Un testeur pour le contrôle des bobinages

Si vous construisez des transformateurs d’alimentation, des bobinages pour des moteurs électriques ou bien des selfs pour des filtres d’enceintes acoustiques, vous savez qu’il peut arriver que la machine à bobiner écorche le vernis isolant du fil de cuivre. Si quelques spires sont en court-circuit, vous ne pourrez jamais vous en apercevoir. Alors, pour déceler ces éventuels défauts, il ne vous reste plus qu’à construire cet appareil.


Malgré la très grande résistance du vernis déposé sur le fil émaillé, il n’est pas rare que durant la phase de bobinage des noyaux le fil soit écorché, provoquant ainsi des courts-circuits.
Chercher à découvrir, une fois le bobinage terminé, si une ou plusieurs spires sont en court-circuit en utilisant un multimètre commuté en ohmmètre est pratiquement impossible.
En effet, sur une résistance totale de quelques dizaines d’ohms, il est bien improbable de pouvoir constater une différence de valeur proche de 0,00000001 ohm !
Le problème n’en est pas pour autant mineur, car, si le bobinage d’un transformateur comporte des spires en court-circuit, ce dernier va surchauffer de telle sorte qu’il ne sera même plus possible de poser la main dessus. Si des spires sont en court-circuit dans le bobinage d’un filtre d’enceinte acoustique, le son subira une distorsion.
Celui qui a essayé de se procurer dans le commerce un appareil capable de déceler si un bobinage comporte des spires en court-circuit ne l’aura certainement pas trouvé.
C’est pour cette raison que nous avons pensé à réaliser ce montage qui pourra être d’une grande utilité à tous ceux qui bobinent eux-mêmes leurs transformateurs ou fabriquent des selfs pour des filtres.
Celui qui achète ses bobines déjà réalisées voudra immédiatement tourner les pages de cet article, pensant que le montage ne lui sera d’aucune utilité. Pourtant, vous pouvez l’utiliser également pour d’autres applications comme, par exemple, un système de fin de course simple et pratique.
Si, sur l’extrémité d’une tige vous disposez un anneau de métal, dès que le barreau du testeur entrera à l’intérieur, le buzzer se mettra à sonner (voir figure 6).

Le schéma électrique
Pour réaliser ce montage nous avons utilisé un seul circuit intégré et deux transistors. Pour la description de son fonctionnement nous commençons à partir de la première porte NAND contenue à l’intérieur d’un 4011 (voir IC1-A figure 1), montée en oscillateur sinusoïdal. Avec le nombre de spires que nous préconisons de bobiner sur le barreau de ferrite L1, nous arrivons à obtenir la fréquence d’environ 6000 Hz avec une amplitude de 1 V. L’ajustable R2 connecté sur la prise A de L1 permet de trouver le point d’amorçage de l’étage oscillateur.
Le signal produit est appliqué à travers le C4 sur la seconde NAND IC1-B, montée en étage amplificateur. A sa sortie nous retrouvons un signal d’environ 6 V, lequel est appliqué, par C6, à DS1 et DS2 pour obtenir une tension continue d’environ 5 V. R7 transmet à son tour cette tension à la base de TR1, un BC547. Avec cette tension le transistor est conducteur et son collecteur relie à la masse R8 et R10, bloquant ainsi le second étage oscillateur composé des deux autres NAND IC1-C et IC1-D et de TR2, un BC547 également. Lorsque le barreau de ferrite du testeur est introduit complètement dans un bobinage comportant une ou plusieurs spires en court-circuit, la NAND IC1-A cesse d’osciller, plus aucun signal ne parvient sur DS1 et DS2 et TR1, n’étant plus polarisé, cesse de conduire.
Sa tension de collecteur passe à environ 9 V (niveau logique 1). Cette tension, qui parvient sur l’entrée de la NAND IC1-C, permet de la rendre active et la fait osciller sur une fréquence de 1 kHz, rendue audible par le transducteur piézoélectrique. L’étage oscillateur, composé de IC1-C et IC1-D, étant un VCO, nous obtenons une note basse lorsque la ferrite de notre appareil est approchée de la bobine ayant une ou plusieurs spires en court-circuit et une note plus aiguë lorsque le barreau inséré entièrement à l’intérieur de cette même bobine.
Pour alimenter ce circuit, nous utilisons une pile 9 V.

Figure 1 : Schéma électrique du testeur permettant de contrôler la présence de spires en court-circuit dans un bobinage.

La réalisation pratique
La partie la plus délicate, mais certainement pas impossible à réaliser, concerne le bobinage du fil sur le barreau de ferrite de la bobine L1.
Pour ce bobinage il faut réaliser 220 spires de fil émaillé de diamètre 0,15 mm (15/100). Etant donné que le bobinage comporte une prise (B) à la 25ème spire du début (A), nous vous suggérons de procéder de la façon suivante: Avec un morceau de ruban adhésif, fixez le début du fil (A) sur le barreau en le laissant dépasser de 4 à 5 cm pour pouvoir le relier au circuit au point A. Bobiner 25 spires, et faite une boucle de 4 à 5 cm de long qui correspondra à la prise B à relier ensuite sur le point B du circuit imprimé. Puis, poursuivez le bobinage en réalisant les 195 spires restantes. Ceci terminé, vous avez également la fin du bobinage C qui sera reliée au point C près du condensateur C3.
Pour éviter que les enroulements ne se relâchent, vous pouvez les maintenir en place à l’aide d’un morceau de ruban adhésif ou à l’aide d’une goutte de colle cellulosique.
Le nombre de spires n’est pas critique même si vous bobinez 25 spires entre A et B et 190 ou 230 spires entre les prises B et C, le circuit fonctionnera quand même parfaitement.
Nous rappelons que le barreau ferrite est très fragile, une chute sur le sol peut le réduire en miettes. Après avoir achevé le bobinage de L1, vous pouvez vous consacrer au montage des composants sur le circuit imprimé LX.1397. Avant tout, installez le support de circuit intégré IC1, puis toutes les résistances y compris l’ajustable R2.
Ceci étant fait, montez toutes les diodes silicium en orientant la bague noire peinte sur leur corps comme cela est indiqué sur le plan d’implantation de la figure 3.
Une attention particulière doit être apportée aux diodes DS1 et DS2 car si ces dernières sont montées dans le mauvais sens, le circuit ne fonctionnera pas. En conséquence, orientez la bague noire de DS2 vers le condensateur C5 et celle de DS1 en sens inverse.
Vous pouvez poursuivre en soudant l’unique condensateur céramique (C2) près de l’ajustable, les condensateurs polyester et les condensateurs électrolytiques en respectant la polarité de leurs pattes.
Montez à présent les deux transistors en orientant la partie plate de TR1 vers C9 et la partie plate de TR2 vers le support de IC1.
Avant de fixer le barreau de ferrite sur le circuit imprimé, insérer le circuit IC1 dans son support en orientant son repère-détrompeur en U vers le condensateur C11. Sur le barreau de ferrite, il faut enfiler les deux supports en plastique qui seront fixés dans les deux trous situés sur le circuit imprimé.
Avant de souder les fils marqués A, B et C sur les picots que vous avez déjà soudés sur le circuit imprimé, il faut racler le vernis des fils avec un cutter ou une lame de rasoir afin de pouvoir les étamer et les souder sans difficulté.
N’utilisez pas de papier abrasif car vous pourriez casser le fil. Il existe une autre méthode pour enlever le vernis du fil.
Elle consiste à approcher le fil de la flamme d’un briquet de façon à brûler le vernis. N’insistez pas de trop.
Ensuite, le grattage s’en trouvera facilité.
Le fil C est soudé au condensateur C3, le fil B sur la piste de masse et le fil A sur la piste qui va à l’ajustable R2 (voir figure 3). Pour terminer le montage, il suffit de souder le transducteur piézoélectrique, les fils du connecteur de la pile et ceux de l’interrupteur S1. Par la suite, la pile sera fixée dans la partie vide en bas du coffret ; le buzzer et l’interrupteur seront fixés sur la face avant du coffret.

Figure 2 : Brochage du BC547 vu de dessous et du circuit intégré 4011 vu de dessus.

Circuit imprimé à l’échelle 1.

Figure 3 : Schéma d’implantation des composants du testeur pour court-circuit dans les bobinages. Sur le barreau en ferrite il faut bobiner le nombre de spires indiqué dans le texte. Le barreau sera fixé sur le circuit imprimé à l’aide des deux clips en plastique.

Liste des composants
R1 ......... 1 MΩ
R2 ......... 20 kΩ ajustable
R3 ......... 10 kΩ
R4 ......... 150 kΩ
R5 ......... 1 MΩ
R6 ......... 220 kΩ
R7 ......... 100 kΩ
R8 ......... 22 kΩ
R9 ......... 680 Ω
R10 ........ 220 kΩ
R11 ........ 330 kΩ
R12 ........ 15 kΩ
R13 ........ 100 kΩ
R14 ........ 1 MΩ
R15 ........ 10 kΩ
R16 ........ 10 kΩ
C1 ......... 150 nF polyester
C2 ......... 100 pF céramique
C3 ......... 220 nF polyester
C4 ......... 22 nF polyester
C5 ......... 10 nF polyester
C6 ......... 220 nF polyester
C7 ......... 220 nF polyester
C8 ......... 47 μF électrolytique
C9 ......... 4,7 μF électrolytique
C10 ........ 15 nF polyester
C11 ........ 100 nF polyester
DS1 ........ 1N4148
DS2 ........ 1N4148
DS3 ........ 1N4148
DS4 ........ 1N4148
DS5 ........ 1N4148
TR1 ........ NPN BC547
TR2 ........ NPN BC547
CP1 ........ transducteur piézo-électrique
L1 ......... bobine
IC1 ........ CMOS CD4011
S1 ......... Interrupteur
Circuit imprimé CI.1397 Kit complet avec boîtier LX.1397
Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5%.


Figure 4 : Photo du prototype du circuit entièrement câblé.

Utilisation
Le montage terminé, dès la mise sous tension le buzzer sonne, premier signe évident que le circuit fonctionne. Pour faire cesser le son, tournez lentement R2 jusqu’au moment où il disparaît. A présent, essayez d’introduire le barreau de ferrite dans un anneau métallique pour simuler une spire en court-circuit (voir figure 6), le buzzer sonne instantanément et la note devient de plus en plus aiguë au fur et à mesure que vous augmentez la pénétration du barreau dans l’anneau.

Montage dans le coffret
Le circuit imprimé est fixé dans le coffret avec trois vis sur le fond du coffret plastique. Sur la face avant en aluminium, il faut percer 4 trous : un pour fixer S1, deux pour fixer le buzzer et le dernier, en face du trou central du buzzer afin de permettre une meilleure sortie du son.
Du côté de la sortie du barreau de ferrite, il ne faut pas installer le panneau métallique. Pourquoi ? Tout simplement parce que le panneau et son trou pour le passe du barreau se comporteraient comme une spire en court-circuit!

