Un amplificateur FM de 10 W pour le 140 - 146 MHz



Fabriquer un amplificateur VHF de 10 watts FM n’a généralement rien d’extraordinaire. Dans le montage que nous vous proposons ici et qui ne nécessite aucun réglage, les 10 watts HF sont obtenus en appliquant sur l’entrée d’un module amplificateur hybride à large bande Mitsubishi, une puissance de 0,03 watt (30 milliwatts) seulement. Voilà où se trouve l’originalité de cette réalisation.

Il y a quelques années seulement, pour réaliser un amplificateur de ce genre, à relier à la sortie d’un étage oscillateur, il fallait utiliser trois transistors HF montés d’après un schéma similaire à celui représenté sur la figure 1. Une fois tous les condensateurs ajustables réglés, on parvenait à obtenir environ 10 à 12 watts sur sa sortie.
Un tel amplificateur ne pouvait être monté que par un technicien ayant de bonnes connaissances en HF car, sans une expérience suffisante dans ce domaine, il était difficile de parvenir à régler de façon parfaite les circuits d’accord.
Conséquence : il arrivait parfois que l’amplificateur se mette à auto-osciller de façon inexpliquée après un bref temps de fonctionnement, ce qui entraînait la “mort” des trois transistors.
Aujourd’hui, les modules HF à large bande modernes permettent de réaliser des amplificateurs de bonne qualité ne nécessitant aucune mise au point. De plus, il suffit d’appliquer quelques milliwatts seulement sur leur entrée pour obtenir une puissance importante à leur sortie. Si vous disposez d’un tel module hybride, il vous faudra résoudre des problèmes que vous n’avez jamais rencontrés auparavant.
En effet, les seules caractéristiques que l’on trouve concernant ces composants sont : la tension d’alimentation, la fréquence d’utilisation, la puissance que nous pouvons appliquer sur l’entrée et la puissance maximale fournie sur la sortie.
Si ces données peuvent être suffisantes à un technicien spécialisé et compétent, celui qui n’a jamais utilisé un de ces modules, ne réussira pas à construire un amplificateur s’il n’a pas à sa disposition un schéma électrique et l’indispensable circuit imprimé au moins. Il faut, en outre, que quelqu’un lui ai dit ce qu’il convient de ne pas faire pour ne pas mettre son module hors d’usage immédiatement.
A ce point, nous intervenons pour vous proposer le circuit d’un amplificateur HF pour le 140-146 MHz, étudié pour utiliser un module de puissance de la marque Mitsubishi référencé M.57732/L.
Si nous consultons les caractéristiques données par le constructeur, nous trouvons ces quelques éléments :


Fréquence de fonctionnement ........................ 135-160 MHz
Tension maximale sur les broches 2-4 ............... 15 volts
Tension maximale sur la broche 3 ................... 6 volts
Consommation maximale .............................. 2,5 ampères
Puissance maximale en entrée ....................... 0,04 watt
Impédance d’entrée et de sortie .................... 50 ohms
Température de fonctionnement ...................... –30 à +100° C
Gain en puissance .................................. 25 dB

Mais même si nous ajoutons la signification des différentes broches (voir figure 2) à ces caractéristiques, selon vous, combien sauraient concevoir un schéma électrique valable ?
Il faut tout d’abord savoir qu’il n’est pas conseillé de dépasser les 15 volts d’alimentation. Partant de là, nous devons alimenter le module avec une tension de 12-13 volts.
Si ensuite, nous prenons en compte le gain en puissance de 25 dB, ce qui signifie une augmentation de la puissance de 316 fois, si nous appliquons 0,04 watt sur l’entrée, en sortie nous devons obtenir :

0,04 x 316 = 12,64 watts


Toutefois, pour ne pas endommager le module, il vaut mieux limiter la puissance d’entrée à une valeur légèrement inférieure à celle préconisée dans les caractéristiques.
En admettant n’utiliser en entrée que 0,03 watt (égal à 30 milliwatts), en sortie nous obtenons :

0,03 x 316 = 9,48 watts


Evidemment, si nous appliquons au module des puissances inférieures à 30 milliwatts, la puissance de sortie sera automatiquement réduite comme nous l’avons spécifié dans le tableau ci-dessous.

