Un répéteur de télécommande

Votre télécommande de portail a une portée insuffisante pour commander son récepteur ? Elle vous oblige à sortir de chez vous et à faire quelques pas au moins pour faire son office ? Solution : il vous faudrait un émetteur plus puissant ! Ah ! il deviendrait trop encombrant et vous ne voulez pas transporter une télécommande aussi grosse qu’un savon de Marseille ? Bon, cessons de vous faire languir ! Sans rien changer à la taille de votre télécommande et sans la modifier, vous trouverez la réponse à votre problème (et à beaucoup d’autres) dans cet article vous proposant de monter un répéteur de télécommande radio très polyvalent.





Il peut arriver de devoir utiliser une télécommande alors que le récepteur se trouve hors de son aire de couverture. C’est le cas, par exemple, de la commande d’un portail se trouvant éloigné de la maison ou de l’ouverture d’une porte d’entrée électrique alors que l’on se trouve au fond du jardin. En pareille situation, soit on se résout à se déplacer, soit on pense aussitôt à remplacer la télécommande dont on dispose par une télécommande équipée d’un émetteur plus puissant… mais survient alors l’inconvénient de l’encombrement.

Si ce dernier est rédhibitoire (parce que la télécommande doit rester au format poche ou porte-clés, voir figure 1), il faut alors s’orienter vers un répéteur. C’est l’objet même de cet article.



Notre réalisation

Ce que nous appelons “répéteur” pour télécommande, est en réalité un double appareil constitué d’un récepteur et d’un émetteur. Quand elle reconnaît le signal en provenance d’une télécommande codée MM53200/UM86409, la partie réceptrice active la partie émettrice, à laquelle il est demandé de répéter la commande reçue. Cependant, cette dernière peut aussi envoyer un code différent de celui qui l’active. Différent, non seulement dans le paramétrage des bits de codification, mais encore basé sur un autre système.

Par exemple, le récepteur peut recevoir des signaux d’un TX MM53200/UM86409 et réémettre vers un récepteur MOTOROLA MC14502x.

On trouvera, dans le tableau 1, la liste de quelques exemples d’utilisation avec les paramétrages correspondants.

On le voit, notre répéteur pour télécommande est donc très polyvalent.

Mais ne tardons pas davantage à entrer dans le vif du sujet : la conception de ce double appareil RX/TX.







Le schéma électrique

Pour mieux comprendre les potentialités et les caractéristiques du répéteur, il faut analyser le schéma électrique de la figure 2. Il s’agit d’un récepteur à double décodeur et d’un émetteur pouvant retransmettre aussi bien un code MOTOROLA qu’un code MM53200/UM86409. Comme la fréquence d’émission et de réception est la même, le récepteur n’est actif que lorsque l’émetteur est à l’arrêt.

Il peut déchiffrer indifféremment les signaux de l’une ou de l’autre codification puisque les entrées et les sorties des décodeurs sont pratiquement en parallèle.

L’émetteur est activé par la reconnaissance d’un code valide, qu’il provienne d’une télécommande MOTOROLA ou MM53200/UM86409. Au moyen d’un cavalier, il est possible de décider lequel des deux codes doit être émis.

Voyons cela de plus près en analysant l’étage de réception, c’est-à-dire celui qui est sensible au code entrant.



L’étage réception

Le récepteur est un module hybride AUREL BCNBK (figure 3) dont l’étage d’entrée est accordé sur 433,92 MHz.

Il dispose d’un démodulateur AM en mesure d’extraire de la porteuse HF captée le code modulant. Lequel code sera restitué sur sa broche 14.

A partir de là, le signal s’achemine, à travers un pont résistif R6/R7, vers l’entrée soit du décodeur UM86409 (U6), soit du décodeur MC145028 (U8). Voilà pourquoi le système peut interpréter les deux codifications. Bien sûr, pour que la sortie de l’un des deux décodeurs s’active, il faut que le signal entrant soit émis par une télécommande dont le codeur ait ses micro-interrupteurs paramétrés de la même manière que ceux du récepteur de notre répéteur.

Par exemple, si l’émetteur est codé MOTOROLA, la sortie de U8 passera au niveau logique haut seulement si les micro-interrupteurs de la télécommande sont réglés comme ceux du dip-switchs DS6 de notre circuit.