Figure 5 : Le circuit est fixé dans le coffret en plastique à l’aide de trois vis. Dans la partie vide en bas du coffret sera logée la pile 9 volts.

Figure 6 : Lorsque le barreau de ferrite commence à peine à être introduit dans un anneau métallique simulant une spire en court-circuit, le buzzer se met immédiatement à sonner.

Un modulateur VHF pour téléviseur dépourvu de prise péritel

Ce modulateur TV, qui génère un signal vidéo + audio d’environ 70 dBμV dans la gamme VHF (45 - 85 MHz), peut être directement relié à l’entrée antenne d’un quelconque téléviseur dépourvu de prise péritel (scart).
Il permettra de raccorder à un vieux téléviseur, encore bon pour le service, une caméra vidéo, un magnétoscope ou n’importe quel appareil disposant d’une sortie vidéo + audio.


Figure 1 : Photo prise du côté composants du modulateur TV. Le circuit imprimé est installé dans le coffret.

Figure 2 : La piste de masse disposée sur le périmètre du circuit imprimé est soudée par quelques points sur les côtés du coffret métallique.

La presque totalité des téléviseurs modernes est équipée d’une prise péritélévision (scart). Pourtant, vous pouvez disposer d’un appareil ancien fonctionnant parfaitement mais pourtant dépourvu de cette fameuse prise.
Sans cette prise, vous ne pouvez ni relier un magnétoscope ni une petite caméra vidéo CCD sauf quant à disposer d’un appareil possédant son propre modulateur.
Si ce n’est pas le cas, il existe tout de même une solution : réaliser un petit modulateur TV qui génère un signal VHF (Very High Frequency - Très Haute Fréquence, l’abréviation THF est encore quelquefois utilisé). C’est ce que nous vous proposons dans cet article.
En pratique ce module se comporte comme un petit émetteur.
Ainsi, si nous accordons le téléviseur sur sa fréquence d’émission, nous pourrons voir les images en provenance d’un magnétoscope ou d’une caméra vidéo par exemple.
Le modulateur que nous vous proposons de réaliser, à été étudié pour fonctionner dans la gamme VHF qui s’étend de 45 à 85 MHz. Ce choix a été dicté non seulement parce que l’étage oscillateur fonctionne de façon plus stable sur ces fréquences mais aussi parce que, sur cette portion de bande, il n’existe pratiquement plus d’émetteurs TV. Ainsi, notre signal ne courrera pratiquement jamais le risque d’être perturbé par des signaux extérieurs.
Pour réaliser ce montage, nous avons cherché divers modulateurs vidéo, et parmi tous ceux que nous avons essayé, celui qui nous a donné la plus grande satisfaction est le LM1889 fabriqué par National Semiconductor.
Comme vous pouvez le voir sur le dessin de la figure 3, à l’intérieur de ce circuit intégré nous trouvons différents étages. Nous n’utiliserons ni l’étage sommateur, ni l’étage de la chroma, car de tous les magnétoscopes et de toutes les caméras, sor t un signal vidéo-composite.
Des deux oscillateurs présents dans le circuit (voir OSC. A et OSC. B) nous avons utilisé l’étage oscillateur A seulement.
Si le circuit intégré est pourvu de deux étages oscillateur, c’est que, normalement, l’un est prévu pour fonctionner sur les fréquences les plus basses (de 45 à 60 MHz) et l’autre pour fonctionner sur les fréquences plus hautes (de 60 à 85 MHz).
Grâce au condensateur ajustable que nous avons inséré en parallèle sur la bobine d’accord, nous parvenons à régler le circuit d’un minimum de 45 MHz à un maximum de 85 MHz.
Ainsi, nous n’avons pas l’utilité de l’autre oscillateur situé entre les broches 6 et 7.
Un troisième étage, OSC. AUDIO (oscillateur audio, voir broche 15), nous sert à obtenir une fréquence de 5,5 MHz que nous modulerons en FM (modulation de fréquence) à l’aide d’une diode varicap. Les signaux vidéo et audio sont prélevés sur les deux broches de sortie 10 et 11.

Figure 3 : Schéma bloc des étages contenus à l’intérieur du LM1889. Dans notre modulateur nous n’utilisons pas l’étage sommateur, ni l’étage oscillateur chroma, car les magnétoscopes ou les caméras vidéo fournissent un signal vidéo composite.

Figure 4 : Les signaux vidéo et audio disponibles sur les sorties de nombreuses caméras CCD ou autres seront appliqués sur les prises prévues à l’entrée du modulateur. Le signal disponible sur la sortie OUT RF du modulateur sera directement appliqué sur la prise antenne du téléviseur à l’aide d’un câble coaxial de 75 ohms ou, à défaut, de 52 ohms.

Schéma électrique
Après avoir décrit le schéma bloc du circuit intégré LM1889, nous passons à présent au schéma électrique complet reproduit figure 5.
Le signal vidéo appliqué sur la prise située en bas à gauche du schéma et marquée « INP. VIDEO « rejoint la broche d’entrée 13 du LM1889 à travers le condensateur C4.
Pour obtenir un signal VHF en mesure de couvrir la gamme de 45 à 85 MHz, nous avons connecté, entre les broches 8 et 9 de l’étage oscillateur, une petite inductance de 0,27 microhenry (voir JAF1) et, en parallèle sur cette dernière, nous avons mis un condensateur de 3,3 pF et un condensateur ajustable de 5/50 pF (voir C9) pour pouvoir faire varier la fréquence.
Le signal à appliquer sur l’entrée du téléviseur est prélevé sur les broches 10 et 11 que nous alimentons avec une tension de 12 volts à travers la résistance R19 de 75 ohms.
Le filtre passe-bas, composé des deux condensateurs C16 et C17 et de l’inductance JAF2, est situé en série dans la ligne de sortie OUT RF (sortie VHF).
Son but est l’atténuation de toutes les fréquences harmoniques supérieures à 120 MHz. En effet, si celles-ci entraient dans le téléviseur, cela pourrait créer des interférences.
Pour calculer la fréquence de coupure de ce filtre, nous utilisons la formule suivante :
Fréquence en MHz = 318 : √[JAF2 (en μH) x (C16 + C17 en pF)]

Avec les valeurs du schéma nous obtenons.
318 : √[0,22 x (15 + 15)] = 123 MHz

Le signal audio qui est appliqué sur la prise située en haut à gauche du schéma et marquée INP. AUDIO rejoint, à travers le condensateur C1, la base de TR1. Ce transistor à, d’abord, un rôle d’amplificateur par 4 mais assure également la préaccentuation du signal pour relever les fréquences aiguës.
Le signal BF (Basse Fréquence) amplifié et préaccentué, présent sur le collecteur du transistor TR1, est appliqué, à travers C3, à la diode varicap DV1, qui effectue la modulation en fréquence (FM) du signal généré par l’étage oscillateur audio situé à la broche 15.
La fréquence générée par cet oscillateur audio doit être de 5,5 MHz et, pour l’obtenir, nous avons utilisé un transformateur moyenne fréquence de 10,7 MHz doté d’un noyau de couleur verte. Puis, nous avons baissé sa fréquence de fonctionnement sur la valeur requise en appliquant en parallèle le condensateur C6 de 150 pF. En tournant le noyau de cette bobine, nous pouvons régler sa fréquence sur 5,5 MHz exactement.
La porteuse audio modulée en FM doit, ensuite, être mélangée à la porteuse vidéo. Pour ce faire, nous la prélevons sur la broche 15 de IC1, à travers la résistance R12 de 15 kilohms et du condensateur C7 de 22 pF, et nous l’appliquons sur la broche 12 de notre LM1889.
Pour que cette broche soit alimentée par une tension égale à la moitié de la tension d’alimentation, nous avons placé le pont diviseur constitué par R13, R14 et R15 de 2 200 ohms.
Le signal maximum que nous pouvons appliquer sur la prise INP. VIDEO doit se situer aux environs de 1 volt crête à crête. En fait cela a peu d’importance car cette tension est la valeur standard que délivrent tous les appareils vidéo (magnétoscopes, caméras).
Le potentiomètre ajustable R9 connecté sur l’entrée vidéo, sert à déplacer le niveau du noir. Plus précisément, en agissant sur le curseur de R9, nous pouvons faire varier le contraste de l’image.
Le signal maximum appliqué sur la prise INP. AUDIO ne doit pas dépasser 1,5 volt crête à crête. Si le signal BF appliqué en entrée a une amplitude plus faible, il faut augmenter le volume du téléviseur. Par contre si l’amplitude est supérieure, nous pouvons voir sur l’image des rayures diagonales, conséquence d’une surmodulation BF.
Ce modulateur doit être alimenté avec une tension externe de 12 volts et, comme la consommation n’est que de 40 mA, un petit modèle sera bien suffisant.

Figure 5 : Schéma électrique du modulateur Vidéo/Audio. Sur la gauche, nous avons représenté le brochage du transistor BC547 vu de dessous, du côté où les broches sortent du boîtier.

Figure 6 : Schéma d’implantation du modulateur vidéo/audio. L’ajustable R9 modifie le contraste de l’image, le condensateur ajustable C9 permet de faire varier la fréquence du signal vidéo. Dans le kit, les prises d’entrées et de sortie sont déjà fixées sur le coffret métallique.

Liste des composants du modulateur LX.1413
R1 : 330 kΩ
R2 : 75 Ω
R3 : 2,2 kΩ
R4 : 470 Ω
R5 : 47 kΩ
R6 : 47 kΩ
R7 : 2,2 kΩ
R8 : 1,2 kΩ
R9 : 1 kΩ ajustable
R10 : 1,5 kΩ
R11 : 27 kΩ
R12 : 15 kΩ
R13 : 2,2 kΩ
R14 : 2,2 kΩ
R15 : 2,2 kΩ
R16 : 220 Ω
R17 : 220 Ω
R18 : 100 Ω
R19 : 75 Ω
C1 : 10 μF chimique
C2 : 150 μF polyester
C3 : 470 nF polyester
C4 : 10 μF chimique
C5 : 100 nF polyester
C6 : 150 pF céramique
C7 : 22 pF céramique
C8 : 3,3 pF céramique
C9 : 2/50 pF ajustable
C10 : 10 nF céramique
C11 : 100 nF polyester
C12 : 100 nF céramique
C13 : 100 nF céramique
C14 : 100 nF polyester
C15 : 47 μF chimique
C16 : 15 pF céramique
C17 : 15 pF céramique
TR1 : Transistor NPN BC547
DV1 : Diode varicap BB139
JAF1 : Self 0,27 μH
JAF2 : Self 0,22 μH
MF1 : Transfo moyenne fréquence 10,7 MHz (noyau vert)
IC1 : Circuit intégré LM1889
NB : Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 de watt, 5 %.