puissance d’entréepuissance de sortie
6 milliwatts1,58 watt
10 milliwatts3,16 watts
16 milliwatts4,74 watts
20 milliwatts6,32 watts
26 milliwatts7,90 watts
30 milliwatts9,48 watts
36 milliwatts11,0 watts


Il existe également une autre donnée qui varie en rapport avec la puissance produite. A la puissance maximale, le module absorbe environ 2,5 ampères, la consommation descend à 2 ampères pour une puissance de 9,5 watts et est réduite à 1,7 ampère pour une puissance de 7 watts.
Laissant de côté toutes ces particularités, nous nous trouvons devant un autre problème à résoudre : celui de la commutation automatique, pour passer de la réception à l’émission.
Un amplificateur se connecte toujours à la sortie d’un émetteur/récepteur. Ainsi, en émission, le signal HF présent sur la sortie de l’émetteur doit entrer dans l’amplificateur et doit ensuite être prélevé sur la sortie de l’amplificateur pour rejoindre l’antenne rayonnante. Par contre en réception, le signal capté par l’antenne doit rejoindre directement l’entrée de récepteur en contournant l’amplificateur.
Comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique, la commutation est effectuée par deux relais.

Figure 1 : Schéma théorique d’un amplificateur utilisant des transistors amplificateurs HF. Après avoir calculé la valeur de toutes les inductances et des condensateurs d’accord, il est nécessaire de régler de façon parfaite chaque étage, car si un de ceux-ci auto-oscille, tous les transistors seront détruits en peu de temps.


Figure 2 : En utilisant le module amplificateur à large bande M.577632/L de chez Mitsubishi, on peut amplifier une fréquence comprise entre 135 et 160 MHz sans avoir de réglage à effectuer. Sur la figure de gauche, nous représentons son brochage et sur celle de droite, le schéma synoptique interne fourni par le fabricant.

Figure 3 : Schéma électrique de l’amplificateur de 10 watts pour le 140-146 MHz. Si nous appliquons sur l’entrée des signaux supérieurs à 40 milliwatts, nous devrons les atténuer avec un atténuateur en «π» formé par les résistances R15, R16 et R17. Dans le tableau (voir texte), nous avons reporté la valeur des résistances à utiliser en fonction de la puissance injectée à l’entrée.

Liste des composants de l’amplificateur LX.1418
R1 : 3,9 kΩ
R2 : 22 kΩ
R3 : 22 kΩ
R4 : 3,9 kΩ
R5 : 150 kΩ
R6 : 150 kΩ
R7 : 100 Ω
R8 : 100 Ω
R9 : 1 kΩ
R10 : 10 kΩ
R11 : 10 kΩ
R12 : 1 MΩ
R13 : 10 kΩ
R14 : 22 kΩ
R15 : voir tableau
R16 : voir tableau
R17 : voir tableau
R18 : 120 Ω 1/2 W
C1 : 10 nF céramique
C2 : 10 nF céramique
C3 : 10 nF céramique
C4 : 10 nF céramique
C5 : 10 nF céramique
C6 : 100 nF céramique
C7 : 10 nF céramique
C8 : 100 nF céramique
C9 : 47 μF électrolytique
C10 : 100 nF céramique
C11 : 10 nF céramique
C12 : 100 nF céramique
C13 : 10 nF céramique
C14 : 100 nF céramique
C15 : 10 nF céramique
C16 : 100 nF céramique
C17 : 10 nF céramique
C18 : 100 nF céramique
C19 : 10 nF céramique
C20 : 39 pF céramique VHF
C21 : 39 pF céramique VHF
C22 : 100 μF électrolytique
L1-L2 : Self en strip-line
L3 : voir texte
L4 : voir texte
L5 : voir texte
JAF1 : Self 10 μH
JAF2 : Self VK 200
JAF3 : Self VK 200
JAF4 : Self VK 200
DS1 : Diode Schottky 1N5711
DS2 : Diode Schottky 1N5711
DS3 : Diode 1N4148
DS4 : Diode 1N4007
DS5 : Diode BY255
DZ1 : Diode zener 4,7 V 1 W
TR1 : Transistor NPN BC547
IC1 : Circuit intégré LM358
IC2 : Module hybride Mitsubishi M.57732/L
RL1 : Relais 12 V 1 RT
RL2 : Relais 12 V 1 RT

Note : toutes les résistances sont des 1/4 W, sauf spécification contraire.