Même chose pour U6 qui fonctionne en décodeur parce que sa broche 15 est reliée à la masse, c’est-à-dire qu’elle est à l’état logique bas (0). La sortie de U6 est activée par un code dont la disposition des bits correspond au paramétrage des 12 microinterrupteurs des dip-switchs DS3 et DS4.

Dans le cas de ce décodeur, la broche 17 passe au niveau logique bas (0).

Pour obtenir l’état logique haut (1), soit un signal de commande identique à celui du décodeur MC145028, nous avons interposé T1, un transistor PNP, lequel, recevant sur sa base le niveau logique bas (0), est saturé et restitue sur son collecteur exactement le niveau logique haut (1).

Ce signal est additionné à celui de U8, couplé au moyen de la diode D2 (protégeant la sortie du MC145028 quand elle est au repos, alors que celle de U6 est active). Tous deux confluent sur la ligne de “trigger” du NE555 (U4), le classique “timer” employé en monostable.

Sa fonction est de temporiser l’émission en produisant une impulsion (dontla durée dépend de la position du curseur du trimmer R21) quand la broche 2 est portée au niveau logique bas.

En effet, l’émetteur ne doit être actionné que quand cesse le signal entrant, ce qui est logique puisque le répéteur fonctionne en iso-fréquence : l’émetteur fonctionne sur 433,92 MHz, soit la fréquence sur laquelle le récepteur est également accordé.

Point n’est besoin d’être un spécialiste en HF pour comprendre que si l’émetteur était activé pendant la réception, le récepteur serait fortement saturé et ne pourrait opérer correctement.

Donc, quand le récepteur cesse de décoder le signal entrant, l’appareil actionne son émetteur au moyen du monostable U4, pour une durée allant de 1,1 à 6 secondes environ (respectivement avec R21 en court-circuit et résistance maximum insérée).

Mais qu’émet notre émetteur ? Pour bien le comprendre, voyons en détail l’étage d’émission.



L’étage émission

Il est constitué par le module hybride U2 et par les codeurs U5 et U7. Ces derniers sont toujours en fonction, car ils sont constamment alimentés ; c’est-à-dire que la sortie du premier comme celle du second produisent cycliquement les codes correspondant au paramétrage des micro-interrupteurs.

Les deux signaux ne sont pas mélangés. Vous ne pouvez en sélectionner qu’un à la fois, au moyen du double cavalier J1/J2. Si vous fermez J1, l’émetteur est piloté par le code UM86409 (U5, utilisé comme codeur car sa broche 15 est au niveau logique haut), si vous retirer le cavalier de J1 pour fermer J2, c’est le code MOTOROLA, présent sur la broche 15 (sortie) du MC145026, qui est émis. En fait, J1/J2 se comporte comme un simple inverseur dont le point central serait raccordé à la broche 2 (IN) de U2.

L’émission se produit seulement pendant les périodes d’allumage du TX (LD1 allumée), c’est-à-dire pendant toute la durée de chaque impulsion produite par la sortie du NE555.

Durant cet intervalle, le transistor T3, saturé, met à la masse les broche 1 , 4, 5 , 7, 9 , 12 et 13 du module hybride U2, un AUREL TX433BOOST (figure 4) d’une puissance de sortie HF de 4 00 m W (pour 12 V d ’alimentation) travaillant sur 433,92 MHz avec oscillateur à quartz. Ce module hybride s’allume et irradie, par sa propre antenne, la porteuse HF modulée en fonction des codes binaires produits par le codeur du circuit intégré sélectionné au moyen de J1/J2.

Remarquez bien le réseau correspondant à T2, lequel, quand le TX est en marche, court-circuite la ligne d’entrée des deux codeurs afin d’éviter que la réinjection du signal ne provoque de fausses commutations. Son intervention nous met à l’abri de tout dysfonctionnement.

Quand le monostable éteint l’émetteur, le condensateur C17 est encore chargé et il le reste quelques instants, retardant ainsi le blocage du transistor T2 et par conséquent la relaxation des entrées. Les décodeurs peuvent recevoir l’éventuel signal démodulé du récepteur avec quelques fractions de seconde de retard afin d’éviter ensuite des interférences.