Divers :
2 prises TV femelle à souder pour châssis
1 prises TV mâle à souder pour châssis
1 boîtier métallique


Réalisation pratique
Le circuit imprimé en main, vous pouvez monter tous les composants en les plaçant comme il est indiqué sur la figure 6.
Pour débuter, nous conseillons de souder le support pour le circuit intégré IC1. Après avoir vérifié que toutes ses broches sont soudées, vous pouvez monter toutes les résistances. A ce propos, pour la résistance de 75 ohms, il faut noter que les couleurs de celle-ci sont violet - vert - marron. Si vous avez un doute, mesurez-la avec un multimètre, vous lirez bien 75 ohms. Après les résistances, vous pouvez souder la diode varicap DV1 en orientant sa bague vers R12.
Poursuivons le montage en soudant les condensateurs céramique, les condensateurs polyester et les électrolytiques.
Pour ces derniers, attention à la polarité +/– de leurs pattes.
Soudez à présent le potentiomètre R9, le condensateur ajustable C9 et les deux inductances JAF1 - JAF2.
L’inductance JAF1 est marquée 0,27 et la JAF2 0,22.
Il reste à souder le transistor TR1 qui doit être monté à proximité de la prise INP. VIDEO en orientant sa partie plate vers le condensateur C2.
Dans les trois trous percés pour recevoir les prises d’entrée de sortie et audio, il faut souder un petit morceau de fil de cuivre rigide (chute de queue de composant), puis dans les deux trous situés en bas du circuit, soudez un fil noir dans le trou marqué moins et un rouge dans celui marqué plus.
Ceci étant terminé, il faut placer le circuit LM1889 sur son support en prenant soin d’orienter son repère-détrompeur en U vers le condensateur C14.
Le circuit imprimé sera placé dans son coffret métallique, mais avant, il faut percer sur le côté un trou de 5 mm afin d’assurer le passage des fils d’alimentation.

Montage dans le boîtier
Le montage doit absolument être complètement blindé. Pour cela, nous fournissons dans le kit un boîtier métallique sur lequel sont déjà fixées les 3 prises coaxiales, 2 femelles pour les entrées vidéo et audio et 1 mâle pour la sortie.
Si vous réalisez le boîtier vous-même, inspirez-vous des photos. Ce boîtier peut également être fabriqué avec de l’époxy simple face dont tous les côtés seront soudés afin de garantir le blindage. Pour les côtés, le cuivre doit se trouver vers l’intérieur. Pour pouvoir souder le couvercle et le fond, le cuivre sera tourné vers l’extérieur. Ne soudez pas le fond avant d’avoir mis en place et soudé le circuit imprimé. Ne soudez pas le couvercle sur tout le pourtour mais uniquement par des points espacés d’un centimètre environ, sinon, vous aurez les plus grandes difficultés à le dessouder pour une éventuelle intervention sur le circuit.
Prenez le circuit imprimé et glissez-le dans le boîtier, puis, sur le côté soudure où aucun composant n’est installé, souder la piste cuivrée située sur le périmètre du circuit imprimé au coffret.
Il n’est pas utile de faire un cordon continu, mais de souder sur le périmètre à l’aide de 3 ou 4 points.
Il faut également souder les trois petits morceaux de fil rigide sur leur prise respective d’entrée et de sortie.
Avant de poser le couvercle du boîtier, il faut régler R9, C9 et le noyau du transformateur moyenne fréquence MF1.

Réglage de C9.
C9 sert à accorder le modulateur sur la fréquence du canal TV que nous avons choisi dans la bande VHF.
Si vous disposez d’un magnétoscope ou d’une caméra, vous pouvez prendre le signal vidéo sur la prise de sortie et l’appliquer sur la prise INP. VIDEO. La prise de sortie OUT RF, est reliée à la prise antenne du téléviseur par l’intermédiaire d’un câble coaxial de 75 ohms, du modèle couramment utilisé pour cet usage.
Admettons que nous ayons réglé le téléviseur sur un des premiers canaux VHF, il faut alors tourner, avec un petit tournevis, le condensateur ajustable C9 jusqu’au moment ou vous voyez apparaître une image sur l’écran du téléviseur.
Il existe des téléviseurs qui explorent automatiquement toute la bande VHF et qui s’arrêtent dès qu’ils rencontrent un signal.
Si vous disposez d’un générateur de mire, comme notre LX.1351 par exemple, vous pouvez le brancher comme il est indiqué figure 7, puis tourner C9 pour faire apparaître l’image de la mire à l’écran.
Après avoir accordé le téléviseur, vous pouvez régler R9 de manière à obtenir une image parfaitement contrastée.
Ceci étant fait, il n’y aura plus lieu de toucher à R9.

Figure 7 : Si vous n’avez pas de caméra, mais que vous disposez d’un générateur de mire TV, vous pouvez injecter le signal vidéo/audio sur l’entrée, puis régler C9 afin de faire apparaître sur l’écran du téléviseur l’image de la mire. Pour cela, le téléviseur doit être réglé sur la gamme VHF.

Réglage avec un générateur BF
Si vous n’avez à votre disposition ni magnétoscope ni générateur de mire, il faut savoir que vous pouvez utiliser un quelconque générateur BF produisant un signal carré pour vos réglages.
La sortie du générateur BF est reliée sur la prise INP. VIDEO et la prise OUT RF sur l’antenne du téléviseur.
Si vous réglez le générateur sur 500 Hz, vous voyez apparaître sur l’écran 5 lignes horizontales (voir figure 9).
Si vous le calez sur une fréquence très proche de 31 250 Hz, le double de 15 625 Hz qui est la fréquence de balayage horizontale, une seule ligne verticale apparaît sur l’écran.
A présent essayez de vous caler sur la fréquence de 46 875 Hz et vous verrez sur l’écran deux barres verticales, si vous réglez sur 62 500 Hz qui est le quadruple de la fréquence de balayage, vous obtiendrez 4 barres verticales (voir figure 10).

Figure 8 : Pour régler le téléviseur, vous pouvez appliquer sur l’entrée vidéo un signal prélevé à la sortie d’un générateur basse fréquence en mesure de fournir un signal carré.

Figure 9 : Le générateur BF réglé sur 500 Hz, sur l’écran apparaissent 5 barres horizontales. Réglé sur 31 250 Hz, une seule barre verticale doit apparaître.

Figure 10 : Si le générateur BF est réglé sur 46 875 Hz, sur l’écran nous voyons 2 barres verticales. Réglé sur 62 500 Hz, ce sont 3 barres verticales que nous verrons à l’écran.

Figure 11 : Pour le réglage du noyau de MF1, vous pouvez appliquer, sur la prise d’entrée audio, un signal sinusoïdal de fréquence comprise entre 400 et 2 000 Hz.

Réglage audio
Après avoir réglé le signal vidéo, il faut régler le signal audio. Si vous prélevez le signal audio d’un magnétoscope, vous devez régler le noyau de MF1 de manière à d’obtenir dans le haut-parleur un son exempt de distorsion.
Si vous n’avez pas de magnétoscope, vous pouvez procéder au réglage du signal audio en utilisant un générateur BF produisant un signal sinusoïdal.
Pour ce réglage la sortie du générateur BF est reliée sur la prise INP.
AUDIO (voir figure 11). Accordez le générateur sur une fréquence comprise entre 400 et 2 000 Hz, puis réglez l’amplitude du signal de façon à ne pas dépasser 1,5 volt crête-à-crête.
Tournez lentement le noyau de MF1 jusqu’au moment où le haut-parleur produit un son exempt de distorsion.
Aucun signal n’étant appliqué sur la prise INP VIDEO, ne soyez pas surpris que l’écran reste noir.

Un convertisseur mono/stéréo

Combien d’entre vous possèdent encore de vieux enregistrements monophoniques sur disques « vinyles » ou sur bandes magnétiques ? Si vous les avez relégués au fond du grenier, il est temps d’aller les rechercher ! Le circuit que nous vous proposons dans cet article est capable de transformer n’importe quel signal audio mono en un signal stéréo.


Bien sûr, vous pourrez également écouter votre ancienne télé ou le son de votre microphone avec une excellente stéréophonie panoramique !
Les stations radios FM pourront utiliser ce circuit pour transmettre toutes leurs anciennes bandes en stéréo et faire à leurs auditeurs une étonnante surprise.
Notre convertisseur mono/stéréo est composé de trois circuits intégrés seulement et son coût de réalisation, très accessible, est une raison de plus pour l’essayer.

Le schéma électrique
Pour la réalisation de ce projet, nous avons utilisé des amplificateurs opérationnels NE5532 de chez Philips car ils fournissent un signal sans parasites et débitent en sortie un courant suffisant pour alimenter un casque stéréo.
Les quatre premiers amplis qui apparaissent sur le schéma de figure 4 (IC1/A-B et IC2/A-B), sont utilisés pour déphaser de 360° le signal appliqué sur leur entrée. Le signal en sortie de IC2-B est envoyé, à travers les résistances R15 et R23, sur les entrées inverseuses respectives des amplis IC3-A et IC3-B.
Sur les mêmes entrées est également envoyé le signal prélevé par l’inverseur S1 de la prise d’entrée (voir STEREO 1) ou de la broche de sortie de l’ampli IC1-A (voir STEREO 2).
L’ampli IC3-A additionne le signal déphasé à celui d’entrée pour réaliser le canal gauche de la sortie stéréo.
L’ampli IC3-B soustrait le signal déphasé de celui d’entrée pour réaliser le canal droit de la sortie stéréo.
Grâce à l’inverseur à trois positions S1, nous pouvons choisir entre un effet stéréophonique normal (STEREO 1), très accentué (STEREO 2) ou un signal mono (MONO).
Le signal qui sera appliqué à l’entrée du convertisseur, doit être fourni par un préamplificateur capable de contrôler la tonalité et le volume (voir figures 2 et 3).
Le signal stéréo en sortie du convertisseur peut être écouté à l’aide d’un casque ou appliqué aux entrées stéréo d’un amplificateur de puissance par l’intermédiaire de deux câbles blindés.
Le convertisseur accepte une tension d’alimentation entre 9 V (minimum) et 30 V (maximum). Il consomme un courant de 20 mA et peut être alimenté avec deux piles de 9 V reliées en série pour obtenir une tension de 18 V.

Figure 1 : Photo du circuit du convertisseur mono/stéréo monté.

Figure 2 : Le signal à appliquer sur l’entrée du convertisseur mono/stéréo doit être fourni par un préamplificateur capable de contrôler la tonalité et le volume.

Figure 3 : Si vous êtes musicien, essayez d’écouter vos performances à l’aide d’un casque ou d’un amplificateur Hi-Fi stéréo (voir figure 8). Vous serez enthousiasmés !

