur de cartes à puces ne présente pas de difficulté (la complexité est logicielle, on vient de le voir !).
La platine est constituée d’un circuit imprimé simple face, dont la figure 7b donne le dessin à l’échelle 1. Insérez et soudez tous les composants (comme le montrent les figures 7a et 8), en commençant par le support du PIC, DS1 et DS2 et les trois cavaliers et en terminant par les “périphériques” : le connecteur mâle recevant la nappe (OUTC), le micropoussoir et les deux borniers à deux et trois pôles. Le régulateur U2 est monté couché sans dissipateur, fixé par un petit boulon ; le quartz Q1 est monté debout. Attention à l’orientation des composants polarisés : PIC repère-détrompeur en U vers R5 (ne l’insérez qu’à la fin du montage), diodes, transistor, LED, régulateur et électrolytiques. Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), installez le PIC dans son support.
Reliez enfin cette platine au lecteur ET237 à l’aide d’une nappe adéquate : cette nappe à dix fils est munie de connecteurs femelles s’insérant dans les connecteurs mâles des deux platines ET578 et ET237, comme le montre la photo de première page.
En fonction de votre application particulière vous pouvez insérer l’ensemble dans un boîtier plastique adapté ou le dissimuler dans une paroi du local à contrôler. Quoi qu’il en soit, alimentez le système à partir d’une source électrique fournissant une tension continue de 12÷15 V pour un courant de 150 mA (autonome, à batterie rechargeable par un panneau solaire, par exemple, ou secteur).

Un contrôle à distance à modem radio MU1

Avec une paire de MU1 nous avons conçu un système permettant de lire quatre lignes analogiques et jusqu’à 64 lignes numériques ; il est géré par n’importe quel programme d’émulation de terminal d’ordinateur et il permet de commander à distance un maximum de 64 relais (ON/OFF).



Dans le numéro 82 d’ELM nous avons décrit le radiomodem MU1 de Sylcom : ce module travaille en UHF et peut communiquer à 9 600 bps ; son interface série TTL et son étage HF permettent des connexions sans fil sur quelques centaines de mètres. Nous avons, dans ce numéro, présenté un exemple d’application consistant à faire communiquer deux ordinateurs au moyen du programme de démonstration fourni par le distributeur.
Dans le présent article nous vous proposons d’analyser et de construire un système de contrôle à distance, c’est-àdire de monitoring de grandeurs analogiques et de signaux de type ON/OFF (activation de relais). Un véritable système automatique utilisable dans le domaine professionnel en milieu industriel, puisque le radiomodem Sylcom peut aussi fonctionner en répéteur de signaux (ce qui permet d’augmenter la distance de liaison).
Tout cela s’éclaircira au cours de l’article : dans l’article prélinaire MU1, pour rester simples, nous avions préféré reporter ces explications à plus tard.
En mode commande, le radiomodem attend qu’à travers des instructions appropriées, l’ordinateur définisse l’adresse propre (Equipment ID) et celle du groupe d’appartenance (Group ID), mais aussi l’adresse de destination, soit celle(s) du modem ou des modems au(x)quel(s) sont destinées les données. Ainsi notre dispositif nécessite la définition des données qui, dans l’application de démonstration, étaient déjà prévues par le programme de test. Cet article va vous expliquer comment elles sont traitées et définies.
Le modem peut opérer sur 64 canaux : le premier paramètre à régler par le PC concerne donc le choix du canal de travail ; pour que deux ou plusieurs dispositifs puissent dialoguer, il faut définir le même canal. Outre le canal radio, il est nécessaire de définir un cadre particulier nommé User ID : ce dernier comporte 256 combinaisons.
Seuls les modules travaillant sur le même canal et ayant le même User ID peuvent communiquer entre eux. Le but de ce code est d’éviter toute interférence entre systèmes de communication contigus utilisant des radiomodems Sylcom mais n’appartenant pas au même réseau. Des paires de modems ayant des User ID différents peuvent opérer sur le même canal radio sans se gêner mutuellement et sans inversion de données. Des dispositifs pour lesquels on a défini le même canal et le même User ID peuvent être différenciés en spécifiant un autre code nommé Group ID ; celui-ci aussi peut être choisi parmi 256 combinaisons, de manière à créer des groupes de modems à l’intérieur du même canal radio et de la même catégorie. Enfin, pour chaque modem d’un groupe ayant les mêmes canaux radios, User ID et Group ID, on définit une adresse à proprement parler, ou Equipment ID : il s’agit du numéro distinguant de manière univoque un appareil de tout autre appareil du même groupe.
Pour l’Equipment ID, 256 combinaisons sont disponibles également.
Il est donc clair qu’un radiomodem permet de réaliser des systèmes complexes, puisqu’on peut multiplier les modules dans un même environnement et sur un même réseau : la définition des adresses est cependant très importante car elle permet de réaliser des ponts radio (ou répéteurs de signaux et commandes) augmentant la portée entre TX et RX. La répétition des signaux s’obtient en définissant dans le modem qui doit faire office de répéteur d’adresse (Equipment ID) du modem auquel envoyer les données reçues. Cette adresse prend le nom de Destination ID et c’est un paramètre à définir avant la communication, mais qui peut être modifié lors de l’envoi de chaque commande.
Afin de mieux comprendre la signification des deux dernières adresses, prenons l’exemple d’une paire de modems ayant les mêmes canaux, User ID et Group ID.
Une unité est reliée à un ordinateur dont elle reçoit les commandes pour interroger une interface d’acquisition qui lit des données analogiques et numériques, mais aussi pour commander l’activation des relais ; pour que les commandes atteignent le modem distant, il faut paramétrer comme Destination ID dans le premier MU1 l’Equipment ID du dispositif distant.
De même, pour que le modem distant puisse répondre en envoyant les données lues par l’interface d’acquisition, il doit avoir pour Destination ID l’Equipment ID du modem relié au PC.

Figure 1 : Schéma synoptique du système de contrôle à distance par radiomodem.

La système est formé d’un ordinateur qui, à travers un radiomodem MU1, interagit avec le périphérique distant ; ce dernier utilise un second MU1 et un microcontrôleur qui, à travers deux bus I2C, dialogue avec deux catégories de périphérique : platines d’acquisition de niveaux logiques (de une à 8 platines à 8 entrées chacune) et platines de sortie à relais (de une à 8 platines à 8 sorties). Les 64 lignes numériques permettent de lire les conditions de sortie des centrales d’alarme ou des capteurs ; les lignes pour les relais permettent de commander une mise en/hors service. Le microcontrôleur lit aussi quatre entrées analogiques dans la gamme de 1 à 5 V.