Schéma électrique
Le schéma complet de l’amplificateur utilisant le module M.57732/L est représenté sur la figure 3. Sur la prise d’entrée située sur la gauche, nous pouvons connecter la sortie de l’émetteur dont on veut augmenter la puissance ou bien le signal issu d’un VFO prévu pour les fréquences de 140- 160 MHz.
Lorsque l’émetteur/récepteur est en réception, les deux relais sont au repos et, ainsi, le signal capté par l’antenne atteint directement l’entrée du récepteur.
Quand l’émetteur est en émission, le signal HF passant par la ligne L1 se retrouve, par induction, également sur la ligne L2.
La diode DS1, reliée à la gauche de cette ligne, redresse le signal de l’onde directe, de cette façon, sur la cathode, nous retrouvons une tension positive qui est appliquée sur la broche non-inverseuse 5 de l’amplificateur opérationnel IC1/A.
Lorsque nous retrouvons cette tension sur l’amplificateur opérationnel, les relais sont activés. Le relais 1 connecte la sortie de l’émetteur sur la broche 1 du module IC2 et le relais 2 connecte l’antenne sur la broche de sortie 5.
En regardant le circuit de détection, certains se demanderont pourquoi nous prélevons la tension positive de 12 volts sur le diviseur formé par les résistances R9 et R7+R8 et pourquoi nous faisons parvenir une tension positive d’environ 0,3 volt, à travers les diodes DS1 et DS2, sur les deux entrées de l’amplificateur opérationnel IC1/A.
Si nous n’avions pas appliqué cette tension aux diodes, pour les faire passer en conduction, nous aurions dû dépasser leur niveau de seuil, en fait nous aurions dû appliquer sur la prise d’entrée du module des puissances exagérées alors que nous savons qu’il ne faut pas dépasser 40 milliwatts.
Ainsi, la diode DS1 est déjà conductrice avec la tension positive prélevée du diviseur de tension à résistances et il suffit d’une puissance dérisoire pour faire activer les deux relais.
En fait, les deux relais seront excités avec une puissance de seulement 10 milliwatts.
Il faut signaler que l’amplificateur opérationnel IC1/A est utilisé comme amplificateur différentiel. De cette façon, quand les deux tensions appliquées ont une valeur identique, nous aurons 0 volt sur la broche de sortie, comme le confirme la formule :

Volt de sortie = (R6 : R4) x (V1 - V2)


D’où :
V1 est la valeur de tension (0,3 volt) présente sur la broche non inverseuse 5.
V2 est la valeur de tension (0,3 volt) présente sur la broche inverseuse 6.
Sachant que la résistance R6 et de 150 kΩ et la résistance R4 de 3,9 kΩ, en sortie, nous retrouvons une tension de :

(150000 : 3 900) x (0,3 – 0,3) = 0 volt


Lorsque, sur l’entrée du module, nous appliquons le signal HF prélevé de la sortie d’un émetteur ou d’un VFO, la diode DS1 détecte cette tension et, même si elle est aussi dérisoire que de passer de 0,3 volt à 0,4 volt, sur la sortie de l’amplificateur opérationnel IC1/A, nous retrouverons une tension positive de :

(150000 : 3 900) x (0,4 – 0,3) = 3,84 volts


Cette tension est appliquée sur l’entrée non inverseuse 3 de l’amplificateur opérationnel IC1/B, utilisé comme comparateur de tension.
Dès que la tension sur l’entrée non inverseuse dépasse la valeur de la tension présente sur l’entrée inverseuse 2, qui est d’environ 0,7 volt par la présence de DS3, nous retrouvons, sur la sortie, une tension positive d’environ 10 à 12 volts. Cette tension polarise la base du transistor TR1, qui devient conducteur et active les deux relais reliés sur son collecteur.
Comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique, avant d’atteindre la broche d’entrée 1 du module, nous avons fait passer le signal HF prélevé à la sortie de l’émetteur ou du VFO, à travers un atténuateur à résistances (voir les résistances R16, R15 et R17 dans le rectangle jaune), car nous savons qu’il ne faut pas appliquer au module une puissance supérieure à 0,04 watt.
Dans le tableau ci-dessous, nous avons reporté les valeurs des résistances qu’il faut utiliser pour l’atténuateur en fonction de la puissance d’entrée.