Figure 4 : Schéma électrique du convertisseur mono/stéréo.
Ce circuit doit être alimenté avec une tension comprise entre 9 et 30 volts.


Figure 5 : Vue des connexions du circuit intégré NE5532 utilisé dans ce projet. N’essayez pas de le remplacer par un TL082 car il fournit un signal avec un faible bruit de fond et un courant suffisant pour alimenter un casque stéréo.

Figure 6 : Le circuit peut être installé à l’intérieur d’un boîtier en plastique.
Dans le kit, les perçages sont déjà réalisés.


Liste des composants du LX.1391
R1 : 22 kΩ
R2 : 22 kΩ
R3 : 22 kΩ
R4 : 22 kΩ
R5 : 22 kΩ
R6 : 22 kΩ
R7 : 22 kΩ
R8 : 22 kΩ
R9 : 22 kΩ
R10 : 22 kΩ
R11 : 22 kΩ
R12 : 22 kΩ
R13 : 10 kΩ
R14 : 10 kΩ
R15 : 22 kΩ
R16 : 22 kΩ
R17 : 22 kΩ
R18 : 22 kΩ
R19 : 100 Ω
R20 : 100 Ω
R21 : 22 kΩ
R22 : 22 kΩ
R23 : 22 kΩ
R24 : 22 kΩ
R25 : 10 kΩ
R26 : 10 kΩ
C1 : 1 μF polyester
C2 : 22 nF polyester
C3 : 470 nF polyester
C4 : 100 nF polyester
C5 : 22 nF polyester
C6 : 470nF polyester
C7 : 22nF polyester
C8 : 470nF polyester
C9 : 100nF polyester
C10 : 22nF polyester
C11 : 47 μF électrolytique
C12 : 22 pF céram.
C13 : 220 μF électrolytique
C14 : 220 μF électrolytique
C15 : 22 pF céram.
C16 : 100nF polyester
C17 : 220 μF électrolytique
C18 : 47 μF électrolytique
DS1 : diode 1N4007
IC1 : circuit intégré NE5532
IC2 : circuit intégré NE5532
IC3 : circuit intégré NE5532
S1 : commutateur 3 positions

Figure 7 : Plan d’implantation des composants.
Le jack mâle du casque doit être connecté au jack femelle sur la droite du circuit (SORTIE STEREO).


Figure 7a : Dessin du circuit imprimé échelle 1.

Figure 8 : Pour utiliser un ampli Hi-Fi stéréo, prélevez le signal mono d’un préamplificateur capable de contrôler la tonalité et le volume. Connectez la sortie stéréo du convertisseur aux canaux gauche et droit de l’ampli de puissance à l’aide de deux câbles blindés.

Réalisation pratique
Sur le circuit imprimé LX.1391 (voir figures 7 et 7a), vous pouvez commencer le montage en soudant les supports pour les circuits intégrés IC1, IC2 et IC3, les résistances et la diode DS1.
Insérez tous les condensateurs électrolytiques, céramiques et polyesters.
Ensuite, installez la prise jack femelle stéréo pour la sortie casque et si vous avez l’intention de connecter le convertisseur à un ampli de puissance, fixez deux prises RCA femelles (pour BF) du même type que celle utilisée pour l’entrée.
Une fois le montage terminé, insérez les circuits intégrés en positionnant leurs encoches-détrompeur en direction de la droite (voir figure 7).
Fixez le circuit imprimé à l’intérieur de son boîtier en plastique à l’aide de quatre vis autotaraudeuses et placez l’inverseur S1 à trois positions sur la face avant.
Sur la face arrière du boîtier, percez trois petits trous, un pour la prise d’entrée BF et deux pour les câbles d’alimentation.
Pour vérifier le bon fonctionnement de l’appareil, il suffit d’appliquer un signal mono à l’entrée BF du convertisseur et d’écouter le signal en sortie en faisant basculer l’inverseur S1 entre ses trois positions.

Mini antivol deux zones pour camping-car

Quel heureux propriétaire d’un camping-car peut s’absenter l’esprit tranquille en abandonnant son bien à la convoitise des voleurs ?
Certainement pas vous! Pour vous redonner le sommeil et la tranquillité, voici une centrale intelligente de nouvelle conception, pourvue de capteurs à ultrasons de haute technologie. Cette centrale est capable de couvrir deux zones et d’opérer séparément. La gestion est confiée à un microcontrôleur PIC 12C508 programmé pour traiter les signaux d’alarmes, les données du décodeur de commande à distance et l’activation d’une sirène très puissante. Bien entendu, cette alarme peut également être utilisée dans n’importe quel autre gros véhicule ou même dans une maison. Qui peut le plus peut le moins !


Caractéristiques techniques
L’alarme à deux zones pour camping-cars, autos, camions, immeubles, que nous vous proposons dans ces lignes est gérée par un microprocesseur et fonctionne avec des capteurs autonomes à ultrasons. Une commande à distance par radio (télécommande) est prévue pour activer/désactiver l’alarme et une clé physique assure un fonctionnement manuel.
Un bouton est prévu pour l’activation et la désactivation de la seconde zone, utile pour les camping-cars ou autres grands véhicules quand le conducteur se trouve à l’intérieur du poste de conduite (pilotage) ou dans la zone de vie.
Une sirène miniature à haute performance assure l’alerte. Signalisation par éclairement d’une LED d’alarme, restant allumée même après la désactivation de la centrale.
Tension d’alimentation ...................... SW1 fermé ......... 12 Vcc
Tension d’alimentation ...................... SW1 ouvert ........ 24 Vcc
Intensité absorbée .......................... Standy ............ 8 mA
Intensité absorbée .......................... Max ............... 1 A
Nombre de zones ................................................. 2*
Fréquence de travail des capteurs ............................... 40 kHz
Couverture des capteurs ......................................... 0,3 à 3 m
Retard d’activation après mise sous tension ..................... 30 secondes
Combinaisons de la télécommande ................................. 13 122**
Portée de la télécommande ....................................... 100 m
Fréquence de la télécommande .................................... 433,92 MHz

* La première est activée automatiquement avec la télécommande, la seconde s’active et se désactive localement avec SW2.
** Celles du transmetteur sont au-delà de 19 000, si le système utilise le dernier bit à 1 ou à 0 logique en excluant l’état haute impédance.

Dans tous les systèmes d’antivols et d’alarmes existants, il manquait certainement quelque chose de simple et de fonctionnel destiné aux espaces restreints comme les campingcars qu’utilisent de nombreuses familles pour aller se promener ou pour passer de brefs week-ends à la mer ou la montagne. L’antivol proposé dans ces pages comble cette lacune en garantissant des prestations dignes des grandes marques. Il s’agit d’un dispositif de gestion de deux zones permettant de contrôler, de façon indépendante, deux secteurs différents comme par exemple le poste de conduite et la zone de vie, de façon à protéger l’ensemble du véhicule pendant l’absence des propriétaires ou d’assurer la sécurité des personnes qui y dorment la nuit en évitant l’intrusion de voleurs par les portes de l’habitacle. Naturellement, rien n’interdit d’exploiter les possibilités du dispositif pour l’adapter dans les maisons, il suffit alors de lui fournir une alimentation 12 volts, de préférence issue d’une batterie pour les raisons que vous devinez ! A ce propos, on notera qu’il est également possible d’alimenter le circuit en 24 volts, ce qui rend l’antivol adaptable aux cars de tourisme, aux camions et aux véhicules industriels.
Dans ce domaine, notre antivol sera très utile, par exemple, pour des autocars effectuant de longs voyages et dont les chauffeurs s’arrêtent la nuit pour dormir. Ce système à deux zones permet la surveillance des coffres à bagages, si ceux-ci sont à structure rigide, lorsque le chauffeur est à bord ou s’il s’éloigne du véhicule pour une raison quelconque. Ne nous étendons pas davantage sur ces considérations et voyons la partie pratique en analysant le schéma électrique de la figure 1 pour comprendre comment fonctionne notre centrale.