Figure 2 : Les commandes du radiomodem.
Pour que le système fonctionne correctement, c’est-à-dire pour que le TX et le RX dialoguent comme il faut, l’unité locale (reliée au PC) et l’unité distante (reliée au périphérique des E / S) doivent être paramétrées comme suit :
- même User ID (doit être celui par défaut : 0000 hex)
- même Group ID (doit être celui par défaut : 00 hex);
- même canal (paramétrable sur le TX avec la commande @CHxx où xx indique le canal en héxadécimal et sur le RX au moyen du dip CHANNEL)
- le Destination ID du TX (paramétrable avec la @DIxx) doit correspondre à l’Equipment ID du RX (définissable en binaire par SW2);
- l’Equipment ID du TX (paramétrable par la commande @EIxx) doit correspondre au Destination ID du RX (définissable en binaire par SW3).

Sur le récepteur, les micro-interrupteurs permettent de paramétrer seulement 16 des 256 adresses admissibles (0000xxxx), soit les quatre derniers bits constituant l’adresse ; le choix est obligatoire, car nous ne disposons pas de lignes d’E / S libres dans le microcontrôleur utilisé pour la gestion de l’unité distante. Le Tableau donne le détail de la syntaxe des commandes à adopter quand on travaille avec le MU1 Sylcom.
Un exemple pratique de commande est donné ci-dessous (il s’agit d’activer le relais 2 du périphérique ET473 avec 010 pour adresse) :

@DT05R0102
@DT Commande pour envoyer les données
05 nombre de caractères envoyés en hex
R commande d’activation de relais
010 adresse périphérique
2 numéro relais périphérique

CommandeDescriptionExemple de commandeRéponse
RZ

Indique que l’on veut gérer les relais externes et réinitialise les relais de tous les périphériques

@DT02RZ

*DR=1D RESET TOUT LES PERIFERIQUES

R nnn x

Indique le numéro du périphérique et le relais à activer

@DT05R0001

*DR=2E PERIFERIQUE 000 ETAT DU RELAIS ->00000001<-

R nnn O

Réinitialise les relais de ce périphérique

@DT05R0000

*DR=2E PERIFERIQUE 000 ETAT DES RELAIS ->00000000<-

R nnn S

Demande l’état des relais de ce périphérique

@DT05R000S

*DR=2E PERIFERIQUE 000 ETAT DES RELAIS ->00000000<-

I nnn

Indique que l’on veut lire les entrées et le numéro du périphérique

@DT041000

*DR=2B PERIFERIQUE 000 ETAT DES ENTREES ->01110111<-

A

Demande la valeur des entrées analogiques

@DT01A

*DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 1 ->000<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 2 ->005<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 3 ->011<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 4 ->251<-

S P

Permet d’indiquer quels sont les périphériques (entrées) à insérer dans l’envoi continu.
Insérer les périphériques en binaire en partant de 1

@DT0ASP10000000

*DR=1F CONFIG PERIFERIQUES 00000001

S A x

Habilite les entrées numériques pour l’envoi continu

@DT03SA1

*DR=1D ENTREES ANALOGIQUES AUTORISEES

C

Demande l’envoi continu des entrées de la platine en numérique et en analogique (si elles sont paramétrées)

@DT01C

*DR=1C MODE CONTINUE ACTIF
*DR=2B PERIFERIQUE 000 ETAT DES ENTREES ->01110111<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 1 ->000<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 2 ->005<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 3 ->011<- *DR=1D ENTREE ANALOGIQUE 4 ->251<-


La réalisation d’un répéteur
Il est possible de couvrir de grandes distances sans fil en utilisant un ou plusieurs modems comme répéteurs (ou ponts radio) ; pour cela, ceux qui doivent répéter le signal seront paramétrés de telle manière qu’ils le reçoivent du précédent et le renvoient au suivant.
Prenons un exemple : plaçons entre le modem relié à l’ordinateur (appelons-le 1) et celui relié au circuit de télémétrie (appelons-le 2) deux autres MU1 montés en répéteurs (appelons-les 3 et 4).
Plaçons 3 près de 1 et 4 près de 2 : les données doivent suivre le parcours ordinateur ⇒ modem 1 ⇒ modem 3 ⇒ modem 4 ⇒ modem 2 ⇒ circuit de télémétrie.
Pour que cela se produise, il faut que le modem 1 ait mémorisé comme Destination ID l’Equipment ID du modem 3, c’est-à-dire le plus proche ; celui-ci est un répéteur ayant comme Destination ID l’Equipment ID du modem 4. A son tour, ce modem 4 a mémorisé comme Destination ID l’adresse Equipment ID du dernier radiomodem 2 (relié au circuit de télémétrie). Seul un tel paramétrage garantit que les données émises par l’ordinateur atteindront le circuit de télémétrie via la chaîne 1-3-4-2.
Il est clair que, pour que le PC reçoive d’éventuelles réponses, il faut qu’à travers des commandes adéquates les Destination ID soient re-paramétrées.
Toujours à propos de Destination ID, un radiomodem peut transmettre simultanément vers plusieurs modems distants caractérisés chacun par un Equipment ID univoque ; bref, une unité peut envoyer en même temps une commande ou une demande à plusieurs modems radio. Cette opération peut avoir lieu parce que le logiciel du MU1 comporte cette fonction, que l’on active quand on indique 0 comme Destination ID (les 8 bits de l’adresse correspondante à zéro).
Dans la pratique le modem n’effectue pas autant de transmissions qu’il y a de destinataires mais une seule, contenant l’identification 00000000 ; les unités MU1 distantes savent que lorsqu’elles reçoivent une instruction dans laquelle il est spécifié 00000000 comme Destination ID, elles doivent la recevoir exactement comme elles le feraient si leur Equipment ID était dedans.

