Une télécommande intelligente par courant porteur "Deuxième partie et fin"

Cette télécommande par courant porteur peut allumer ou éteindre à distance un appareil de climatisation ou de chauffage, un antivol, etc., ou alors nous informer qu’une personne à l’étage a besoin de nous. A la différence des autres types de télécommande, celle-ci nous confirme, par l’allumage d’une LED, que le relais du récepteur a bien été excité.


Le récepteur (RX)
Le schéma électrique est figure 15. Le RX est constitué de TR3, IC4-B, IC4-A, TR4, IC5 (étage récepteur proprement dit) associé à un étage émetteur (chargé d’envoyer la confirmation de l’ordre reçu) constitué de TR1, TR2, IC1.
Le RX aussi comporte un dip-switchs S1 devant être paramétré de la même façon que celui du TX (figure 12) avec les leviers 1, 2, 3, 4 sur “+” et 5, 6, 7, 8 sur “–”, afin d’obtenir le même code clé.

Figure 13 : Photo du boîtier du récepteur commandant le relais interne, en excitation et en relaxation (voir figure 15).

Figure 14 : Photo du boîtier du récepteur ouvert. Sur le fond du boîtier, on a fixé, à l’aide de 3 vis auto-taraudeuses, la platine réceptrice et, sous le couvercle, la platine du relais (figure 20), au moyen de 2 vis auto-taraudeuses et d’une entretoise à base autocollante. Par les deux trous de la face avant sortent le cordon d’alimentation secteur 230 V et le câble provenant du relais et destiné à commander la mise en marche ou l’arrêt d’un appareil.

Figure 15 : Schéma électrique du récepteur. Dans ce récepteur aussi, on trouve un étage émetteur, constitué de S1, IC1, TR1, TR2, pour confirmer l’ordre reçu de l’émetteur. Les composants marqués d’un astérisque sont montés sur la platine du relais.

Figure 16 : Quand nous pressons le poussoir P1 ON de l’émetteur, une série d’impulsions codifiées (figures 3 à 9) est envoyée sur le secteur 230 V. Captées par le récepteur, elles exciteront son relais.

Figure 17 : Dès que le relais est excité, l’étage émetteur situé dans le récepteur envoie en retour (confirmation), toujours par le secteur 230 V, des impulsions codées qui, captées par l’étage récepteur de l’émetteur, allumeront la LED DL1 ON.

Figure 18 : Si nous pressons le poussoir P2 OFF de l’émetteur, une série d’impulsions codées (figures 3 à 10) est envoyée sur le secteur 230 V. Captées par le récepteur, elles relaxeront le relais.

Figure 19 : Dès que le relais est relaxé, l’étage émetteur situé dans le récepteur envoie en retour (confirmation), toujours par le secteur 230 V, des impulsions codées qui, captées par l’étage récepteur de l’émetteur, allumeront la LED DL2 OFF.

Figure 20 : Photo d’un des prototypes du récepteur de télécommande par courant porteur.

Le récepteur est constitué de deux platines : la plus grande est le récepteur proprement dit, la plus petite porte le relais de commande de l’appareil à télécommander.

Figure 21 : Schéma d’implantation des composants de la platine du relais du récepteur de télécommande par courant porteur.

Le bornier à 3 pôles présent sur la carte sert à alimenter, par exemple, une lampe, un buzzer, un moteur, etc. Si vous voulez qu’à chaque excitation du relais une lampe s’allume ou qu’un moteur soit alimenté, etc., s’ils fonctionnent en 230 V, vous devez suivre ce schéma de câblage (en fait le relais constitue un interrupteur simple).

Figure 22 : Brochages des circuits intégrés 4093 et NE5532 vus de dessus, du transistor BC547/BC557 vu de dessous et de face, du régulateur L7812 vu de face et du régulateur MC78L12 vu de dessous et de face. Quant aux LED, leur patte la plus longue est toujours l’anode.

(La figure 23 est présenté dans la première partie)

Figure 24a : Schéma d’implantation des composants du récepteur de télécommande par courant porteur. Le RX est constitué de deux platines : la platine RX proprement dite et la platine du relais. Vous remarquerez qu’il n’y a, ni dans l’émetteur ni dans le récepteur, d’interrupteur M/A : les deux appareils doivent toujours être sous tension secteur.



Figure 24b : Dessins, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés du récepteur.