Etude du schéma
Il s’agit d’un circuit peu complexe au vu des possibilités offertes. Il est réalisé autour d’un petit microprocesseur produit par MICROCHIP. Il s’agit du PIC 12C508 avec une architecture de 8 bits qui incorpore une mémoire de programme de type PROM ou EPROM (version ajourée en céramique). Sur cette carte vous trouverez un bornier principal (six lignes d’E/S (entrées/sorties) et évidemment deux bornes d’alimentation) et deux borniers supplémentaires (4 plots par bornier) pour les capteurs.
Le réseau de réinitialisation à la mise sous tension (Power-on Reset) étant interne, il n’est donc pas utile de câbler un réseau R/C (résistance/condensateur) externe. Dans notre application, le micro travaille en employant toutes les lignes disponibles. Après l’initialisation (mise sous tension), les entrées/sorties sont configurées comme suit : La broche 2 fonctionne en entrée/sortie comme ligne bidirectionnelle utilisée pour commander l’allumage de la LED LD1. Elle vérifie périodiquement l’état du bouton SW2 utilisé pour réinitialiser les témoins lumineux relatifs à l’alarme en entrée/zone.
La broche 3 est une sortie, comme la 5 et la 6, alors que la 4 et la 7 sont toutes deux des entrées. Notez que, dès la mise sous tension du circuit, le PIC remet au zéro logique la broche 2 pendant dix secondes, allumant en fixe la LED pendant cette même durée. Pour comprendre le fonctionnement de la centrale, analysons le schéma électrique en décomposant en blocs les divers éléments. Nous voyons :
- Un récepteur pour la télécommande réalisée avec l’hybride et avec U3.
- L’unité de contrôle et de gestion réalisée autour du microcontrôleur U4, la section d’activation/désactivation des entrées d’alarme des 2 zones.
- L’entrée commune de l’alarme et l’alimentation composée d’un régulateur U1 et des éléments qui l’accompagnent.
Partons de ce dernier en précisant que la tension principale doit être appliquée aux bornes + et –V du bornier 8 plots.
En fonction de la tension appliquée en entrée, 12 ou 24 volts, l’interrupteur SW1 doit être respectivement fermé ou ouvert. En 24 V, vous devez ouvrir SW1, ce qui permettra à la résistance R1 d’absorber la différence de potentiel et de limiter le courant. Sélectionnez correctement SW1 avant la mise sous tension de manière à ne jamais avoir plus de 12 V aux bornes de la sirène.
Le régulateur intégré U1 (le classique 7805) permet d’obtenir 5 volts bien stabilisés pour toute la partie logique, le microprocesseur PIC 12C508, l’hybride U2 ainsi que le décodeur U3.
Quant à la télécommande, il s’agit de l’élément qui permet d’activer ou de désactiver à distance la centrale, uniquement sur la première zone (SENSOR 1). La seconde zone, nous le verrons, se commande localement, grâce à SW2.
Le mini transmetteur ainsi que le récepteur 433 MHz forment une télécommande monocanal. La première pression sur l’émetteur active le système, la seconde pression le désactive, la troisième le réactive, etc.
Le signal émis par la télécommande arrive sur l’antenne (broche 3 de U2) du récepteur hybride BC-NBK fabriqué par la société AUREL. Ce récepteur AM, calé sur 433,92 MHz, va démoduler le signal pour restituer, en sortie (broche 14), le code digitalisé sous forme d’impulsions TTL (0/5 V).
Les données disponibles sur la broche 14 partent directement sur la 9 du décodeur U3. Celui-ci, un MC145028 de MOTOROLA, va déchiffrer le signal codé par le MC155026 incorporé dans la télécommande TX1C-SAW-433.
Pour fonctionner correctement, les 8 premiers commutateurs 3 états de DS1 doivent être positionnés identiquement à ceux du transmetteur, sinon la commande ne fonctionne pas.
Quand on transmet le signal en appuyant sur le bouton, le décodeur U3 le vérifie et en analyse le code. Si on le fait coïncider avec celui des broches 1, 2, 3, 4, 5, 15, 14, 13 et 12, (respectivement les bits 1 à 9) le code active la sortie en maintenant la broche 11 à un niveau haut pendant toute la durée de la transmission. Avec la diode D2 (qui avec la diode D1 forme une porte logique OR), l’état 1 est donc appliqué à l’entrée d’activation (broche 4) du microprocesseur U4 qui constitue l’unité de contrôle de la centrale.
D1 et D2 récupèrent le signal, que l’entrée se fasse par la télécommande ou par l’entrée l’auxiliaire ON AUX (contact auxiliaire). Cette dernière peut être connectée à un interrupteur caché ou à une clef, pour allumer manuellement l’antivol.
Le système prévoit un temps d’inactivité d’environ 30 secondes avant qu’il ne puisse détecter une alarme afin de permettre à l’utilisateur de s’éloigner du véhicule.
Pour la désactiver, il faut absolument utiliser une télécommande qui est le seul moyen d’éviter que la sirène ne se déclenche lorsque l’on entre dans le camping-car. Rappelez-vous que le PIC reçoit les nivaux 0/1 logique sur la broche 4 et ainsi active ou désactive l’antivol de façon alternative. La première impulsion active, la seconde désactive, et ainsi de suite. En standby, c’est-à-dire quand le système est désactivé, les entrées d’alarme sont inactives parce que les transistors T1 et T2, qui servent à alimenter les capteurs à ultrason, sont inactifs (les broches 5 et 6 sont au 0 logique). Dans ce cas, les capteurs se retrouvent déconnectés du reste du circuit et, de ce fait, on a une consommation qui s’élève à peine à 8 mA. Quand on allume la centrale à l’aide de la télécommande ou de l’entrée ON AUX, la première zone (capteur SENSOR 1) est immédiatement activée. Le microprocesseur maintient à un niveau haut sa broche 6, ce qui sature T1 et ferme le circuit d’alimentation du capteur à ultrasons. Notez la présence des diodes zener DZ1 et DZ2 qui servent à limiter à 12 V la tension appliquée aux capteurs.
En premier, seule la zone 1 est activée et le PIC ne prendra en considération les impulsions d’alarme que 30 secondes après. Faites attention à ce que ce retard ne soit pas modifié, car l’alarme pourrait se déclencher de suite, grâce aux capteurs intelligents.
Les deux éléments choisis dans cette réalisation sont les US EYE-A8 RILUS de AUREL, en version trois fils (le quatrième ne sert pas). Ils travaillent à une fréquence de 40 kHz. Chaque RILUS intègre à la fois transmetteur et récepteur et peut couvrir une zone d’au moins 3 mètres sur un arc de 70° omnidirectionnel. Ce véritable capteur, à effet Doppler, est géré par un microprocesseur qui calibre automatiquement la sensibilité selon le milieu à contrôler.
30 secondes de stand-by, à partir de sa mise sous tension, lui sont nécessaires avant d’être opérationnel.
Chaque capteur RILUS est pourvu de trois fils connectés à la centrale : deux sont pour l’alimentation positive et négative (protégés contre l’inversion de polarité) alors que le troisième est pour la sortie d’alarme, le point A de la centrale. Celui-ci est normalement au 1 logique +12 volts (le potentiel du contact +) et revient à 0 en alarme. La broche 7 du micro U4 reçoit les impulsions d’alarme indépendamment de la zone qui les a produites et elle le fait par l’intermédiaire de T3 qui sert de « point de centralisation des données » et d’interprétation.
Les résistances R13 et R14 récupèrent les informations provenant des points « A » pour commander le transistor T3 (c’est un PNP). Quand il y a l’alarme, chaque 0 logique sature le transistor T3 qui porte à 5 V la broche 7 de U4 par l’intermédiaire de DZ1. Cette adaptation de tension est nécessaire car le microprocesseur fonctionne en 5 volts et une tension supérieure l’endommagerait.
En pratique, la diode zener DZ1 limite la tension à 5,1 volts à partir du moment où elle est alimentée par le collecteur de T3. La résistance R15 limite l’intensité en introduisant la chute de tension nécessaire.
En recevant une ou plusieurs impulsions d’alarme, le PIC 12C508 lance la routine de signalisation. La routine met à l’état logique haut la broche 3 de U4, en mettant en conduction le mosfet T4, dont le drain alimente la mini sirène en la faisant sonner pendant 30 secondes. En même temps, elle se met en stand-by et remet à 0 la broche 3, sauf si elle ne relève pas d’autres alarmes, sinon elle effectue un énième cycle de même durée. En plus elle allume la LED LD1, en générant un signal rectangulaire sur la broche 2.
On notera que la sirène est également utilisée pour produire les indications sonores d’activation et de désactivation de la centrale. Elle sonne une première fois brièvement (environ 1 seconde) à l’activation et trois fois 1 seconde à la désactivation.
Quant à la LED, on notera qu’elle est utilisée quand la broche 2 est à zéro, mais aussi pour lire l’état du bouton SW2, qui a lui-même une double fonction.
Une fois pressé, après l’activation du circuit et avant le relèvement d’une alarme, il active la seconde zone (la première zone est activée en même temps que la centrale).
Alors qu’après l’arrivée d’une ou de plusieurs impulsions du côté des capteurs à ultrasons RILUS, le bouton sert à réinitialiser la mémoire d’alarme, ou à éteindre la diode lumineuse qui s’allume en appuyant sur le bouton de suite après la désactivation du système à la suite d’une alarme. En pratique, la LD1 s’allume si l’antivol est désactivé après avoir relevé un signal par les capteurs.
Elle sert à informer le propriétaire du véhicule que l’alarme s’est déclenché au moins une fois.
En clair, si la zone 2 n’a pas été activée manuellement, il est évident que le déclenchement provient de la première zone. Pour réinitialiser le témoin lumineux, il suffit de presser pendant un moment SW2. La LED reste alors allumée jusqu’au relâchement du bouton, la cathode étant alors reliée à la masse.
Notez que dans notre montage, le PIC génère un signal rectangulaire avec lequel, aux niveaux bas, il alimente la diode LD1 qui s’allume, alors qu’il la laisse éteinte aux niveaux hauts. Ceci n’est pas accidentel, mais nécessaire pour lire l’état du bouton SW2. Ce dernier est en fait lu sur la broche 2 qui est à collecteur ouvert. Lorsque SW2 est ouvert, R2 sert de résistance de tirage et ramène un 5 V sur la broche 2 de U4 alors que si l’on presse SW2 la broche 2 se retrouve à la masse.
Dans des conditions de repos, la broche 2 est toujours ouverte, donc si SW2 est relâché, elle se trouve à l’état 1 alors qu’elle est à 0 si celui-ci est pressé. Après une alarme, pour indiquer l’effraction, le microprocesseur ferme cycliquement l’entrée du collecteur ouvert associé à la broche 2, en la mettant à la masse : les périodes de 0 logique interdisent donc la lecture du bouton qui est autorisée, au contraire, quand la sortie est ouverte.

Figure 1 : Schéma électrique de l’alarme pour camping-car.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants de l’alarme pour camping-car.

Figure 3 : Dessin du circuit imprimé de l’alarme pour camping-car à l’échelle 1/1.

Liste des composants
R1 : 47 Ω 2 W
R2 : 1 kΩ
R3 : 47 kΩ
R4 : 220 kΩ
R5 : 22 kΩ
R6 : 2,2 kΩ
R7 : 22 kΩ
R8 : 47 Ω
R9 : 22 kΩ
R10 : 47 Ω
R11 : 10 kΩ
R12 : 22 kΩ
R13 : 10 kΩ
R14 : 10 kΩ
R15 : 470 Ω
C1 : 470 μF 25 V électrolytique
C2 : 470 μF 25 V électrolytique
C3 : 100 nF multicouche
C4 : 100 nF multicouche
C5 : 22 nF multicouche
C6 : 100 nF multicouche
D1 : Diode 1N4148
D2 : Diode 1N4148
D3 : Diode 1N4007
SW1 : Inter 1 contact pour ci
SW2 : Bouton poussoir
T1 : Transistor NPN BC547B
T2 : Transistor NPN BC547B
T3 : Transistor PNP BC557B
T4 : Transistor Mosfet IRF540
DZ1 : Diode zener 5,1 V 1/2 W
DZ2 : Diode zener 12 V 1/2 W
DZ3 : Diode zener 12 V 1/2 W
LD1 : LED rouge 5 mm.
U1 : Régulateur de tension 7805
U2 : Module Aurel BC-NBK
U3 : Circuit intégré MC145028
U4 : Microcontrôleur PIC12C508 avec logiciel MF274
DS1 : Dip switch 9 pôles 3 positions
SENSOR1 : Capteur “Rilus” Aurel
SENSOR2 : Capteur “Rilus” Aurel
ANT : Antenne accordée

Divers :
2 Barrettes sécables 4 broches pour ci, pas de 2,54
1 Support circuit intégré 2 x 4 broches
1 Support circuit intégré 2 x 8 broches
5 Borniers deux emplacements
1 Circuit imprimé réf. S274

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


Vue sur le dip switch de programmation.

Vue du prototype terminé.



LES CAPTEURS INTELLIGENTS

Le capteur d’ultrasons “Rilus” de chez Aurel à l’échelle 1,5.