Une remarque de détail concernant le code émis : on l’a dit, si le répéteur doit simplement répéter ce qu’émet un TX au format de poche ou porte-clés, il faut paramétrer J1/J2 de manière à insérer le codeur et les micro-interrupteurs correspondants de la même manière que ceux du TX de commande. Par exemple, si nous devons répéter le signal envoyé par un émetteur codé MM53200/UM86409, il faut paramétrer DS1 et DS2 de la même manière que les micro-interrupteurs du TX, en respectant le sens et l’ordre c’est-à-dire que le premier micro-interrupteur de DS1 corresponde au premier (broche 1) du codeur correspondant.



L’étage alimentation

Ceci étant précisé, il ne reste qu’à dire un mot de l’étage d’alimentation, plutôt classique : aux points “POWER”, on applique une tension continue de 12 à 18 V traversant la diode D1 de protection (contre l’inversion de polarité) pour atteindre les condensateurs de filtrage C1 et C3 puis l’étage d’émission (la self de choc L1, en série avec le module hybride, filtre d’éventuelles fuites HF) et l’entrée du régulateur U1. Ce dernier produit le 5 V stabilisé servant à faire fonctionner la logique, c’est-à-dire codeurs et décodeurs locaux, récepteur U3 et NE555.



Figure 1 : Schéma électrique du répéteur de télécommande.



Figure 2 : Quatre télécommandes porte-clés différentes. Notre répéteur fonctionne avec toutes les télécommandes codées MM53200/UM86409 ou MOTOROLA MC14502x. Par ailleurs, ce qui est vraiment intéressant, il permet d’activer un récepteur doté d’un type de codification différent de celui de la télécommande.



Figure 3 : Le module AUREL BCNBK et son schéma synoptique. C’est un récepteur AM à 433,92 MHz, alimenté sous 5 V. Il a été créé sur la base du fameux RF290A pour répondre à la norme CE.



Figure 4 : Le module AUREL TX433BOOST et son schéma synoptique. C’est un émetteur AM SAW à 433,92 MHz fonctionnant en mode ON/OFF. Alimenté sous 12 V, il fournit 400 mW à l’antenne.



Figure 5 : Schéma d’implantation des composants du répéteur de télécommande.



Figure 6 : Photo d’un des prototypes du répéteur de télécommande.



Figure 7 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du répéteur de télécommande.

Il pourra être réalisé par la méthode décrite dans l'article : "Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement ?".




Liste des composants

R1 = 220 kΩ

R2 = 220 kΩ

R3 = 4,7 kΩ

R4 = 10 kΩ

R5 = 10 kΩ

R6 = 100 Ω

R7 = 100 Ω

R8 = 220 kΩ

R9 = 47 kΩ

R10 = 47 kΩ

R11 = 100 kΩ

R12 = 100 kΩ

R13 = 1 MΩ

R14 = 2,2 kΩ

R15 = 10 kΩ

R16 = 2,2 kΩ

R17 = 4,7 kΩ

R18 = 10 kΩ

R19 = 100 kΩ

R20 = 2,2 kΩ

R21 = 4,7 MΩ trimmer horiz.

C1 = 1000 μF 25 V électrolytique

C2 = 470 μF 25 V électrolytique

C3 = 100 nF

C4 = 100 nF

C5 = 100 nF

C6 = 100 nF

C7 = 100 nF

C8 = 100 nF

C9 = 100 pF céramique

C10 = 100 pF céramique

C11 = 100 nF

C12 = 22 nF 100 V polyester

C13 = 4,7 nF 100 V polyester

C14 = 100 nF 63 V polyester

C15 = 1 μF 63 V polyester

C16 = 10 nF 100 V polyester

C17 = 22 μF 63 V électrolytique

C18 = 470 μF 25 V électrolytique

D1 = Diode 1N4007

D2 = Diode 1N4148

D3 = Diode 1N4148

D4 = Diode 1N4148

LD1 = LED rouge 5 mm

L1 = Self de choc VK200

U1 = Régulateur 7805

U2 = Module AUREL TX433BOOST

U3 = Module AUREL BCNBK

U4 = Intégré NE555

U5 = Codeur/décod. UM3750

U6 = Codeur/décod. UM3750

U7 = Codeur MC145026

U8 = Décodeur MC145028

DS1 = Dip-switchs 10 micro-inter.