Notre contrôle à distance
Nous pouvons maintenant nous pencher sur l’application du radiomodem dont est censé traiter cet article… Partons du schéma électrique de la figure 3, celui de l’unité distante du contrôle et de la lecture à distance : cette unité est destinée à être interfacée avec deux appareils proposés autrefois par votre revue d’électronique préférée, une platine d’acquisition de niveaux logiques ET488 et une platine à huit relais ET473 (voir figure 4).
La première sert à lire, à travers un bus I2C, le niveau numérique de huit lignes (l’entrée prévoit des signaux TTL, 0 ou 1) ; la seconde est une platine dans laquelle huit relais peuvent être commandés, toujours par bus I2C, de façon à être activés et désactivés individuellement.
Le circuit décrit ici comporte un microcontrôleur PIC16F877 à 40 broches, employé pour remplir les fonctions suivantes : dialoguer, à travers son UART interne, avec le modem radio U3 ; lire et envoyer les données, à travers les deux bus I2C gérés par le logiciel, respectivement d’état des lignes d’entrée et d’état des relais de sortie. Le PIC s’occupe en outre de lire les quatre lignes analogiques (ANALOG) qu’il analyse de façon cyclique, une après l’autre, grâce à son convertisseur A/N interne.
Trois groupes de lignes d’E / S lui permettent de connaître le numéro du canal sur lequel opérer, l’Equipment ID et le Destination ID, paramétrés par l’usager au moyen de micro-interrupteurs.
Mais procédons par ordre et partons du haut du schéma : le logiciel initialise RA0, RA1, RA2, RA3 comme lignes d’entrée associées au convertisseur A/N et fait un balayage pour lire les tensions qui lui sont appliquées. Le PIC fonctionnant sous 5 V, la lecture est possible entre 0 (0) et 5 V (1024 convertisseur 10 bits ) ; font également partie du connecteur deux broches sur lesquelles se trouve une tension de 5 V pouvant être utilisée pour alimenter des dispositifs externes. Le courant prélevé ne doit cependant pas dépasser 1 A, sous peine de dysfonctionnement du circuit dans son ensemble et d’échauffement du régulateur.

Figure 3 : Schéma électrique du contrôle à distance à radiomodem.

Figure 4 : Paramétrer l’adresse.
Les périphériques utilisés pour l’acquisition des états logiques (ET488) et la commande des relais (ET473) dialoguent avec notre unité modem distante au moyen de deux bus I2C gérés par le logiciel du microcontrôleur PIC16F877 ; afin qu’elles soient correctement identifiées et distinctes les unes des autres, particulièrement quand on réalise un système à plusieurs platines d’acquisition et de commandes à relais, il faut associer à chacune une adresse unique. Comme on a prévu deux bus, destinés l’un à l’interface avec les modules d’entrée et l’autre avec les platines à relais, il suffit que chaque ET473 ait une adresse différente de celle des autres platines analogues liées au même bus I2C et cela vaut aussi pour les ET488 ; par contre une unité d’acquisition peut avoir la même adresse qu’une à relais, parce que chaque catégorie de périphérique se connecte à notre unité distante au moyen de son propre bus.
Le paramétrage s’effectue selon les indications du Tableau ci-contre : dans le circuit d’E / S PCF8574 l’adresse est définie par trois broches normalement maintenues au 1 logique par des résistances de maintien, aussi les états logiques hauts (1) et bas (0) correspondent respectivement au cavalier ouvert ou fermé. L’adresse est exprimée suivant la forme canonique : à la valeur 0 (000) correspond le zéro et à 7 (111) le huit. Les figures ci-dessous et ci-contre montrent la disposition des cavaliers (J1-J2-J3), utilisés pour le paramétrage de l’adresse du bus I2C sur les platines (respectivement sur les unités à relais ET473 et les platines d’acquisition entrées numériques ET488).

Adresse platineJ1J2J3
0FERMEFERMEFERME
1OUVERTFERMEFERME
2FERMEOUVERTFERME
3OUVERTOUVERTFERME
4FERMEFERMEOUVERT
5OUVERTFERMEOUVERT
6FERMEOUVERTOUVERT
7OUVERTOUVERTOUVERT


ET473


ET488


Liste des composants
R1 ...... 3,9 k
R2 ...... 3,9 k
R3 ...... 3,9 k
R4 ...... 3,9 k
R5 ...... 3,9 k
R6 ...... 3,9 k
R8 ...... 470
R9 ...... 470
R10 ..... 470
R11 ..... 470
R12 ..... 3,9 k
C1 ...... 100 nF multicouche
C2 ...... 470 μF 25 V électrolytique
C3 ...... 100 nF multicouche
C4 ...... 470 μF 25 V électrolytique
C5 ...... 10 pF céramique
C6 ...... 10 pF céramique
D1 ...... 1N4007
LD1 ..... LED 3 millimètres rouge
LD2 ..... LED 3 millimètres jaune
LD3 ..... LED 3 millimètres jaune
LD4 ..... LED 3 millimètres rouge
U1 ...... PIC16F877-EF602
U2 ...... 7805
U3 ...... MU1
Q1 ...... quartz 20 MHz
SW1 ..... dip-switch à 4 microinterrupteurs
SW2 ..... dip-switch à 4 microinterrupteurs
SW3 ..... dip-switch à 6 microinterrupteurs
P1 ...... micropoussoir

Divers :
1 prise d’alimentation
2 connecteurs RJ45
1 boulon 3MA 10 mm
1 dissipateur ML26 (16 °C/W) pour TO220


Figure 5a : Schéma d’implantation des composants du contrôle à distance à radiomodem.

Figure 5b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du contrôle à distance à
radiomodem.


Figure 6 : Photos d’un des prototypes du contrôle à distance à radiomodem.