Pour simplifier au maximum la centrale de l’alarme, nous avons opté pour de nouveaux capteurs RILUS, émetteur et récepteur à ultrasons de chez AUREL. Le RILUS est un système autonome, piloté par un CPU, qui intègre un émetteur et un récepteur 40 kHz. Le récepteur calcule, puis mémorise, le temps que met le signal émis pour parcourir l’espace à protéger. Une fois ce temps établi, la moindre violation de cet espace modifiera ce temps et l’alarme sera déclenchée (niveau logique bas sur A).
De par sa conception « intelligente », le RILUS est capable de gérer les variations de températures, les coups de vent et autres phénomènes transitoires, afin d’éviter les déclenchements intempestifs. Une fois alimenté, le capteur a besoin d’environ 30 secondes avant de devenir sensible et opérationnel. Ce délai permettra au propriétaire du véhicule ou du local de sortir de la zone protégée.
Ce capteur couvre un arc de cercle d’environ 70 ° dans chaque direction frontale, sur un rayon de 1 à 3 mètres (il effectue seul son réglage de sensibilité dès la mise sous tension). Il fonctionne avec une tension continue comprise entre 8 et 12 volts et il est protégé contre l’inversion de polarité.
Au repos, il envoie à peu près le potentiel de +V alors qu’en alarme il génère une masse (–). Pour les connexions, il est pourvu d’un câble à quatre fils soudés à un connecteur S.I.L. au pas de 2,54 mm dont nous reportons ci-après les fonctions :

      fil marron : négatif de l’alimentation
      fil blanc : positif de l’alimentation
      fil jaune : anode de la LED interne
      fil vert : sortie d’alarme

Dans notre application, nous n’utilisons pas la connexion 3, c’est-à-dire celle qui allume la LED interne, qui s’utilise habituellement dans les installations d’alarme pour signaler que l’antivol est actif.

Organigramme de fonctionnement du logiciel MF274

Figure 4 : Organigramme du logiciel du microcontrôleur PIC 12C508 destiné au contrôle de la mini alarme pour camping-car.

Le logiciel MF274 est contenu dans le microcontrôleur PIC 12C508 livré avec le kit ou disponible séparément (voir le paragraphe « Où trouver les composants »).
Après le Power-on Reset, le micro initialise des entrées-sorties avec l’attribution des lignes destinées aux entrées et celles qui représentent les sorties.
La broche 2 est la seule à fonctionner alternativement en entrée/sortie. Le programme reste aussi en attente du signal du décodeur de la télécommande, ou bien de la transition 0/1 logique à la broche 4 qui peut être engendrée soit par l’arrivée d’un code du mini transmetteur de poche (commande à distance), soit par l’entrée ON AUX. Dans le même temps, il teste la broche 2 afin de vérifier l’éventuelle activation de la touche SW2.
Quand la centrale reçoit le signal HF par la commande à distance ou par ON AUX, la sortie du capteur 1 (broche 6) est activée et, pendant 1 seconde, la sortie 3 passe au 1 logique, faisant sonner la mini sirène. Cette condition signale l’activation du système. L’activation de SW2 est analysée et, si elle inter vient, le microcontrôleur active alors la deuxième zone. La broche 5 de U4 se retrouve alors à l’état haut, ce qui sature T2 et permet au capteur 2 d’être alimenté. Si, au contraire, SW2 n’est pas actionné, le signal de désactivation est attendu sur la broche 4. Autrement, on lit l’état d’entrée d’alarme, sur la broche 7 du PIC 12C508, en attendant un nouvel événement.
Si un des capteurs s’active et maintient sa sortie (A) au 0 logique, T3 se sature et génère une tension de plus de 5 volts (sur la broche 7 de U4) que le programme interprète comme alarme. Il lance alors la routine qui maintient la broche 3 à l’état logique 1 pendant environ 30 secondes. Pendant les 30 secondes durant lesquelles sonne la sirène, le signal de désactivation peut arriver sur la broche 4, soit par la télécommande soit par le ON AUX.
Dans le cas où celui-ci survient, le timer est aussitôt remis à zéro, la condition de l’alarme est annulée et la broche 3 revient au 0 logique. La LED devient clignotante afin de donner des informations à l’utilisateur au sujet de l’anomalie survenue. On coupe l’alimentation des capteurs en remettant à zéro leurs sorties respectives (broches 5 et 6) et tout le reste est en stand-by, de manière à ce que le programme soit réinitialisé. Si, au contraire, il ne rencontre aucune impulsion de désactivation, quand les 30 secondes sont écoulées, la broche 3 se remet au 0 logique arrêtant la sirène. Si le système reçoit un nouveau signal d’alarme, la séquence d’activation de la sirène, pour une nouvelle période de 30 secondes, est lancée.
Il est important d’observer le double fonctionnement du bouton SW2. En se référant à l’organigramme on note que le bouton SW2 sert à activer ou désactiver le capteur de la zone 2 ou bien à éteindre le témoin lumineux LD1 lorsqu’il clignote.

Réalisation pratique
Le circuit imprimé donné à l’échelle 1 en figure 3 pourra être réalisé par votre méthode habituelle ou acquis tout prêt (voir le paragraphe « où trouver les composants »). Le circuit imprimé réalisé, insérez d’abord les résistances et les diodes (attention à la bague indiquant la cathode), ensuite les supports pour les circuits intégrés en ayant pris soin d’orienter l’encochedétrompeur comme le montre le dessin de la figure 2. Installez ensuite le commutateur dip (trois états) DS1, qui doit entrer dans les trous dans le bon sens, puis l’autre dip (simple) c’est-à-dire SW1.
Montez les condensateurs en vérifiant la polarité des électrolytiques et ensuite soudez le régulateur intégré 7805 en veillant à le faire tenir verticalement, sa partie métallique tournée vers l’extérieur du circuit imprimé (voir le dessin de montage). T4, lui, sera inséré avec partie métallique tournée vers R2 et R3.
Le récepteur hybride est posé, en enfonçant ses pattes bien à fond puis soudé en se rappelant qu’il doit avoir sa broche 1 du côté de la résistance R5. Aucun problème de toute façon car il n’entre que dans un sens. Pour connecter les capteurs intelligents à ultrasons, il faut deux morceaux de barrette sécable, de 4 points chacun, au pas de 2,54 mm. Il suffit de les souder, après les avoir insérés dans leurs trous respectifs. Quant aux connexions externes, il est prévu un bornier au pas de 5 mm pour la sirène, la LED de signalisation LD1, le bouton SW2, l’alimentation et les points d’activation ON AUX. Les points ON AUX, peuvent rester ouverts, ou bien, si vous voulez utiliser la fonction d’activation à l’intérieur du véhicule, connectez-les à un bouton ou un interrupteur traditionnel ou à clef.
N’oubliez pas de réaliser et de souder les deux straps que vous pourrez confectionner avec des queues de composants.
Une fois les soudures terminées, on peut passer au câblage. La LED est connectée directement aux bornes de LD1 avec deux morceaux de fil de cuivre isolés, en rappelant que la cathode est la patte le plus courte. A SW2 se connecte un bouton quelconque qui servira ensuite à activer la seconde zone ou pour initialiser la mémoire d’alarmes.
SIR sont les plots d’alimentation de la mini sirène qui fonctionne en 12 V. Respectez bien la polarité de la sirène lorsque vous la raccorderez à son bornier, le + doit être relié au + du bornier et idem pour la masse sinon l’avertisseur acoustique ne pourra pas fonctionner.
A ce point, il ne reste plus qu’à connecter les 2 capteurs (ce qui est prévu dans notre configuration), ou même un seul. Si, par exemple, vous ne voulez contrôler qu’un espace assez petit, vous pouvez monter seulement 1 capteur (SENSOR 1). Le capteur 2 qui contrôle la zone 2 peut être exclu, car en activant la centrale par radio (télécommande) ou localement (ON AUX) on met la zone 1 en fonction, alors que la 2 reste en stand-by. Pour activer cette dernière, il faut appuyer sur SW2.
La connexion avec les capteurs est effectuée grâce aux petits connecteurs femelles dont ils sont dotés. Il s’agit d’une fiche femelle à quatre pôles au pas de 2,54 mm qui se relie facilement au connecteur mâle soudé sur le circuit imprimé. Rappelez-vous qu’il est indispensable de respecter le sens et pour cela vous devez vous fier aux inscriptions de la sérigraphie du circuit imprimé. Le point noté « A » sur le circuit imprimé doit correspondre au fil vert du connecteur femelle du capteur et le « – » au fil marron. De toute manière, les RILUS sont protégés contre l’inversion de polarité et si vous vous trompez, au pire le circuit ne fonctionnera pas mais les capteurs ne se détérioreront pas.
Après avoir inséré sur son support le microcontrôleur programmé, mettez en place un à un les autres intégrés en veillant à ne pas plier leurs broches et en faisant coïncider l’encoche-détrompeur de chacun avec celle de leur support respectif.
Pour l’antenne réceptrice du module hybride, prévoyez un bout de fil électrique de 17 cm de long et d’environ 1 mm de section en cuivre rigide, dont une extrémité sera soudée sur le point ANT ou bien sur la piste de la broche 3 de U2.

La version complète de notre antivol utilise deux capteurs à ultrasons et une télécommande pour l’activation à distance.



La phase de mise en route de l’antivol
Vérifiez que chaque composant soit à sa place, que tout soit connecté correctement puis prenez un transmetteur de poche pour télécommande opérant à 433,92 MHz et codifié à base du Motorola MC145026 (avec plus de 19 600 combinaisons possibles) (le modèle TX1C-SAW-433 est compatible) ouvrez-le et disposez les huit commutateurs dip comme vous le désirez, en vous rappelant que chacun peut assumer trois positions : centrale, + (1 logique) et – (0 logique). Alignez de façon identique les huit premiers commutateurs dip du DS1 sur le circuit de la centrale, en laissant le neuvième en position + : celui-ci doit correspondre au canal 1 de la télécommande, mais si cela ne fonctionne pas essayez de changer le commutateur dip numéro 9 sur – (0) et réessayez pour voir comment fonctionne la commande.
Maintenant, refermez la télécommande et procurez-vous une batterie de 12 volts (d’au moins 1,1 A/h) chargée ou bien une alimentation réseau capable de débiter 12 volts stabilisés pour une intensité d’au moins 1,2 ampère. Vérifiez que SW1 soit fermé (R1 court-circuité) connectez le positif au +V et le fil négatif au –V (masse). Dès à présent le circuit est alimenté, donc maniez-le avec précaution !
A peine les 12 volts appliqués, la LED doit s’allumer pour ensuite s’éteindre au bout de 10 secondes environ après lesquelles le système est prêt à opérer tout en restant au repos et donc insensible à chaque impulsion interne.
Avec le mini transmetteur, envoyez une commande (il suffit d’appuyer sur le bouton) et vérifiez que la sirène émet bien un son bref. Si cela ne se produit pas, contrôlez la position des dips et essayez, comme indiqué plus haut, de déplacer le dip 9 du DS1 de façon à trouver la position correspondante à la télécommande. Une fois le fonctionnement de la commande à distance vérifiée, vous pouvez appuyer une seconde fois sur le bouton du transmetteur pour remettre le système en stand-by. La sirène doit alors émettre trois notes brèves rapprochées. Vous pouvez alors contrôler l’entrée ON AUX pour l’activation locale : unissez et relâchez les points respectifs du bornier et vérifiez que la sirène émette le son habituel (une note) puis répétez l’opération et attendez les trois notes de désactivation.
A ce stade, la commande est en place, nous allons voir la partie concernant l’alarme. Allumez à nouveau la centrale avec la télécommande, après le son bref, essayez de passer les mains devant les capteurs en vérifiant que rien ne se passe au moins pendant 25 à 30 secondes. Ce délai écoulé, le système doit devenir sensible et se mettre à sonner. En relevant une alarme, le RILUS doit produire l’activation de la sirène qui sonne pendant une demi-minute, après quoi, elle s’arrête. Maintenant LD1 s’allume et clignote en ayant en mémoire l’éventuel incident, ce qui permet au propriétaire de voir que le circuit est entré en action.
Observez que la signalisation ne s’éteint pas, même en désactivant la centrale, mais persiste pour éviter qu’en remettant en stand-by, la mémoire des événements ne soit effacée. Pour réinitialiser LD1, il suffit d’appuyer longuement sur SW2. Il ne reste plus qu’à procéder à l’activation de la deuxième zone : quand l’antivol est activé, seule la zone 1 est opérationnelle, donc le SENSOR 1 fonctionne correctement et est allumé, si bien qu’il est utilisable après l’intervalle des 30 secondes. Le SENSOR 2, lui est désactivé. (T2 est inactif).
Pour utiliser les deux zones ensemble, il faut appuyer sur SW2 une fois et pour désactiver la seconde zone on agit de nouveau sur le même bouton.
Ces instructions sont valables dès que l’on commande l’allumage et jusqu’à ce que soit enregistrée une alarme.
Par la suite, le SW2 sert, comme on l’a déjà dit, à initialiser le témoin lumineux (LD1) de mémoire d’alarmes.