DS2 = Dip-switchs 2 micro-inter.

DS3 = Dip-switchs 10 micro-inter.

DS4 = Dip-switchs 2 micro-inter.

DS5 = Dip-switchs 9 micro-inter. 3 positions

DS6 = Dip-switchs 9 micro-inter. 3 positions

T1 = PNP BC557

T2 = NPN BC547

T3 = NPN BC547



Divers :

1 Bornier 2 pôles

2 Supports 2 x 9 broches

2 Supports 2 x 8 broches

1 Support 2 x 4 broches

2 Coupes 17 cm de fil de cu émail 12/10

1 Strip 3 pôles

1 Cavalier



Les condensateurs, sauf spécification contraire, sont des céramiques ou des polyesters, au pas de 5 mm.





Les choix à faire

Avant d’entreprendre la construction du répéteur de télécommande, vous devez tout d’abord décider de l’application qui vous intéresse, car, en fonction de l’utilisation que vous visez, vous pouvez monter ou non certains composants : cela pourra vous faire faire une économie d’argent et de temps.

Vous pouvez, en effet, n’insérer dans le circuit que le décodeur adapté à l’émetteur de télécommande que vous devez utiliser et seulement le codeur dont vous voulez émettre le code. Par exemple, si vous voulez simplement répéter l’émission d’une télécommande porte-clés codé MM53200/UM86409, vous pouvez ne monter que U5, U6, DS1, DS3, DS4 (les deux modules hybrides, eux, bien sûr, demeurent), en excluant donc U7, U8, DS5 et DS6. Si, en revanche, votre projet est de répéter le signal d’une télécommande codée MOTOROLA, faites le contraire :



Tableau 1 : Choix des composants à monter ou non et paramétrages, en fonction de l’utilisation envisagée.



montez U7 et U8, DS5 et DS6 (les deux modules hybrides aussi) et excluez U5 et U6, DS1, DS2, DS3 et DS4.

Encore un autre cas d’exigence : vous voulez recevoir une émission codée MM53200/UM86409 et produire une émission codée MOTOROLA, par exemple pour adapter une installation de commande d’ouverture de portail existante à une télécommande de poche doté d’un système de codage différent.

Ou, autre exemple, pour télécommander deux appareils situés dans des lieux différents, dont l’un est codé MOTOROLA et l’autre MM53200/UM86409, alors que vous ne voulez utiliser qu’un seul TX. Dans ce cas montez U6 et U7, DS3, DS4 et DS5, excluez U5 et U8, DS1, DS2 et DS6.

Enfin, si vous devez recevoir un code MOTOROLA et réémettre un code MM53200/UM86409, montez U5 et U8, DS1, DS2 et DS6, excluez U6 et U7, DS3, DS4 et DS5.

Remarquez que notre circuit répéteur de télécommande permet encore une combinaison particulière : recevoir les deux codes et n’en réémettre qu’un.

En effet, si l’on monte les deux codeurs, étant donné que leurs entrées sont reliées simultanément à la sortie du module hybride récepteur U3, le dispositif peut être excité aussi bien par des émetteurs codés MOTOROLA que par des émetteurs codés MM53200/UM86409 (toujours à condition que la télécommande de poche envoie un code correspondant au paramétrage des micro-interrupteurs du décodeur correspondant).

Le tableau 1 résume les situations dont nous venons de parler, pour vous aider à faire votre choix.



La réalisation pratique

Donc, quand vous aurez choisi la configuration qui vous convient et que vous vous serez procuré le matériel correspondant, vous pourrez passer à la réalisation du circuit imprimé dont la figure 7 donne le dessin à l’échelle 1.

Il pourra être fabriqué par la méthode décrite dans l'article : "Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement ?".