La télémétrie
Les données lues sont mémorisées dans la RAM du microcontrôleur, dans l’attente d’une interrogation de la part du modem relié à l’ordinateur. Quand la demande arrive, si elle contient l’adresse Equipment ID correspondant à l’unité en question, le PIC lance la routine de réponse : il lit le Destination ID sur les micro-interrupteurs de SW2 puis il émet, en insérant dans le flux, en plus du User ID et du Group ID (qui doivent être les mêmes que ceux du modem relié au PC) la donnée, laquelle doit coïncider avec l’Equipment ID du modem ayant interrogé le périphérique (celui relié à l’ordinateur).
Les données sont présentes sur la ligne RC6 (TX de l’UART interne) et elles atteignent l’entrée du modem ; durant l’émission radio, LD3 (ligne TXLED de U3) émet des impulsions lumineuses, ce qui confirme le déroulement de l’opération (l’autre LED reliée au MU1 signale la réception).
Les entrées numériques sont lues à l’aide d’un des deux bus I2C, celui qui correspond aux lignes d’E / S RD0 (c’est le SDA du bus) et RD1 (le SCL, c’est-à-dire l’horloge qui synchronise la communication série). La lecture se fait en communiquant avec le module ET488 : il contient un circuit d’E / S Philips PCF8574 qui acquiert l’état logique d’un maximum de huit lignes de niveau TTL (0/5 V) et les transforme en données au standard I2C-bus, pour l’envoyer au microcontrôleur. Etant donné que le bus I2C permet d’adresser jusqu’à huit circuits PCF8574 ayant chacun 8 entrées (soit huit platines), nous pouvons donc lire jusqu’à 64 entrées numériques.
A propos de la platine ET488, rappelons qu’elle dispose de huit entrées à résistance de tirage et diode de protection, ce qui fait qu’elle accepte en entrée des tensions qui peuvent dépasser le fatidique 5 V, mais en se limitant toutefois à 50 V : au zéro logique (qui doit correspondre à 0 V ou guère plus) les diodes conduisent ; par contre elles restent bloquées quand la tension appliquée aux entrées est positive.
On ne peut appliquer des tensions négatives par rapport à la masse , car dans ce cas les diodes ne pourraient bloquer les tensions supérieures à ce que le PCF8574 peut supporter et aussi parce qu’il n’accepte pas des valeurs négatives. Quand l’ordinateur, à travers son radiomodem, interroge le module distant, le microcontrôleur envoie la commande de demande d’état aux unités d’acquisition ; dans le flux correspondant, le micro met aussi l’adresse (si plusieurs platines sont connectées, il ne répond ainsi qu’à l’intéressée). Le PCF8574 interrogé répond au microcontrôleur en lui transmettant par le bus I2C, l’état des huit lignes d’entrée (P0 est le bit le moins significatif, P7 celui de poids fort; les bits sont 0 ou bien 1 selon que les entréescorrespondantes sont, respectivement, à zéro ou un logique) et l’adresse. A ce propos, notez que chaque platine d’entrée dispose de trois cavaliers permettant de paramétrer huit combinaisons (2 au cube cela fait 8) : tous ouverts, cela fait une adresse 7 (combinaison 111) et tous fermés 0 (000).

La commande des relais
Puisque le propos sur la télémétrie (lecture des entrées analogiques et transmission à distance de leur état) et celui sur le contrôle à distance (lecture des conditions logiques des lignes 1 à 64) sont terminés, analysons maintenant comment se passe la gestion à distance des relais : on l’a dit, notre platine à modem agit sur une interface à huit canaux reliée au moyen d’un bus I2C ; le bus est en l’occurrence formé par RD2 (SDA) et RD3 (SCL) du micro, justement consacré au télécontrôle par platine à relais.
Comme pour les lignes d’entrées logiques, pour les relais il est possible également d’adresser un maximum de 64 canaux reliés à huit platines : on a choisi des ET473, chacune devant, puisqu’elles communiquent par bus I2C, posséder une adresse exclusive (à régler au moyen des trois cavaliers).
J1, J2 et J3 fermés correspondent à l’adresse 0 (000) et tous ouverts à 7 (111). La platine ET473 permet de gérer les relais en mode bistable : chaque fois qu’il reçoit la commande il dispose les huit sorties comme on le lui demande et ces états demeurent ainsi jusqu’à la commande suivante. La platine d’acquisition ET488 comme la platine des relais ET473 prévoient la possibilité de relier à un seul bus plusieurs éléments afin de gérer jusqu’à 64 lignes et disposent chacune de deux connecteurs RJ45 ; les broches de ces connecteurs sont en parallèle entre elles, de façon à assurer la continuité des lignes d’alimentation et de données. Ainsi il est possible de constituer une chaîne, une RJ45 se connectant à notre interface à modem et l’autre à une seconde platine ; de cette dernière, avec la RJ45 libre, on peut connecter la platine à une troisième et ainsi de suite.
Mais revenons à l’unité distante pour noter que le PIC n’a pas assez de lignes d’E / S pour paramétrer par dip-switch les huit bits de l’Equipment ID et du Destination ID ; nous avons donc prévu de ne définir que les quatre derniers bits, les autres étant fixés à 0. C’est pourquoi dans leschéma et dans le circuit imprimé vous ne trouvez que quatre micro-interrupteurs pour chaque paramétrage. Cela fait donc un maximum de seize groupes d’interfaces à modem, chacune étant définie par une des seize combinaisons que l’on peut obtenir avec les quatre bits de SW1 (DEST ID) et SW2 (EQUIP ID). En ce qui concerne les canaux, en revanche, ils peuvent tous être définis car nous disposons de six bits (2 puissance 6 cela fait 64).
Notre unité distante à modem radio est alimentée par une tension continue de 12 V appliquée aux points + et – PWR ; un régulateur 7805, monté le plus classiquement du monde, fournit 5 V au MU1 et au PIC Microchip. Sur le 7805 on prélève aussi la tension continue de référence pour la section d’entrée analogique, utilisable pour alimenter des capteurs en tout genre, pourvu que leur consommation totale soit acceptable par le circuit.
Notez enfin que le poussoir P1 sert à réinitialiser le modem et à restaurer les paramètres de communication prédéfinis dans le logiciel du micro ; cela est utile quand la communication présente des erreurs ou que des problèmes imputables au MU1 se produisent.