puissance entréevaleur de R16valeur de R15-R17atténuation de puissance
50 mW12 ohms390 ohms2,2 dB
60 mW18 ohms270 ohms3,0 dB
70 mW22 ohms220 ohms3,7 dB
80 mW27 ohms220 ohms4,3 dB
90 mW27 ohms180 ohms4,8 dB
100 mW33 ohms180 ohms5,3 dB
125 mW39 ohms150 ohms6,2 dB
150 mW47 ohms120 ohms7,0 dB
200 mW56 ohms120 ohms8,3 dB
250 mW68 ohms100 ohms9,2 dB
300 mW75 ohms100 ohms10,0 dB
350 mW82 ohms100 ohms10,7 dB
400 mW82 ohms82 ohms11,3 dB
450 mW90 ohms82 ohms11,8 dB
500 mW95 ohms82 ohms12,2 dB
550 mW100 ohms82 ohms12,7 dB
600 mW110 ohms82 ohms13,0 dB
650 mW120 ohms82 ohms13,4 dB
700 mW120 ohms75 ohms13,7 dB
750 mW120 ohms68 ohms14,0 dB
800 mW130 ohms68 ohms14,3 dB
900 mW140 ohms68 ohms14,8 dB
1,0 Watt150 ohms68 ohms15,3 dB
1,5 Watt180 ohms68 ohms17,0 dB
2,0 Watts220 ohms68 ohms18,3 dB



Note : Les valeurs non standard des résistances peuvent êtres obtenues en reliant en parallèle ou en série deux résistances.
Par exemple pour obtenir 75 ohms, il suffit de relier en parallèle deux résistances de 150 ohms, par contre, pour obtenir 95 ohms, il suffit de relier une résistance de 82 ohms et une résistance de 12 ohms.


Jusqu’à une puissance de 250 milliwatts, nous pouvons utiliser des résistances au carbone de 1/4 watt, jusqu’à 600 milliwatts des résistances au carbone de 1/2 watt et pour des puissances supérieures des résistances de 1 watt.
Si le VFO ou l’émetteur que nous utilisons pour piloter le module délivre une puissance inférieure à 40 milliwatts, il faut exclure l’atténuateur. Ainsi nous relirons la sortie du relais 1 directement sur la broche 1 de IC2. Le problème de l’atténuateur d’entrée étant résolu, voyons à présent les broches d’alimentation.
Dans le tableau des caractéristiques, il est indiqué qu’il faut appliquer une tension inférieure à 6 volts sur la broche 3.
Pour cela, nous avons réduit la tension de 12 volts d’alimentation à 4,7 volts par l’intermédiaire de la diode zener DZ1.
Pour éviter les auto-oscillations, il faut appliquer la tension d’alimentation sur les différentes broches 2, 3 et 4, à travers des selfs HF en ferrite (voir JAF2, JAF3 et JAF4) et il faut relier, entre ces broches et la masse, des condensateurs de 100 nF et 10 nF.
De la broche de sortie 5, nous prélevons nos 10 watts, lesquels, avant de rejoindre le relais 2 et l’antenne, passent à travers un filtre passe-bas composé des trois bobines L3, L4 et L5 et des deux condensateurs céramiques C20 et C21.
Ce filtre, qui a une fréquence de coupure d’environ 170 MHz, permet d’éviter de générer à l’antenne des harmoniques à 320, 480 et 640 MHz.
Pour fournir à ce module la tension qui lui est nécessaire, il faut utiliser une alimentation stabilisée en mesure de fournir 12 volts sous 2,5 ampères maximum.

Réalisation pratique

Figure 4 : Par curiosité nous avons ouvert un de ces modules. Sur cette photo, vous pouvez donc voir le module hybride déshabillé !

Figure 5 : Photo de l’amplificateur vu du côté des composants. Sur la face opposée de cette platine, sera monté un gros radiateur dont le montage est donné en figures 7 et 8. Il servira à dissiper la forte chaleur générée par le module IC2.

Figure 6 : Schéma d’implantation des composants de l’amplificateur. Dans le montage, vous devez respecter impérativement la polarité de toutes les diodes au silicium et de la diode zener DZ1. Les deux prises d’entrée et de sortie peuvent être reliées au circuit avec deux courts morceaux de câble coaxial de 50-52 ohms. En bas, nous avons représenté le nombre de spires et les dimensions en millimètres des deux bobines L3 et L5 et de la bobine L4.