L’intérieur de la télécommande. Les inters doivent être réglés de la même façon que sur la centrale.

Pour conclure
Une alarme a toujours un grand nombre d’applications possibles. On ne peut envisager toutes les situations mais vous saurez adapter ce montage simple à vos besoins. Sous un petit volume, vous disposez maintenant d’un système de protection moderne et efficace.

Reconnaissance vocale à huit canaux

La voix comme clef d’accès ! Nous vous proposons dans cet article un système de reconnaissance vocale à huit canaux en mesure de percevoir jusqu’aux plus petites nuances de la voix humaine. Ce système fonctionne avec une nouvelle technique de reconnaissance de la voix qui s’inspire de celle du cerveau humain et qui garantit une précision de 99 %. Le montage dispose même d’un circuit de synthèse vocale qui fournit toutes les informations de vive voix pour assister l’utilisateur.


Qui n’a jamais vu un film de science-fiction dans lequel des ordinateurs et des systèmes automatiques répondent vocalement et s’activent seuls, après la réception d’un ordre ?
Science-fiction, précisément, mais pour très peu de temps encore. En ce qui concerne les systèmes à synthèse vocale, « les machines qui parlent » il y a de nombreuses années qu’elles sont fabriquées et qu’on y utilise des circuits intégrés de différents modèles capables de reproduire des phrases avec une excellente fidélité quelle que soit la langue.
En ce qui concerne la reconnaissance vocale, le thème est beaucoup plus compliqué et ce n’est que récemment que des résultats significatifs ont été obtenus. Pour reconnaître des mots ou des phrases entières, il est nécessaire d’utiliser des dispositifs dotés d’une capacité de calcul très élevée permettant de discerner toutes les nuances de la voix humaine. La possibilité qu’une machine reconnaisse et comprenne avec précision tout ce qui peut être dit par une personne est encore éloignée, mais de grands pas ont été faits dans ce sens.
Depuis un certain temps, des logiciels très complexes sont en mesure de transformer les paroles en messages écrits, même si leur précision est peu élevée. Il est encore plus difficile de réaliser des systèmes autonomes, entendez des systèmes qui n’utilisent pas d’ordinateur. Dans ce cas, la solution est d’utiliser des microcontrôleurs très sophistiqués, spécifiquement des DSP (Digital Signal Processor) effectuant l’analyse en utilisant des algorithmes extrêmement complexes qui requièrent une mémoire externe de capacité très élevée.
Depuis peu, des produits encore plus sophistiqués que ce qui existait jusqu’alors et plus efficaces, mais en même temps plus flexibles et plus économiques, ont été mis au point. Parmi les fabricants les plus actifs et dynamiques de ce secteur, il faut signaler la société California Sensory qui a mis au point une série de dispositifs basés sur une technologie dénommée « Neural network recognition », similaire pour ce qui concerne la logique de reconnaissance et de recherche à celle utilisée par le cerveau humain. Une technique qui permet de réduire notablement le matériel utilisé et, dans le même temps, d’atteindre une précision d’environ 99 % contre 96 % pour les systèmes les plus complexes utilisant des DSP. Exploitant cette technique, la société California Sensory a mis au point et commercialisé deux circuits intégrés spécifiques pour cette application référencés RSC-164 et RSC-264.
Ces deux circuits peuvent fonctionner en combinaison avec un PC ou bien de manière autonome. Chacun de ces dispositifs intègre un CPU de 8 bits de 4 MIPS (4 millions d’instructions par seconde) basé sur un 8051 de chez Intel, un convertisseur A/D et D/A avec leurs filtres respectifs, 64 Koctets de ROM et 384 octets de RAM, un bus pour piloter la mémoire externe et une série de broches I/O (entrées sortie) pour un usage général, le tout en boîtier PLCC à 68 broches ou QPF à 64 broches. Evidemment, une aussi importante concentration de broches rend problématique l’utilisation de ce circuit intégré par des amateurs. Pour cette raison nous avions initialement écarté l’idée de réaliser un projet basé sur ce circuit.
Par bonheur, il y a quelques mois, la société California Sensory a commercialisé un produit dénommé « Voice Direct Module » qui comprend le circuit en question, une mémoire et d’autres composants qui simplifient notablement la mise en oeuvre de ce système.
Mais la chose la plus importante pour nous concerne le connecteur utilisé qui est composé de trois rangées de broches au pas de 2,54 mm. Avec ce module, nous avons mis au point un circuit en mesure de reconnaître huit phrases ou mots et d’activer en correspondance autant de relais.
Il est évidemment question d’une première approche de cette technologie mais toutefois le circuit proposé fonctionne par faitement et il ne se « trompe pas une fois ». Le dispositif est en mesure de reconnaître 60 mots ou phrases d’une durée maximum de 3,2 secondes. Non seulement le circuit est complètement interactif dans la mesure où il est capable de générer presque 500 mots ou phrases qui guident l’utilisateur dans chacune de ses actions, aussi bien durant la phase d’apprentissage que durant l’utilisation normale.
Ces phrases sont en anglais et sont contenues dans une mémoire ROM présente dans le module. Il est donc possible de changer le contenu de cette librairie de façon à faire « parler » le circuit dans d’autres langues.
Pour pouvoir opérer correctement, le circuit nécessite une phase d’apprentissage durant laquelle l’utilisateur doit prononcer devant un microphone les mots ou les phrases que le système devra reconnaître par la suite.
Durant cette phase, chacun des mots ou des phrases est analysé et transformé en une donnée numérique. Une information unique qui tient compte de toutes les variantes possibles, y compris l’inflexion l’intonation et la vitesse à laquelle on parle. Après cela, le circuit ne s’active seulement et exclusivement qu’avec la voix de la personne qui a effectué l’apprentissage.
Le message numérique est sauvegardé dans une EEPROM série externe.
Durant la phase de reconnaissance, le système effectue la même opération et recherche parmi les données mémorisées celle qui est identique. Si la recherche est positive, il active la sortie correspondante et avise rapidement que le mot ou la phrase a été identifié en prononçant : « accepté ». Dans le cas contraire, il n’active aucune sortie et le circuit prononce « mot non reconnu ». Dans les cas où un doute subsiste, il prononce le message « répétez pour confirmer » afin de pouvoir accepter la commande.
Toutes les fonctions sont gérées par trois boutons poussoir : P3 est utilisé durant la phase d’apprentissage, P2 sert à effacer les données mémorisées et P1 est utilisé comme bouton « start » (départ) durant l’utilisation normale.
Après un appui sur ce dernier, le système demande « prononcer un mot » et se prépare à reconnaître le mot ou la phrase et à agir en conséquence.
Afin d’éviter d’avoir à agir manuellement sur le bouton start durant l’utilisation normale, nous avons installé un circuit vox temporisé, contrôlé par le même microphone utilisé par le circuit de reconnaissance vocale. De cette façon il suffit de s’approcher du système et de prononcer à haute voix « activation » ou tout autre mot. Cette action est équivalente à une pression sur P1.
Le système invite à prononcer un mot et procède à l’identification. Pour éviter que, pendant cette phase, le vox ne s’active à nouveau, il a été prévu une temporisation qui inhibe le fonctionnement pour environ 10 secondes, le temps suffisant pour terminer la procédure de reconnaissance. Dans notre application, le circuit associe une sortie équipée d’un relais à chaque mot ou phrase analysé.
Nous avons utilisé seulement huit sorties et autant de relais parmi les soixante à notre disposition. Dans cette configuration la logique de sortie devient particulièrement simple. Tant et si bien qu’il suffit de relier directement à chacune des huit lignes de sortie un des huit étages de puissance.
Pour compléter le circuit, nous avons prévu un étage amplificateur basse fréquence, en mesure de délivrer 1 watt, et un régulateur de tension, destiné à fournir du 5 volts stabilisé au module.