La réalisation pratique
Il ne nous reste qu’à construire ce système de télécontrôle et de télémesure.
L’ensemble étant constitué de plusieurs modules, avant de commencer, sachez quel type de système vous souhaitez réaliser. La base est la demoboard (ou platine d’expérimentation) MU1 (article MU1 dans le numéro 82 d’ELM) et s’y ajoute l’unité distante, soit le circuit ET602 décrit dans cet article. Autour de cette dernière vous disposerez une ou plusieurs unités d’acquisition ET488 ou modules à relais ET473, selon votre cahier des charges. Si vous n’avez besoin que de gérer à distance des relais, il suffit d’ajouter à notre unité distante ET602 une ou plusieurs platines ET473 jusqu’à couvrir le nombre souhaité (rappelez-vous qu’avec une ET473 vous disposez de huit relais). Si vous devez seulement lire l’état des capteurs à sorties numériques ou de lignes logiques, il suffit de connecter à l’unité distante une ou plusieurs platines ET488. Si vous devez acquérir des grandeurs analogiques, notre module distant ET602 suffit (il comporte quatre lignes analogiques d’entrée). Vous n’aurez qu’à le compléter avec des capteurs adéquats.
Bref, tout d’abord choisissez les modules dont vous avez besoin. Et comme de toute façon vous aurez à construire la platine ET602, entrons quelque peu dans le détail de sa construction.
La réalisation pratique de cette platine ET602 est des plus simples et des plus rapides. Elle est constituée d’un petit circuit imprimé simple face, dont la figure 5b donne le dessin à l’échelle 1. Commencez par insérer le support du PIC, le strap près de ce même U1, le support du module MU1 (deux connecteurs SIL au pas de 2,54 mm, un à 6 et l’autre à 8 broches ou deux morceaux de barrette sécable) et les trois dip-switchs (deux à quatre et un à six micro-interrupteurs). Vérifiez attentivement vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
Insérez et soudez ensuite tous les composants (comme le montrent les figures 5a et 6), en poursuivant par les résistances, condensateurs, diodes, LED, régulateur (à monter debout dans son dissipateur et fixé par un boulon 3MA), le quartz (debout aussi) et en terminant par les composants “périphériques” : les deux RJ45, la prise d’alimentation, le petit poussoir et enfin le modem MU1. Attention à l’orientation des composants polarisés : circuit intégré PIC (repère-détrompeur en U orienté vers R8/R9, mais insérez-le à la toute fin), diodes, LED, régulateur (semelle vers C3/C4) et électrolytiques. Vérifiez bien toutes les polarités et (encore une fois) la qualité des soudures.
Vous pouvez maintenant installer la platine dans un boîtier plastique de dimensions appropriées : le couvercle pourra être percé de trous pour le passage des LED, le petit côté droit pour les RJ45 et la prise d’alimentation et le grand côté supérieur pour le connecteur d’antenne. Puis comme le montrent la photo de début d’article et la figure 1, fixez l’antenne UHF. Le circuit a besoin d’une tension continue de 12 à 15 V pour un courant de 1 A : préférez une alimentation stabilisée avec jack à positif au centre.
Quant à l’unité à relier au PC, il s’agit de la demoboard série MU1 Sylcom (ELM numéro 81). Pour les connexions, utilisez des câbles à RJ45 (8 conducteurs chacun, on les trouve tout faits, ce sont des câbles Ethernet mais attention, prenez des droits et non des croisés). Pour la réalisation de systèmes à plusieurs platines ET473 et ET488, n’oubliez pas que le courant maximum débité par un régulateur 7805 est de 1 A (limite supportable par la diode de protection D1) et qu’il doit être réparti entre les platines reliées aux connecteurs RJ45 et les éventuels capteurs alimentés par la ligne 5 V (les ET473 et ET488 s’alimentent sur l’unité distante ET602 par les connecteurs RJ45).
Reliez toutes les parties du système, comme le montre la figure 1. Démarrez l’ordinateur et ouvrez le programme d’émulation de terminal (sous W95, 2000 et XP, vous avez HyperTerminal, sous W98 il faut aller le chercher par le Panneau de Configuration/ Installation applications/Installation de Windows).
Avec ce programme il faut envoyer les commandes selon la syntaxe indiquée figure 2.

Un amplificateur de puissance de 200 W

Cet amplificateur de puissance BF est idéal pour constituer des installations haute fidélité pour sonoriser des spectacles de plein air ou de grandes salles ; on peut aussi envisager de réaliser avec ce module de puissance des enceintes amplifiées.



Caractéristiques Techniques
- Puissance de sortie (sur 4 ohms) : 100 W
- Puissance de sortie (sur 8 ohms) : 70 W
- Distorsion (THD @ 10 W / 1 kHz) : 0,02 %
- Rapport signal / bruit : 115 dB
- Réponse en fréquence : 3 Hz à 200 kHz
- Sensibilité d’entrée : 600 mVeff
- Tension d’alimentation : 2 x 30 VAC
- Courant consommé : 2 A par voie.

Aujourd’hui quand, pour gagner de la place dans son appartement, on se trourne vers des amplificateurs de petites dimensions (midi voire mini), on ne veut pas que ce soit au détriment de la qualité du son, de la fidélité de sa reproduction (Hi-Fi) : autrement dit, là encore, on veut le beurre et l’argent du beurre et…D’autre part, l’industrie électronique, essentiellement asiatique, étant devenue très concurrentielle, il est désormais très difficile de monter soimême son ampli en économisant de l’argent (car on trouve dans les grandes surfaces, spécialisées ou non, de très bons appareils pour pas cher). Ceci dit, on trouve maintenant plutôt des amplis AV à 5 ou 6 x 60 W (par exemple) avec tuner RDS incorporé pour “Home cinema”, mais les amplificateurs stéréo sont devenus rares…et chers ; or ils intéressent toujours (vos demandes le prouvent) les audiophiles qu’on pourrait bien qualifier, d’ailleurs, “d’amoureux du deux voies” (alors que les voies, justement, se multiplient) comme il reste des amateurs du deux roues à l’époque des 4X4 nickels pour macadam sans nids de poules !
L’amplificateur de puissance BF que nous vous proposons ici de construire fournit 100 W (sous 4 ohms) par voie (c’est-àdire chaque module que vous voyez, figures 1 à 3, schéma électrique, schéma d’implantation des composants et photo du prototype) et 70 W sous 8 ohms. Et vous pourrez l’attaquer avec l’un des multiples préamplificateurs que nous avons publiés, jusqu’à récemment (il y en a de très économiques).
Bien sûr, pour un ampli stéréo il vous faudra monter côte à côte deux modules identiques et doubler la puissance du transformateur d’alimentation (un 250 VA fera l’affaire, 300 VA si vous aimez avoir de la marge ou comptez utiliser toute la puissance, pour une sono de spectacle par exemple). Ajoutons que les petites dimensions de chaque module favorisent une utilisation dans des enceintes amplifiées (pourquoi pas également les construire ? On trouve des kits d’enceintes closes ou à évent abordables et qui se prêtent à la réalisation d’enceintes amplifiées).