Figure 7 : Après avoir posé le module IC2 sur le radiateur, montez, sur chacun de ses côtés, les deux écarteurs en aluminium usiné.

Figure 8 : Avant de fixer le module sur le radiateur, vous devrez plier ses broches en forme de "L", puis de nouveau les plier en "L" pour les souder sur les pistes du circuit imprimé.

Prenez à présent le dissipateur de chaleur et, sur celui-ci, installez le module non sans avoir replié toutes ses broches en “L” vers le haut.
Sur les deux ailettes latérales du module, appuyez les deux écarteurs en aluminium (voir figure 7) et fixez, sur le dissipateur, le module et le circuit imprimé à l’aide de deux vis en acier, en serrant fermement les écrous de façon à ce que toute la surface métallique du module appuie uniformément sur la surface radiateur.
Les broches de sortie du module, que nous avons pliées en "L", sont à présent pliées de nouveau en "L" sur le circuit imprimé afin de pouvoir les souder sur les 5 pistes en cuivre.
Maintenant, entre les pistes qui sont situées devant les broches 2, 3 et 4 et les pistes de masse qui séparent ces pistes, soudez les condensateurs céramiques C14 à C19 en prenant soin de raccourcir leurs pattes au maximum.
Pour compléter le montage, il faut insérer les bobines L3, L4 et L5 ainsi que les condensateurs céramiques pour HF C20 et C21 du filtre passe-bas.
Il vous faut fabriquer vous-même ces bobines, cette étape est on ne peut plus simple, comme vous allez voir.
Pour cela, nous allons vous indiquer leurs caractéristiques.
Bobine L3-L5 = sur un support de diamètre de 8 mm (queue de foret), bobinez deux spires jointives en utilisant du fil de cuivre argenté de 1 mm. Après les avoir bobinées, il faut écar ter les deux spires de façon à obtenir une bobine de 5 mm de long environ.
Bobine L4 = sur un suppor t de diamètre 8 mm, bobinez 3 spires jointives en utilisant du fil de cuivre argenté de 1 mm. Après les avoir bobinées, il faut écarter les trois spires de façon à obtenir une bobine de 7 mm de long environ.
Les deux bobines L3 et L5 sont montées dans le sens horizontal par rapport au circuit imprimé. Par contre, la bobine L4 est montée à 90 degrés (voir figure 6).
Entre les bobines L3 et L4 et entre les bobines L4 et L5, soudez les deux condensateurs HF céramiques C20 et C21 d’une capacité de 39 pF chacun.
La réalisation de l’amplificateur sera terminée après avoir inséré le circuit intégré IC1 dans son support en orientant son repère vers la droite.
Cet amplificateur peut être enfermé dans un coffret soit métallique soit en plastique. Pour connecter les deux prises BNC d’entrée et de sortie aux pistes du circuit imprimé, utilisez deux petits morceaux de câble coaxial de 50-52 ohms.

Derniers conseils
Sur l’entrée de cet amplificateur, vous ne devez appliquer qu’un signal HF modulé en fréquence. Il ne faut pas relier sur l’entrée un émetteur modulé en amplitude, car vous pourriez endommager irrémédiablement le module.
Avant de passer en émission, vous devrez avoir relié à l’appareil le câble coaxial allant à l’antenne ou une charge fictive de 50-52 ohms.
Ce montage ne nécessite aucun réglage, dès que vous appliquez un signal HF sur l’entrée, vous obtenez, sur la sortie, une puissance proportionnelle à celle que vous avez appliquée sur l’entrée.
Pour alimenter cet amplificateur, utilisez une tension stabilisée de 12 volts sous 2,5 ampères environ.

Un récepteur de télécommande UHF à circuit monolithique Micrel



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

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

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

Figure 1 : Brochage du récepteur HF monolithique de Micrel.

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

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

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



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


Etude du schéma

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

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

Le circuit intégré monolithique UHF de Micrel

Schéma synoptique du récepteur monolithique de Micrel

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

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

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

Figure 3 : Plan d’implantation des composants.