Analyse du schéma
Pour pouvoir comprendre de manière approfondie le fonctionnement du circuit, il faut, avant tout, donner un coup d’oeil au module M1. Ce dispositif, entièrement réalisé en technologie CMS, présente des dimensions très compactes et utilise, pour sa connexion aux composants externes, trois connecteurs en ligne au pas de 2,54 mm nommés JP1, JP2 et JP3. La numérotation du module M1 reportée sur le schéma électrique se réfère aux broches du connecteur JP2. Le module est alimenté par une tension de 5 volts à appliquer entre les broches 4 (positif), 3 et 5 (négatif). Les broches 6 et 7, reliées au générateur PWM interne, sont connectées à la masse par deux résistances. Sur la broche 1 est appliqué le signal du microphone et sur la broche 8 est disponible le signal vocal de sortie.
Le bus de données se trouve sur les broches 12 à 19. Chacune de ces lignes a un « poids » logique différent, dans le sens que la première ligne (broche 12) vaut « 1 », la seconde (broche 13) vaut « 2 » et ainsi de suite jusqu’à la huitième (broche 19) qui vaut « 8 ». Si la mémoire du circuit est complètement utilisée avec les 60 mots ou phrases disponibles, lorsqu’un mot est identifié, par exemple le troisième mot mémorisé, la troisième ligne de sortie (broche 14) présente, pendant un bref instant, un niveau logique haut. Il en sera de même avec la septième ligne (broche 18) quand le septième mot sera identifié. Si, par contre, le circuit reconnaît le mot qui occupe la onzième place en mémoire, quelle sortie active-t-il ? La réponse est intuitive : la ligne 8 (broche 19) en même temps que la ligne 3 (broche 14) car 8 + 3 = 11. Si vous ne voulez pas voir les relais s’affoler, il faut se limiter aux 8 premières positions de la mémoire.
Aux broches 10 et 11 et aux lignes relatives aux poussoirs, sont dévolues toutes les autres fonctions. La ligne 11 contrôle la section apprentissage.
Une action sur P3 démarre la phase d’apprentissage des phrases ou des mots. Tout le processus est guidé par le système à synthèse vocale généré par le circuit intégré. Pour interrompre la phase d’apprentissage, il faut appuyer brièvement sur P3. Une pression prolongée (au moins 1 seconde) efface toutes les données contenues dans la mémoire EEPROM et le cycle d’apprentissage recommence à partir du début. Le mini interrupteur DS1b contrôle le niveau de précision du système.
Fermé, la précision maximale est obtenue, ouvert, la tolérance augmente légèrement. La même action vaut pour DS1 qui agit, par contre, durant la phase de reconnaissance. Les deux interrupteurs fermés, on obtient une précision d’environ 99 %, c’est du moins ce que prétend le fabricant. En effet, au cours de nos essais, il n’est jamais arrivé qu’une mauvaise sortie soit activée, par contre, quelquefois, le système n’a pas identifié le mot à la première tentative.
Pour démarrer la reconnaissance de la parole, il faut appuyer sur P1 et suivre les instructions vocales dispensées par le circuit. Toutefois, afin de rendre l’utilisation du système aussi pratique que possible en fonctionnement normal, nous avons prévu un système de vox constitué par les transistors T1 et T2 et par le réseau logique formé par les portes de U2. Le signal audio capté par le microphone est envoyé à l’entrée du module M1 (broche 1). En même temps, ce signal, redressé par la diode D1 et transformé en une impulsion, active le monostable U2c à travers la porte U2a. A son tour, cet étage contrôle le transistor T2 situé en parallèle sur le poussoir P1. La sensibilité du microphone est volontairement basse pour éviter que le circuit ne s’active inutilement et que, durant la phase d’identification, des bruits ne se superposent à la phrase de l’utilisateur, altérant le processus de reconnaissance.
En pratique, pour activer le dispositif, il faut parler à une distance de 10 à 20 cm du microphone et une distance similaire est requise pour la phase de reconnaissance.
Le signal audio généré par le module (rappelons qu’il contient en mémoire presque 500 phrases) est disponible sur la broche 8. Ce signal est envoyé au circuit intégré U3 pour l’amplifier.
Le circuit utilisé dans cet étage est le TBA820M, en mesure de délivrer une puissance de 1 watt sur une charge de 8 ohms. Les réseaux RC reliés aux différentes broches ont pour but de déterminer le gain en boucle fermée et de limiter la bande passante vers le bas et vers le haut. Le signal amplifié disponible sur la broche 5 pilote le hautparleur de 8 ohms connecté entre la sortie et la masse. Le volume est contrôlé par l’intermédiaire du potentiomètre R15 dont le curseur est directement relié à la broche d’entrée (broche 3) du TBA820M.
Les huit lignes de sortie (broches 12 à 19) sont connectées à 8 étages de puissance pilotant chacun un relais.
Quand la ligne est activée, elle passe du niveau bas au niveau haut, permettant la saturation du transistor. Sur le collecteur de ce dernier, nous avons un relais et une diode électroluminescente qui sont activés un bref instant.
Les contacts du relais peuvent êtres utilisés pour piloter un appareil électrique ou électronique, comme par exemple la serrure électrique de la porte d’entrée. Imaginez la surprise que peut produire un système qui ouvre la porte de la maison en prononçant simplement « ouvre la porte » ! Mais la chose la plus abasourdissante réside dans le fait que si une tierce personne cherche à ouvrir la porte suivant le même principe, elle se verra invariablement répondre par le système : « mot non reconnu ».
Pour l’alimentation du circuit, il faut utiliser une alimentation de 12 volts courant continu capable de débiter 200 à 300 mA. Cette tension alimente directement l’étage de puissance BF et les huit sorties à relais. Les autres étages, y compris le module M1, sont alimentés par une tension de 5 volts fournie par le régulateur intégré U1, un 7805.




Figure 1: Schéma électrique du système de reconnaissance vocale 8 canaux.

Figure 2: Plan d’implantation des composants.

Figure 3: Circuit imprimé à l’échelle 1/1 du système de reconnaissance vocale 8 canaux.

Figure 4: Vue générale du système de reconnaissance vocale 8 canaux.

Liste des composants
R1 : 10 kΩ
R2 : 1 kΩ
R3 : 6,8 kΩ
R4 : 1 kΩ
R5 : 220 kΩ
R6 : 1 kΩ
R7 : 10 kΩ
R8 : 220 kΩ
R9 : 10 kΩ
R10 : 120 Ω
R11 : 10 kΩ
R12 : 1,2 kΩ
R13 : 47 kΩ
R14 : 47 kΩ
R15 : 47 kΩ ajustable
R16 : 150 Ω
R17 : 56 Ω
R18 : 1 Ω
R19 : 2,2 Ω
RA : 10 kΩ (8 pces)
RB : 22 kΩ (8 pces)
RC : 1 kΩ (8 pces)
C1 : 470 μF/35 V chimique
C2 : 470 μF/25 V chimique
C3 : 10 μF/63 V chimique
C4 : 47 μF/25 V chimique
C5 : 47 μF/25 V chimique
C6 : 47 μF/25 V chimique
C7 : 1 μF/63 V chimique
C8 : 100 nF multicouche
C9 : 100 μF/25 V chimique
C10 : 47 μF/25 V chimique
C11 : 150 pF céramique
C12 : 100 nF multicouche
C13 : 470 μF/25 V chimique
C14 : 220 μF/25 V chimique
C15 : 220 μF/16 V chimique
C16 : 100 nF multicouche
C17 : 100 nF multicouche
CA : 100 μF/25 V chimique (8 pces)
D1 : Diode 1N4148
D2 : Diode 1N4148
D3 : Diode 1N4148
D4 : Diode 1N4007
DA : Diode 1N4007 (8 pces)
T1 : Transistor NPN BC547B
T2 : Transistor NPN BC547B
TA : Transistor NPN BC547B (8 pces)
LDA : LED rouge (8 pces)
U1 : Régulateur 7805
U2 : Circuit intégré CD4093
U3 : Circuit intégré TBA820M
M1 : Module Sensory Voice Direct
RLA : Relais 12 V 1RT (8 pces)
DS1 : Dip switch 2 pôles
P1 : Bouton poussoir N/O
P2 : Bouton poussoir N/O
P3 : Bouton poussoir N/O
MIC : Micro électret 2 pôles
HP : Haut-parleur 8 Ω 1 W

Divers:
1 x Support CI 8 broches
1 x Support CI 14 broches
3 x Borniers 2 plots pour CI
8 x Borniers 3 plots pour CI
1 x Barrette sécable 50 broches pour CI
1 x Circuit imprimé réf. L026





Le module utilisé dans ce projet produit par la société California Sensory fait partie d’une série de dispositifs dénommés Interactive Speech, spécialement étudiés pour la reconnaissance vocale. Le module utilisé dans notre application (Voice Direct IC module) permet de réaliser de manière très simple un système complet de reconnaissance vocale.
Pour sa connexion, le module dispose de trois rangées de broches en ligne au pas de 2,54 mm.

La réalisation
Grâce à l’utilisation du « Voice Direct IC Module » autrement dit du module intégré RSC-164, la réalisation de ce projet est sûrement à la portée de tous nos lecteurs. Pour le câblage du système, nous avons prévu un circuit imprimé sur lequel sont montés tous les composants. Il est représenté à l’échelle 1/1. Afin de permettre une réalisation facile, nous vous conseillons de le réaliser par la méthode photographique qui permet d’obtenir une carte similaire en tout point à la nôtre. Pour la liaison du module, il faut utiliser trois bandes de supports tulipe au pas de 2,54 mm de 14, 17 et 19 broches disposés comme indiqué sur le plan d’implantation des composants.
Monter en premier les composants les plus bas et les composants polarisés (attention au sens + et –). Poursuivre par les diodes et les transistors en faisant attention à leur orientation. Pour le montage des deux circuits intégrés, utiliser deux supports, un de 8 broches et un de 14 broches. Ensuite, monter et souder les huit relais et les borniers à vis permettant les liaisons externes. En dernier, insérer le module M1 qui ne peut être monté que dans un seul sens. A ce moment il faut vérifier entièrement le câblage afin de détecter une erreur éventuelle ou une mauvaise soudure.
Pour pouvoir fonctionner correctement, le système nécessite une phase d’auto-apprentissage. Pour cela, il faut éliminer le circuit vox, cela s’obtient simplement en ne montant pas ou en retirant U2. Choisir également le degré de précision du système, aussi bien en phase d’apprentissage qu’en phase de reconnaissance. Au premier jet, il convient de laisser ouvert les deux interrupteurs (précision la plus basse). Appuyer le poussoir P3 et suivez les instructions du système qui vous invite à prononcer le mot ou la phrase capable de valider la sortie numéro 1 (« say word one ») et à répéter le même mot pour confirmer (« repeat to confirm ») pour ensuite prononcer la phrase (« accepted ») et passer à la suivante (« say word two »). La durée du mot ou de la phrase ne doit pas dépasser 3,2 secondes. Pour les motifs que nous avons exposés plus avant, il faut parler à une distance d’environ 20 centimètres du microphone. Pour interrompre la phase d’apprentissage, il faut appuyer un bref instant sur P2.
Rappelons que pour effacer toutes les données en mémoire, il faut appuyer sur P2 durant un temps plus long (>1 seconde). Ne mémorisez pas plus de 8 phrases pour éviter que plus d’une des 8 lignes de contrôle ne s’activent à la fois.
A ce point nous sommes prêts pour la reconnaissance.
Essayez d’appuyer sur P1 et suivez les instructions vocales (« say a word »). Le système devrait reconnaître les huit phrases mémorisées sans problème. Naturellement la personne qui parle doit être la même que celle qui a effectué la phase d’apprentissage, car la même phrase prononcée par une autre personne ne sera pas reconnue. Si tout fonctionne correctement, après avoir coupé l’alimentation, insérer le circuit intégré U2 et vérifier le fonctionnement du vox. Pour obtenir le démarrage du système, il suffit de parler assez fort dans le microphone en prononçant un mot quelconque afin d’activer le vox, le circuit génère une impulsion qui simule la fermeture de P1.

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