Liste des composants du récepteur
R1 = 4,7 MΩ
R2 = 10 kΩ
R3 = 10 kΩ
R4 = 100 kΩ
R5 = 33 kΩ
R6 = 10 kΩ
R7 = 47 Ω
R8 = 470 Ω
R9 = 330 kΩ
R10 = 10 kΩ
R11 = 10 kΩ
R12 = 10 kΩ
R13 = 100 kΩ
R14 = 2,2 MΩ
R15 = 39 kΩ
R16 = 39 kΩ
R17 = 10 kΩ
R18 = 100 kΩ
R19 = 150 kΩ
R20 = 1 kΩ
R21 = 820 Ω
R22 = 3,3 kΩ
R23 = 10 kΩ
R24* = 1 MΩ
R25* = 10 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 47 μF électrolytique
C3 = 100 nF polyester
C4 = 100 nF polyester
C5 = 470 μF électrolytique
C6 = 100 nF polyester
C7 = 10 nF polyester
C8 = 150 pF céramique
C9 = 10 nF polyester
C10 = 1,5 nF polyester
C11 = 10 nF pol. 630 V
C12 = 100 nF polyester
C13 = 100 nF polyester
C14 = 1,5 nF polyester
C15 = 10 μF électrolytique
C16 = 1,5 nF polyester
C17 = 150 pF céramique
C18 = 100 pF céramique
C19 = 100 pF céramique
C20 = 330 pF céramique
C21 = 4,7 μF électrolytique
C22* = 100 nF polyester
JAF1 = Self 100 H
MF1 = MF blanche
RS1 = Pont redres. 100 V 1 A
DS1 = Diode 1N4148
DS2 = Diode 1N4148
DS3 = Diode 1N4148
DS4 = Diode 1N4148
DS5 = Diode 1N4148
DS6 = Diode 1N4148
DS7* = Diode 1N4148
DS8* = Diode 1N4007
TR1 = PNP BC557
TR2 = NPN BC547
TR3 = NPN BC547
TR4* = PNP BC557
IC1 = Intégré HT6014
IC2 = Intégré HT6034
IC3 = Intégré L7812
IC4 = Intégré NE.5532
IC5* = CMOS 4093
T1 = Transfo. 3 W
T1 = Sec. 0-14-17 V 0,2 A
S1 = Dip-switchs 8 micro-inter. 3 pos.
RELAIS 1* = Relais 12 V

Divers
1 Bornier 2 pôles
1 Bornier 3 poles*
1 Coupe de fils en nappe
1 Cordon secteur
1 Cordon 3 conducteurs (sorties relais)
2 Passe-fil
1 Boîtier
1 Lot de visserie

Les composants marqués d’un astérisque sont montés sur la platine relais


Le poussoir P1 ON du TX a été pressé
Quand le poussoir P1 ON du TX a été pressé, le signal HF de 160 kHz parcourant les fils du secteur 230 V est prélevé sur C11 en série avec JAF1 puis appliqué au secondaire de MF1 et transféré par induction sur son primaire.
C8 en série avec R8 prélèvent le signal sur le primaire de MF1 et le transfèrent sur la base de TR3, utilisé dans ce circuit comme adaptateur d’impédance.
Les deux diodes au silicium DS5 et DS6, placées en opposition de polarités à l’entrée de ce transistor, jouent le rôle de limiteur de bruit et, en effet, elles écrêtent les parasites que peuvent créer les appareils électriques en fonctionnement sur le secteur 230 V.
Le signal présent sur l’émetteur de ce transistor est prélevé sur C20 et appliqué sur l’entrée inverseuse du premier amplificateur opérationnel IC4-B utilisé comme amplificateur et filtre passe-bande pour les 160 kHz.
Le second amplificateur opérationnel IC4-A élimine la porteuse HF des 160 kHz et, par conséquent, à sa sortie, nous ne retrouvons que le code clé envoyé sur le secteur 230 V par le TX : ce code, entrant dans la broche 14 de IC2, commute le niveau logique haut (1) présent sur la broche de sortie 10 en niveau logique bas (0).
Etant donné que la R23 reliée à la broche 10 polarise la base du PNP TR4, ce dernier conduit et excite le relais connecté à son collecteur.
Quand le relais est excité, nous trouvons sur le collecteur de TR4 un niveau logique haut (1) lequel, atteignant l’entrée du NAND IC5-C et à travers l’autre NAND IC5-A, court-circuite à la masse la broche 11 de IC1.
Nous savons déjà que, lorsqu’on applique un niveau logique bas (0) sur la broche 11 de IC1, automatiquement le même niveau logique se retrouve sur la broche 14.
De ce fait, cette broche 14 court-circuite à la masse la R3 de base du PNP TR1 lequel, entrant en conduction, alimente en 12 V le NPN TR2 (oscillateur HF).
Par conséquent le signal HF de 160 kHz, présent sur le primaire de MF1, est transféré par induction sur son secondaire où il est prélevé par C11 et JAF1 pour être envoyé sur le secteur 230 V.
Dès que le TX reçoit les impulsions de code clé envoyées par le RX, il allume la LED DL1 (reliée à l’émetteur de TR4) de confirmation d’excitation du relais.