Le schéma électrique
Un premier coup d’oeil figure 1 nous montre que l’alimentation est incorporée (oh pas le transformateur, bien sûr, il est beaucoup trop volumineux, même si vous choisissez un torique) : nous avons choisi cette solution en pensant à une utilisation monophonique, comme par exemple l’amplification d’un instrument de musique, guitare ou autre. Dans un tel cas, il suffit d’installer le module mono au fond de l’enceinte de scène (avec ou sans coins adoucis et chromés), de le protéger par une feuille de plastique ou de le blinder avec une tôle de métal et de monter à côté le transformateur secteur (en le choisissant le moins rayonnant possible : torique ou mieux R, ce dernier ayant en audio tous les avantages, le 120 VA coûte 35 euro et le 300 VA 70 euro). Et voilà, vous avez une enceinte amplifiée : deux cordons y parviennent, un cordon secteur et le câble blindé à un conducteur venant de l’instrument ou de la table de mixage ou du préampli.
Mais assez de digressions, revenons au schéma électrique. Décomposons-le en blocs : nous avons le bloc d’alimentation double symétrique qui convertit l’AC en DC, le différentiel d’entrée, l’étage amplificateur pilote, la section finale de puissance, le rôle de T6 (régulateur du courant de repos et protection thermique) et la protection en courant.

Figure 1 : Schéma électrique de l’amplificateur.

Figure 2a : Schéma d’implantation des composants de l’amplificateur.

Figure 2b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de l’amplificateur.

Figure 3 : Photo d’un des prototypes de l’amplificateur monté sur son dissipateur.

Liste des composants pour un module mono de 100 W
R1 ....... 47 k
R2 ....... 100 k
R3 ....... 3,2 k
R4 ....... 330
R5 ....... 220
R6 ........47
R7 ....... 680 k
R8 ....... 3,3 k
R9 ....... 3,3 k
R10 ...... 10
R11 ...... 3,3 k
R12 ...... 1,5 k
R13 ...... 3,3 k
R14 ...... 1,8 k
R15 ...... 1 k
R16 ...... 47
R17 ...... 220
R18 ...... 33 k
R19 ...... 0,47 5 W
R20 ...... 0,47 5 W
RV1 ...... 1 k trimmer
C1 ....... 47 pF céramique
C2 ....... 47 pF céramique
C3 ....... 47 pF céramique
C4 ....... 680 pF céramique
C5 ....... 680 pF céramique
C6 ....... 47 nF multicouche
C7 ....... 100 nF multicouche
C8 ....... 100 nF multicouche
C9 ....... 10 μF 35 V électrolytique
C10 ...... 100 μF 50 V électrolytique
C11 ...... 470 μF 16 V électrolytique
C12 ...... 3300 μF 50 V électrolytique
C13 ...... 3300 μF 50 V électrolytique
D1 ....... 1N4148
D2 ....... 1N4148
D3 ....... 1N5404
D4 ....... 1N5404
D5 ....... 1N5404
D6 ....... 1N5404
ZD1 ...... zener 9,1 V
LD1 ...... LED 3 mm rouge
T1 ....... BC640
T2 ....... BC640
T3 ....... BC639
T4 ....... BC547
T5 ....... BC547
T6 ....... BC547
T7 ....... TIP147
T8 ....... TIP142
TR ....... transformateur secteur primaire 230 V / secondaire 2 x 28 ou 30 V 120 à 150 VA (mono) ou 250 à 300 VA (stéréo) type torique ou mieux “R”

Divers :
1 barrette mâle 90° 15 broches
2 picots à souder
6 “faston” verticales mâles pour ci
6 écrous 3MA
6 vis 3MA 15 mm
2 kits d’isolation pour TO3P (TIP142/147)


L’alimentation
Elle est constituée d’un pont de Graetz à quatre diodes au silicium (D3 à D6) travaillant à partir d’un transformateur secteur à secondaire double symétrique 30 + 30 V (enroulement à prise centrale). Le courant consommé pouvant atteindre 2 A, prévoir une puissance de (30 + 30) x 2 = 120 VA pour un module mono. Les deux tensions alternatives alimentent l’une l’anode de D6 et la cathode de D5 et l’autre l’anode de D3 et la cathode de D4. Les deux étant en phase, quand une est positive par rapport à la prise centrale (reliée à la masse de l’amplificateur) l’autre est négative et vice-versa ; le fonctionnement suivant en découle : supposons la borne AC1 positive par rapport à la borne AC0, D6 conduit et laisse passer le courant vers C7 et C13 qui se chargent.
En même temps l’autre tension, positive à la masse par rapport à AC2, fait passer le courant vers C8 et C12 et de là à travers D4 ; D3 et D5, en polarisation inverse, ne conduisent pas. Dans la demi onde opposée : la première tension devient positive à la masse et force le passage du courant vers C8 et C12, courant qui se ferme sur la moitié du secondaire en passant à travers D5 ; la seconde, maintenant positive sur AC2, traverse D3, C7 et C13 pour se fermer à travers la masse sur l’autre moitié du secondaire. D4 et D6 sont à leur tour interdites.
Ce processus s’inverse à chaque demi période de la tension alternative présente aux bornes du secondaire du transformateur secteur 50 Hz : les impulsions sont donc d’une fréquence double, soit 100 Hz et elles chargent les condensateurs de filtrage C7, C8, C12 et C13, ce qui détermine à leurs bornes deux tensions, une positive, l’autre négative par rapport à la masse, de 40 V chacune, utilisées pour faire fonctionner tout l’amplificateur.

Le différentiel d’entrée et l’étage amplificateur pilote
C’est la section qui reçoit le signal BF et qui doit l’amplifier : cet amplificateur est différentiel et les deux entrées sont constituées par les bases de T1 et T2. Le premier joue le rôle de “front end” de l’amplificateur et le second s’occupe de rétroactionner T1 en fonction du signal qui lui est acheminé à travers le réseau R8/C3. La composante audio provenant du dispositif à amplifier (préamplificateur par exemple), est appliquée aux bornes IN et GND, puis aux extrémités du dipôle R1/C2 (filtre contre les parasites HF) et, à travers le condensateur électrolytique de découplage C9, elle atteint la base de T1 ; ce dernier l’amplifie en tension et la rend disponible sur son propre collecteur (en opposition de phase par rapport à l’entrée). Son émetteur est polarisé, comme celui de T2, par la réseau comprenant ZD1. La composante amplifiée et de phase inversée va piloter le NPN T3, monté en pilote de la paire finale T7 et T8 ; le transistor amplifie encore le signal et inverse à nouveau sa phase de manière à compenser le déphasage introduit par le différentiel et à garantir une parfaite cohérence de phase entre la composante aux bornes du hautparleur et celle appliquée à l’entrée du circuit. Le courant dans son collecteur dépend des valeurs ohmiques de RV1, R12, R13, R14 et R15, mais aussi de la polarisation de T6 ; les variations dues à la composante audio déterminent des fluctuations analogues de la polarisation de la base de T7 et de celle de T8, par ailleurs constante et prédéfinie pour un fonctionnement en classe AB.
Plus exactement, quand à l’entrée de l’amplificateur le signal est de niveau croissant et positif, T1 devient moins conducteur et le potentiel sur son collecteur devient au fur et à mesure plus négatif, ce qui fait diminuer le niveau de polarisation de T3 et le courant de collecteur de ce dernier ; cela réduit la chute de tension sur le groupe RV1, R12, R13, R14, R15 et fait monter le potentiel de la base de T7, tout comme celui qui polarise la base de l’autre final T8.