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



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

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

Une télécommande pilotée par portable GSM



Le montage proposé dans cet article est né d’une discussion sur le non respect des règles de sécurité par certains locataires de jet-skis. Le système permet de bloquer à distance une machine lorsque le pilote s’approche trop près des plages ou lorsqu’il effectue des manoeuvres dangereuses. Il utilise le réseau GSM en se servant d’un simple téléphone portable pour émetteur, tandis que chaque récepteur est constitué par le nouveau module GSM Falcom A2, avec un abonnement prépayé. La commande d’activation ou de désactivation du jet-ski n’entraîne aucune consommation d’unité. Ce système, bien qu’étudié à l’origine pour équiper des jet-skis, peut trouver d’autres applications dans tous les cas où l’on est confronté à la nécessité d’activer à une distance importante, sinon considérable, un dispositif électrique, électronique ou mécanique. Il est même tout à fait possible d’imaginer pouvoir stopper à distance, par réseau GSM interposé, votre nouvelle TDI qu’un indélicat vous aurait emprunté !

L’utilisation des lignes téléphoniques, par réseau commuté ou par radio, n’est plus, aujourd’hui, limitée aux seules communications téléphoniques entre utilisateurs. Il est maintenant possible d’y faire transiter les commandes de systèmes d’automatisation et de contrôle à distance qui intéressent bon nombre de domaines les plus divers.
Il est possible de prendre la mesure de ce qui peut être fait sur les lignes GSM, à travers l’exemple tout simple du projet décrit dans cet article. Cette application peut sembler très particulière mais, en dehors du secteur spécifique abordé, elle peut trouver une multitude d’utilisations aussi différentes qu’intéressantes.

Utilité et fonctionnement
Comme nous l’avons déjà écrit en introduction, ce projet a été étudié pour satisfaire aux exigences de la location de jet-skis. En effet, les gérants d’établissements balnéaires louant des jet-skis, ou d’autres appareils à moteur évoluant sur l’eau, sont tenus, selon les lois et règlements en vigueur, d’équiper leurs engins d’un système de contrôle à distance permettant d’éteindre le moteur en cas de danger.
Lorsqu’un pilote se lance dans des figures trop dangereuses ou s’approche trop près de la plage, le responsable doit avoir la possibilité de bloquer le moteur et de le réactiver ensuite. A l’heure actuelle, il existe principalement deux types de systèmes de télécontrôle installés sur les jets ski par les loueurs :
- des dispositifs semblables à ceux assurant l’ouverture automatique de portail, ou bien
- des systèmes radio particuliers pouvant fonctionner en VHF ou en UHF.
Dans le premier cas, c’est un système peu coûteux, mais d’une portée limitée comprise entre 50 et 200 mètres, qui n’a d’autre utilité que de répondre à d’éventuels contrôles des autorités compétentes.
Dans le deuxième cas, le système installé sur le moteur de chaque jet-ski coûte très cher, plusieurs milliers de francs, auxquels vient s’ajouter le prix de l’émetteur assurant la commande.
Par ailleurs, les canaux radio utilisés peuvent souvent être dérangés par d’autres émissions et la por tée est souvent médiocre pour différentes raisons.
L’utilisation d’un système GSM permet d’obtenir des résultats extrêmement plus intéressants, une plus grande sûreté, un coût moins important et une installation beaucoup plus simple. Le dispositif monté sur un jet-ski comprend un module GSM (pour lequel on aura acquis un abonnement prépayé) et un circuit simple contrôlant un relais.
Les contacts de ce dernier sont reliés à l’installation électrique du jet ski dont ils autorisent ou inhibent le fonctionnement.
L’émetteur de commande est un simple téléphone por table dans la mémoire duquel on a, au préalable, enregistré les numéros de téléphone correspondant aux différents jetskis. Pour en bloquer un, il suffit d’appeler le numéro qui lui correspond d’une simple pression de touche.
L’appel ne recevra jamais de réponse (de cette façon, on ne consommera aucune unité), mais l’impulsion provoquée sur la sor tie "ring" du GSM monté sur le jet-ski, suffira à activer le circuit électronique de blocage/ déblocage.
En fait, l’impulsion provoque la commutation d’un circuit bistable qui contrôle le relais de puissance. Un second appel effectué au même jetski provoquera le retour à l’état primitif du circuit bistable, permettant ainsi au conducteur de rallumer le moteur.
Le seul point sombre possible de notre système est la couverture de la zone concernée par le réseau GSM. Bien évidemment, le système ne peut fonctionner que si la zone est couver te !
Toutefois, il suffit de consulter les cartes des zones de couverture fournies par les opérateurs, pour s’apercevoir que, même en ce qui concerne les côtes, dans 98 % des cas, on ne rencontre pas de problèmes de couverture.
Le système que nous avons mis au point pour le jet-ski peut être extrapolé dans bon nombre de domaines différents. Il suffit de disposer d’une source d’alimentation de 12 volts et de s’assurer que la couverture radio soit suffisante.