Quand la carte est gravée et percée, placez les composants en ordre croissant de taille en vous aidant des figures 5 et 6. Commencez par les résistances et les diodes (que vous orienterez dans le bon sens). Continuez par les supports de circuits intégrés (repère-détrompeur en U dans le bon sens). Montez ensuite les micro-interrupteurs : ceux à 3 positions (et 9 pôles, pour les MOTOROLA MC14502x) ne peuvent être insérés que dans le bon sens mais les binaires n’ont pas de lever de doute, alors attention à l’orientation. Pour DS1 et DS3, le premier micro-interrupteur doit coïncider avec la broche 1 du support du circuit intégré correspondant. Le premier micro-interrupteur de DS2 et DS4 doit coïncider avec la broche 11 des MM53200/UM86409.

Pour les autres composants, en vous aidant constamment des figures 5 et 6, respectez bien les règles habituelles d’insertion et de soudure, en prêtant une attention toute particulière à la polarité des condensateurs électrolytiques et à l’orientation des transistors (et des circuits intégrés : rappel !). Le régulateur de tension U1 7805 sera monté debout sans dissipateur, fond métallique tourné vers le haut, soit vers l’extérieur, du circuit imprimé. Les deux modules hybrides, eux, ne peuvent être montés que dans le bon sens.

Lorsque vous aurez terminé toutes les soudures, vous pourrez mettre en place les circuits intégrés en veillant également à leur orientation.

L’alimentation, quant à elle, nécessite l’emploi d’un bornier à deux pôles au pas de 5 mm pour circuit imprimé, à insérer dans les trous marqués “+ et – POWER”. N’oubliez pas les “straps” d’interconnexions et le cavalier J1/J2.

Pour ce dernier, insérez et soudez 3 picots dans les 3 trous au pas de 2,54 mm situés en bas à gauche de la carte, à droite de R19. Le cavalier, au pas de 2,54 mm aussi, bien sûr, sera placé à volonté et en fonction de vos choix de modes d’utilisation, soit en position 1 (à gauche), soit en position 2 (à droite).

Arrivés à ce point de la réalisation pratique, il ne vous reste plus qu’à connecter les antennes, réceptrice et émettrice. Elles seront constituées par 17 cm de fil de cuivre émaillé de 12/10 ou, si vous voulez une meilleure portée, l’une et/ou l’autre pourra être de type “ground plane” (ou parapluie) ou encore directive à “n” éléments (le gain étant d’autant plus grand que “n” est plus grand). Tout dépend, répétons-le, de l’utilisation envisagée. Si votre projet est d’installer le répéteur sur un véhicule pour augmenter la portée de l’ouverture de portail, utilisez pour l’étage de réception, un simple morceau de fil isolé souple à souder dans le trou “RX AERIAL” et pour l’étage d’émission utilisez un fouet avec brin rayonnant de 17 cm dont le câble coaxial sera connecté à la prise “TX AERIAL”. Le brin rayonnant pourra être posé sur la plage arrière ou dans tout autre endroit commode. Vous pouvez même envisager une antenne extérieure à fixer sur le toit.

Si, en revanche, vous devez réaliser un répéteur effectuant la conversion entre deux codes ou répétant le plus loin possible le signal d’une télécommande (installation fixe…), vous devrez mettre à profit au maximum la sensibilité de l’étage de réception et la puissance de l’étage d’émission.

Adoptez alors des antennes accordées sur 433 MHz, une omnidirectionnelle pour le RX et une directive pour le TX. Dans cette condition, vous pourrez commander le répéteur où que vous vous trouviez dans la zone de réception. Si vous utilisez également une directive pour le RX, vous pourrez augmenter la portée du répéteur de façon importante mais vous ne pourrez plus le commander que dans une zone limitée à l’angle d’ouverture de l’antenne réceptrice.

Rappelez-vous qu’une antenne directive ne crée pas de la puissance HF ni n’amplifie celle qui sort de la broche “TX AERIAL” ! Elle la répartit seulement de manière à favoriser une direction (avec un “pinceau”, un lobe, d’autant plus étroit que les éléments de l’antenne sont plus nombreux) au détriment de toutes les autres (par exemple, gain de 6 dB sur 30° dans le plan horizontal alors que les 330° restants sont à 0 dB). Mais ceci est un autre débat. D’excellents ouvrages sur les antennes existent et sont disponibles soit auprès de nos annonceurs soit sur le site www.technosciences.fr.

0 commentaires:

Enregistrer un commentaire

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...