La section finale de puissance
Les deux éléments de puissance en question sont des darlington : chacun d’eux contient deux transistors bipolaires de mêmes polarités montés en configuration darlington. Les collecteurs sont communs et l’émetteur du premier est relié à la base du second, comme le montre la figure 5. Nous avons choisi des TIP142 et TIP147, respectivement NPN et PNP, constituant une paire complémentaire : ce choix est dû au gain en courant élevé que peut donner un darlington, ce qui nous a permis de simplifier l’amplificateur et d’épargner une paire de transistors complémentaires nécessaires pour fournir un courant élevé. Chaque élément garantit un gain en courant (hFE) d’au moins 1 000 à 4 V de Vce et 5 A de courant de collecteur ; il supporte en outre une Vce en interdiction égale à 100 V (et cela est pleinement compatible avec nos exigences car le circuit fonctionne sous 40 + 40 = 80 V tout de même) et un courant de 10 A, ce qui implique une dissipation maximale de 125 W à 150 °C de température de jonction. Fermons cette parenthèse sur les darlington pour revenir au fonctionnement en présence du signal : quand le potentiel sur le collecteur du pilote T3 augmente, T8 tend à conduire toujours plus, ce qui augmente le courant débité dans la charge (haut-parleur) par son émetteur ; il s’ensuit une augmentation de la tension de sortie, en plein accord avec ce qui arrive sur les bornes d’entrée (IN/GND). Pendant ce temps T7, un PNP, conduit de moins en mois, afin de ne pas s’opposer à l’activité de T8.
Pendant les demi ondes négatives, soit quand l’amplitude du signal diminue et le rend négatif par rapport à la masse, T1 se met à conduire de plus en plus car c’est un PNP ; le courant dans son collecteur croît et fait augmenter celui de la base de T3. Cela impose une augmentation du courant dans le collecteur de ce dernier et donc la chute de tension sur R12 et sur les autres résistances du même bloc détermine une réduction progressive de la polarisation du final T8 (qui devient moins conducteur) et une augmentation de le Vbe du darlington T7, lequel conduit de plus en plus. Maintenant, par rapport au cas précédent, la situation s’inverse : la tension aux bornes du haut-parleur devient négative, là encore en parfait accord avec ce qui se passe en entrée.

Le rôle de T6 : régulateur du courant de repos et protection thermique
Jusque là on a vu le fonctionnement en présence du signal, mais que se passe-t-il quand l’amplificateur ne reçoit aucune composante audio ? C’est là que T6 entre en jeu : il a une double fonction de régulateur du courant de repos et de stabilisateur thermique ; le courant de repos est le courant que le circuit consomme quand il n’amplifie pas le signal BF et il sert à obtenir que les transistors répondent tout de suite au signal sans avoir à attendre que ce signal dépasse leurs tensions de seuil (fonctionnement en classe AB) ; le circuit est polarisé de manière à ce que tous soient juste en conduction, ce qui détermine une consommation fictive due principalement aux finaux, dont le courant est déterminé par la chute de tension collecteur / émetteur de T6, tension dépendant de la polarisation que le trimmer RV1 opère sur la base de ce dernier. Pour être tout à fait exact : plus on place le curseur de RV1 vers le collecteur plus le Vbe augmente, ce qui produit une augmentation du courant de collecteur et une diminution du Vce de T6 ; ce qui réduit le Vbe des finaux et en diminue la tension de polarisation de base et donc le courant consommé ; inversement, quand la tension entre base et émetteur (curseur vers R15) diminue, T6 entre en interdiction et son Vce, la tension polarisant T7 et T8 et le courant de repos augmentent. Disons que, afin de minimiser la distorsion de croisement (celle qui se produit quand un final arrête de conduire au profit de l’autre) due au dépassement du Vbe des darlington, l’intensité mesurée sur la branche positive d’alimentation doit être de l’ordre de 30 mA.
On l’a dit, T6 a une autre fonction, stabiliser thermiquement l’étage de puissance, car les transistors bipolaires, c’est bien connu, ont un coefficient de température négatif et, quand ils chauffent, ils tendent à conduire de plus en plus jusqu’à l’autodestruction : en effet, la tension de seuil (Vbe nécessaire pour entrer en conduction) diminue de 2,5 mV / °C d’augmentation de la température et Icbo (courant de saturation inverse de la jonction base / collecteur) double tous les 10 °C. Si l’on ne met pas un frein au phénomène, les finaux, se réchauffant sous l’effet de la puissance dissipée, entrent dans une spirale dangereuse pour leur survie. Or là T6 joue son rôle salutaire : en contact thermique avec le dissipateur sur lequel il s’appuie (voir figure 4) et où sont montés également les finaux de puissance, il se réchauffe en même temps qu’eux ; quand la température augmente, sa tension de seuil s’abaisse et le courant de collecteur augmente, tandis que la chute de tension entre son collecteur et son émetteur diminue, ce qui réduit dans la même proportion la tension polarisant T7 et T8 et donc leur courant et leur puissance dissipée.
T6 fonctionne comme un limiteur dynamique du courant de collecteur des finaux, c’est-à-dire de stabilisateur thermique capable de prévenir leur dérive thermique.
La rétroaction, nécessaire pour fixer le gain en tension et la polarisation de l’ensemble, est obtenue en acheminant à travers R8 une partie de la composante de sortie vers T2 : plus sa base devient positive moins il passe de courant dans R9, ce qui augmente la polarisation de T1 dont le collecteur devient plus positif, avec pour conséquence une diminution du potentiel sur le noeud de sortie de l’amplificateur. Inversement, si la tension aux bornes de la charge tend à devenir trop négative, T2 augmente son courant d’émetteur, limite (à cause de l’augmentation de la chute de tension sur R9) le vbe et la Ic de T1 et contraint le potentiel sur le noeud de sortie à augmenter.