Le schéma électrique
Figure 1 : Schéma électrique du système d’arrêt moteur commandé par GSM.

A présent que nous avons vu comment fonctionne le circuit et quelle peut en être l’utilité, passons au schéma électrique. Le coeur du dispositif est un modem cellulaire GSM Falcom A2, indiqué "U2" sur le schéma électrique. Nous nous sommes déjà penchés sur ce module dans le numéro 2 d’ELM, pages 36 et suivantes, où nous vous proposions une platine d’essai pour GSM. Nous ne saurions trop vous recommander de relire cet article.
Pour ceux qui ne connaîtraient pas ce produit, rappelons qu’il s’agit d’un modem cellulaire GSM complet, homologué, capable d’opérer aussi bien en phonie qu’en télécopie.
Ce dispositif a des dimensions par ticulièrement réduites et peut être intégré à l’intérieur de n’impor te quel appareil. La carte SIM, de type "plugin" (petite), doit être introduite dans une fente du module prévue à cet effet.
Pour les liaisons avec les circuits externes, le Falcom A2 dispose de deux principaux connecteurs : un à 40 broches, placé sous le module, et un de 15 broches, placé sur un côté.
Dans notre application, nous utiliserons seulement quelques lignes de contrôle qui se trouvent toutes sur le connecteur à 15 broches. Nous nous sommes connectés sur les broches 10, 11 et 12, reliées au positif d’alimentation (5 volts), sur les broches 13, 14 et 15, toutes reliées à la masse, sur la broche 3 (soft on), et sur la broche 4 (ring).
Une fois sous tension, le module GSM ne s’active que lorsque la broche 3 (soft on) reste à l’état logique 1 pendant un minimum de trois secondes.
En fait, il faudrait un petit bouton comme le "ON" que l’on trouve sur les téléphones portables, relié entre la broche 3 et la ligne positive. Dans le cas qui nous occupe, cette fonction est dévolue au microcontrôleur U3, et plus précisément, à la sortie correspondant à la broche 6.
Au démarrage, cette ligne présente un niveau logique 1 pendant environ 5 secondes, pour retourner ensuite à 0 volt (niveau logique 0).
Toujours au démarrage, le microcontrôleur initialise la sortie (broche 2) qui pilote le transistor T1 et le relais.
Lors d’un appel, sur la broche 4 du modem U2, on obtient un train d’impulsions, qui, détecté par l’entrée du microcontrôleur U3 (broche 7), commute l’état logique de la broche de sortie 2. Cela provoque la saturation du transistor T1 et active le relais jusqu’à l’appel suivant.
A l’intérieur du microcontrôleur se trouve un circuit de temporisation qui, après le premier "ring" d’un appel, désactive la ligne d’entrée pendant environ 20 secondes empêchant ainsi, aux autres "rings" du même appel, d’agir sur le circuit. Il est donc nécessaire d’attendre environ 20 secondes avant d’effectuer le deuxième appel pour débloquer le moteur.
Le microcontrôleur utilisé est un simple et économique PIC12C672, dispositif à 8 broches, doté d’une mémoire EEPROM de 2 048 octets et d’une RAM de 128 octets. Le programme intégré est vraiment très simple et peut aussi être écrit par nos lecteurs les moins experts en utilisant des compilateurs Basic, disponibles dans le commerce.
On aurait également pu obtenir les fonctions nécessaires avec des composants moins performants, tels que les circuits intégrés 555 et 4013. Nous avons préféré la solution du microcontrôleur car elle offre au système, la possibilité de pouvoir modifier rapidement son fonctionnement grâce au programme.
Revenons au schéma électrique.
Etant donné que la plupart des circuits électriques des jet-skis fonctionnent avec une batterie 12 V, notre circuit dispose d’un régulateur de tension intégré, capable de fournir les 5 volts nécessaires à alimenter le module GSM ainsi que le microcontrôleur.
Ce circuit utilise le régulateur U1 et trois condensateurs de filtrage. La diode D1 protège le circuit des éventuelles inversions de la tension d’alimentation, tandis que D2 élimine les pics de tension générés par la bobine du relais, pendant la commutation.
Le relais, alimenté par la tension d’entrée 12 volts, dispose de contacts capables de supporter jusqu’à 10 ampères. Ces contacts sont utilisés pour désactiver l’étage d’allumage électronique, dont tous les jet-skis sont équipés.
Si on souhaite utiliser ce circuit avec une tension d’alimentation de 6 volts, il suffit d’éliminer le régulateur U1, d’utiliser deux ou trois diodes reliées en série au positif de l’alimentation ainsi qu’un relais ayant une bobine de 6 et non de 12 volts.
Si, comme nous l’avons vu, le circuit électrique est très simple, vous verrez que sa réalisation pratique l’est encore plus.