Le poussoir P2 OFF du TX a été pressé
Quand le poussoir P2 OFF du TX a été pressé, le signal HF de 160 kHz parcourant les fils du secteur 230 V est prélevé sur C11 en série avec JAF1 puis appliqué au secondaire de MF1 et transféré par induction sur son primaire.
C8 en série avec R8 prélèvent le signal sur le primaire de MF1 et le transfèrent sur la base de TR3, utilisé dans ce circuit comme adaptateur d’impédance.
Les deux diodes au silicium DS5 et DS6, placées en opposition de polarités à l’entrée de ce transistor, jouent le rôle de limiteur de bruit et, en effet, elles écrêtent les parasites que peuvent créer les appareils électriques en fonctionnement sur le secteur 230 V.
Le signal présent sur l’émetteur de ce transistor est prélevé sur C20 et appliqué sur l’entrée inverseuse du premier amplificateur opérationnel IC4-B utilisé comme amplificateur et filtre passe-bande pour les 160 kHz.
Le second amplificateur opérationnel IC4-A élimine la porteuse HF des 160 kHz et, par conséquent, à sa sortie nous ne retrouvons que le code clé envoyé sur le secteur 230 V par le TX : ce code, entrant dans la broche 14 de IC2, commute le niveau logique haut (1) présent sur la broche de sortie 10 en niveau logique bas (0).
Sur cette broche, on trouve donc une tension positive supprimant la tension de polarisation de la base du PNP TR4 et, par conséquent, le relais placé sur son collecteur se relaxe.
Quand le relais est relaxé, nous trouvons sur le collecteur de TR4 un niveau logique bas (0) lequel, atteignant l’entrée du NAND IC5-B/IC5-D et à travers l’autre NAND IC5-A, court-circuite à la masse, avec une impulsion de niveau logique bas (0), la broche 10 de IC1.
Nous savons déjà que, lorsqu’arrive un niveau logique bas (0) sur la broche 10 et aussi sur la broche 11 de IC1, automatiquement le même niveau logique se retrouve sur la broche 14.
De ce fait, cette broche 14, court-circuitant à la masse la R3 de base du PNP TR1, le fait conduire et, automatiquement, on trouve sur son collecteur une tension positive de 12 V alimentant le NPN TR2 (oscillateur HF).
Le signal HF de 160 kHz, présent sur le primaire de MF1, est transféré par induction sur son secondaire où il est prélevé par C11 et JAF1 pour être envoyé sur le secteur 230 V.
Dès que le TX reçoit les impulsions de code clé envoyées par le RX, il allume la LED DL2 (reliée à l’émetteur de TR4) de confirmation de relaxation du relais.

Résumé
L’appareil que nous avons appelé TX envoie par poussoirs au RX distant, des ordres d’excitation ou de relaxation du relais que ce RX comporte à sa sortie.
Le RX reçoit ces ordres, il les exécute (en fermant ou en ouvrant les contacts de son relais) et envoie une confirmation (soit d’excitation, soit de relaxation de son relais) : il comporte donc un étage émetteur ! De son côté le TX distant doit recevoir cette confirmation et l’afficher sur une LED verte ou sur une LED rouge : il comporte donc un récepteur !
Nous avons donc bien à faire à deux émetteurs-récepteurs : le premier, celui qui a l’initiative de la commande, est un TRX (son récepteur est secondaire et ne sert qu’à recevoir la confirmation de l’ordre), le second, passif, recevant les ordres et les exécutant (relais), est un RTX (son émetteur est secondaire et ne sert qu’à envoyer la confirmation de l’ordre).
Simple, non ?

La réalisation pratique du TX
Avec l’aide des figures 11 et 23 vous n’avez que peu de chances de vous tromper dans le montage de cette platine.
Une fois en possession du circuit imprimé, vous pouvez monter tous les composants. Commencez par les supports des circuits intégrés IC1, IC2 et IC4 et poursuivez avec le dip-switchs S1, côté marqué “+”, “0”, “–” vers la gauche.
Continuez en montant les diodes en verre, bagues noires tournées dans le bon sens : DS1 et DS3 vers le bas, DS2 et DS4 vers le haut, DS5 vers la gauche et DS6 vers la droite.
Ensuite montez toutes les résistances, après avoir contrôlé leurs valeurs ohmiques avec le code des couleurs. Attention, la perspective, figure 23, cache quelque peu R5 (derrière MF1) et R15 (derrière C14).
Continuez avec les petits condensateurs céramiques et polyesters puis avec les électrolytiques (veillez à respecter la polarité de ceux-ci : leur patte la plus longue est le +).
Insérez puis soudez, mais sans raccourcir leurs pattes, les transistors en vous servant de leur méplat pour les orienter dans le bon sens : TR1 méplat vers C6, TR2 méplat vers la gauche, TR3 méplat vers T1, TR4 et TR5 méplats vers la gauche.
Insérez et soudez le transformateur T1, le pont redresseur RS1 en respectant bien la polarité de ses pattes, puis le bornier à 2 pôles pour l’entrée secteur 230 V, la self JAF1 et la MF1, sans oublier pour cette dernière de souder aussi les deux languettes de son blindage.
Toutes les soudures étant faites, insérez les circuits intégrés dans leurs supports en veillant à ce que leurs repère-détrompeurs en U soient dirigés dans la bonne direction, en l’occurrence vers la gauche.
N’oubliez pas de relier à la carte les composants externes : les deux poussoirs P1 et P2 et les deux LED DL1 et DL2, en respectant bien la polarité de ces dernières. Gardez présent à l’esprit que ces 4 composants seront à fixer en face avant. Après avoir fixé la platine TX au fond du boîtier plastique (photo de première page et figure 1), reliez les deux poussoirs à l’aide de trois morceaux de fil de cuivre isolé plastique et les deux LED avec deux torsades, comme le montre la figure 23.
Important : avant de fermer le couvercle du boîtier, tournez à mi-course le noyau de la MF1 et paramétrez les micro-interrupteurs de S1 comme le rappelle cette même figure 23.