La protection en courant
Elle a été insérée pour assister les transistors de sortie en cas de consommation excessive due, par exemple, à la connexion d’un haut-parleur d’impédance trop faible ou à un court-circuit des bornes de sortie. La protection est symétrique, en ce sens qu’il y en a une par darlington (nous nous bornerons à étudier le fonctionnement d’une seule).
Prenons T7 : normalement le courant d’émetteur (pratiquement celui qui traverse le haut-parleur en demi onde négative) est tel que la chute de tension aux extrémités de R20 ne permet pas le dépassement de le Vbe de seuil de T5.
Quand un pic de courant se produit, la tension aux extrémités de R20 devient suffisante pour une chute de tension sur R6 de plus de 0,6 V, si bien que T5 se met à conduire et que son collecteur ajoute du courant dans R4, ce qui augmente le potentiel de la base de T7 proportionnellement à la surcharge ; cela suffit à limiter le courant circulant entre collecteur et émetteur du darlington et à le ramener dans les limites de sécurité.
Notez que D2 a pour fonction d’éviter que l’entrée en conduction de T5 soit trop rapide ; le réseau de protection est dimensionné de telle manière que le transistor commence à conduire lorsque le courant d’émetteur du final dépasse 6,3 A, soit au-delà de la limite correspondant à la puissance maximale (5 A).

Figure 4 : Le capteur thermique.

Pour jouer pleinement son rôle, le capteur thermique T6 doit être fixé sur le dissipateur profilé assurant l’évacuation calorifique des deux darlington de puissance T7 et T8 : pour assurer une bonne dissipation thermique, T6, comme T7 et T8, doivent être enduits de pâte au silicone (sur la surface de contact entre leur boîtier et le dissipateur). Un mauvais contact thermique de T6 provoquerait un courant de repos excessif et la conséquence en serait la destruction des finaux de puissance, à cause de la dérive thermique.

Figure 5 : Brochage et schéma synoptique des darlington T7 et T8.

La réalisation pratique
Aucune difficulté particulière. Tout d’abord préparez le circuit imprimé dont la figure 2b vous donne le dessin à l’échelle 1:1 ou procurez-vous le. Montez tout d’abord les deux picots (enfoncez-les puis soudez-les). Ensuite, en suivant scrupuleusement les indications de la figure 2a (et la liste des composants) et de la figure 3, montez tous les composants en commençant par ceux ayant le plus bas profil (comme les résistances quart de W, les diodes et zener, la LED, les condensateurs céramiques et multicouche, le petit électrolytique, les transistors et RV1) et en terminant par les plus encombrants (les “faston”, les deux résistances-”sucres” de 5 W et les deux gros électrolytiques). Les deux résistances de 5 W seront maintenues puis soudées à deux millimètres environ de la surface pour permettre une ventilation.
Faites bien attention à l’orientation des nombreux composants actifs (électrolytiques, diodes, zener, LED, transistors).
Montez enfin les trois tronçons de barrettes doubles mâles à 90° (une à trois pôles pour T6 et deux à six pôles pour T7 et T8. Vérifiez attentivement et plusieurs fois toutes vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudures froides collées et enlevez l’excès de flux décapant avec un solvant approprié).
Fixez la platine sur le gros dissipateur profilé (Rth < ou = 1,8 °C/W) à l’aide des boulons 3MA. Montez alors le transistor T6 et les darlington T7 et T8 (attention de ne pas confondre ni intervertir ces derniers qui se ressemblent beaucoup). Comme le montrent les figures 2a et 3, avant de souder les pattes de ces composants aux broches mâles des barrettes (encore une fois sans interversion ni défaut de polarité, attention à T6 en particulier), courbez à 90° les pattes de T6 (et appuyez-le contre le dissipateur après avoir enduit la surface portante de pâte dissipatrice) et fixez T7 et T8 à l’aide de deux boulons 3MA et de kits d’isolation (micas enduit sur les deux faces de pâte dissipatrice).
Les extrémités des secondaires du transformateur d’alimentation sont reliés au circuit imprimé par connecteurs “faston” (mâles à souder sur ci, femelles à sertir sur fils). L’une des extrémités est relié à AC1 (près de C13), l’extrémité opposée à AC2 (près de C12) et les deux extrémités internes des deux enroulements iront aux points AC0 (ces deux extrémités internes reliées ainsi entre elles constituent le point central du secondaire).
Câblez aussi le haut-parleur (ou enceinte) : point chaud (souvent repère rouge) en LS+ et masse en LS– ou GND et enfin l’entrée (sortie préamplificateur par exemple) à souder sur les picots IN et GND près de C12 (attention à la polarité : point chaud rouge en IN et tresse de masse du câble blindé en GND). Mais faites cela après avoir réglé le courant de repos (voir ciaprès).

Les essais et les réglages
Court-circuitez les deux picots d’entrée et mettez le curseur de RV1 à mi course. Mettez l’amplificateur sous tension en branchant le primaire du transformateur sur le secteur (vérifiez bien avant que vous n’avez commis aucune erreur : si le transformateur chauffe et vibre, c’est que vous avez interverti l’extrémité interne et l’extrémité externe d’un des demi secondaires).
Avec un multimètre réglé sur la portée DC (tension continue), fond d’échelle 2 à 5 V, lisez la tension aux extrémités de R19 ou bien R20 (les deux résistances 5 W) : dans le premier cas mettez la pointe de touche noire – sur la sortie LS+ et dans le second la pointe de touche rouge + sur cette même sortie LS+. Vous devez lire une tension de 14 mV environ et pour l’obtenir agissez éventuellement sur le trimmer RV1 (le courant de repos correspondant est de 30 mA environ). Déconnectez le multimètre, débranchez l’alimentation (attention les condensateurs électrolytiques restent chargés un moment), supprimez le court-circuit et votre amplificateur est prêt à fonctionner.
Vous pouvez par exemple (reportezvous au début de l’article) l’insérer dans une enceinte afin d’en faire une enceinte amplifiée. Vous pouvez aussi fabriquer deux modules, les installer dans un boîtier métallique avec une ou deux alimentations et ajouter un préamplificateur stéréo : vous aurez réalisé un amplificateur Hi-Fi.

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