La réalisation pratique du RX
Avec l’aide des figures 20 et 24, vous n’avez que peu de chances de vous tromper dans le montage de ces platines.
Elles sont en effet au nombre de deux : la platine principale, ressemblant comme deux gouttes d’eau à celle du TX (figure 24) et la platine du relais.
La platine principale du RX ne diffère de la platine du TX que par l’absence de TR4 et TR5 près de S1 sur le RX, par le régulateur L7812, en boîtier TO220 sur le RX (à monter dos métallique vers le bas de la platine), R23 pas au même endroit sur le RX et C21 en plus sur le RX toujours. Aussi, nous vous prions de vous reporter aux recommandations concernant le montage du TX pour monter la platine principale du RX.
Prenez le circuit imprimé de la platine du relais, montez le support de IC5, le relais et le bornier à 3 pôles, les deux résistances R24 et R25, la diode en verre DS7, bague noire vers la gauche et diode plastique DS8, bague blanche vers la droite. A la fin, montez TR4 méplat vers le relais.
Reliez les deux platines entre elles à l’aide de 4 et 2 morceaux de fil de cuivre isolé plastique (ou de la nappe à 4 et 2 conducteurs) en prévoyant l’installation dans le boîtier plastique (figure 24 puis figure 14). Après les soudures, insérez le circuit intégré IC5 dans son support avec le repère-détrompeur en U vers le bas (vers C22).
Comme le montre la figure 14, les deux platines sont à fixer sur les deux demi-couvercles du boîtier plastique à l’aide de vis auto-taraudeuses et d’une entretoise à base autocollante. Faites sortir du panneau arrière, à travers des passe-fils, le cordon secteur 230 V que vous insérerez dans le bornier à 2 pôles et les deux fils de commande de l’appareil à télécommander que vous insérerez dans le bornier à 3 pôles.
A ce propos, vous pouvez relier au bornier 3 pôles buzzer, lampe, moteur, etc., que vous désirez alimenter en 230 V et dont vous voulez commander à distance (avec P1) l’allumage ou la mise en marche et (avec P2) l’extinction.
Des 3 fils indiqués 1, 2, 3, aucune tension ne sort et, par conséquent, si vous devez alimenter une ampoule électrique en 230 V, suivez le schéma de câblage de la figure 21.
Bref, le relais n’est qu’un interrupteur télécommandé.
Important : avant de fermer le couvercle du boîtier, paramétrez les micro-interrupteurs de S1 comme vous l’avez fait pour le TX et lisez le paragraphe ci-dessous.

Les essais et le réglage
Même si en branchant les fiches secteur dans des prises de courant assez éloignées (mais aboutissant au même compteur) le système fonctionne d’emblée sans réglage, pour accorder parfaitement la fréquence du RX avec celle du TX, vous devez retoucher le noyau de la MF1 du RX.
Si vous disposez d’un oscilloscope, vous pouvez le relier à la broche 7 de IC4 et appuyer (ou faire appuyer) sur l’un des poussoirs P1 ou P2 du TX : tournez le noyau de la MF1 du RX jusqu’à l’obtention de l’amplitude maximum du signal HF. Cette amplitude est d’environ 2 Vpp.
Si, quand vous tournez le noyau de la MF1 du RX, le signal reste à la même amplitude, éloignez TX et RX au maximum et recommencez essai et réglage comme indiqué ci-dessus.
Si vous n’avez pas d’oscilloscope, branchez les appareils le plus loin possible l’un de l’autre et réglez le noyau du RX jusqu’à ce que, pressant P1 ou P2, le relais obéisse à la commande.

Fin.

1ère partie

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