Le module GSM Falcom A2 et ses connexions
Le système d’arrêt moteur pour jet-ski utilise un module GSM Falcom A2 dont les dimensions sont particulièrement réduites malgré la présence d’un emplacement pour la carte SIM. Le A2 dispose de deux connecteurs, de 15 et de 40 broches, pour la connexion avec des circuits extérieurs. Etant donné le nombre limité de fonctions nécessaires dans ce projet, nous avons utilisé exclusivement les lignes disponibles sur le connecteur 15 broches (voir photo de droite).





Le tableau qui suit, illustre les fonctions des 15 lignes d’entrée/sortie de ce connecteur.


Le contrôle à distance est placé à l’intérieur d’un boîtier plastique étanche, normalement utilisé pour les installations électriques traditionnelles.

La version professionnelle

Le dispositif proposé dans cet article, est parfaitement fonctionnel et sûr à tous points de vue. Nous avons toutefois mis au point une version, que nous avons appelé "professionnelle" et qui offre, en plus et sans rien perdre des fonctions de la version "de base", l’identification de l’émetteur.
Concrètement, la réception d’un appel n’activera le relais que si le numéro téléphonique du poste appelant a été préalablement mémorisé dans l’unité réceptrice. De cette façon, on a l’absolue certitude que le moteur commandé ne peut être arrêté et redémarré que par l’appel provenant d’un portable autorisé et de celui-là uniquement.
Cette version "professionnelle" de notre système d’arrêt moteur commandé par GSM fonctionne, elle aussi, sans consommations téléphoniques.
Dans un prochain article, nous vous proposerons la description de cette nouvelle version adaptée à une application différente de celle décrite ici.

Montage et installation
Pour le montage de notre contrôleur à distance, nous avons prévu un circuit imprimé sur lequel tous les composants trouvent place, y compris le module GSM.
Le circuit a été inséré ensuite à l’intérieur d’un boîtier plastique étanche, comme ceux utilisés dans les installations électriques traditionnelles, duquel sortent le câble d’alimentation, le câble relié à l’étage d’allumage et le coaxial de l’antenne GSM.
Le dispositif, antenne comprise, est placé à l’intérieur de la carrosserie du jet ski, car la fibre de verre qui la compose n’empêche absolument pas le rayonnement des ondes radio. Mais, procédons par ordre.
Le module GSM occupe la majeure partie de la surface du circuit imprimé sur lequel il est fixé à l’aide de trois vis.
Les connexions aux emplacements présents sur le circuit, numérotés 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14 et 15, sont assurées par un connecteur 15 broches, prévu à cet effet. Faites très attention de ne pas inverser les fils et évitez les courts-circuits entre broches voisines.
Le montage des autres composants ne présente aucune difficulté. Soudez tous les composants, y compris le microcontrôleur, afin d’éviter que les nombreuses sollicitations mécaniques, auxquelles le circuit sera constamment soumis, ne puissent entraîner de faux contacts.
Avant d’effectuer les soudures, contrôlez attentivement que les composants polarisés aient bien été insérés dans le bon sens.
En position de repos, le circuit fonctionne avec un peu plus de 35 mA, c’est pourquoi le régulateur, qui dissipe environ 250 mW, ne nécessite pas de radiateur de refroidissement. A la réception d’un appel, le courant absorbé augmente jusqu’à 5 fois pendant quelques secondes seulement. C’est la raison pour laquelle la puissance maximale dissipée par le régulateur reste insignifiante. Pour pouvoir fonctionner correctement et se connecter au réseau, le module GSM doit être équipé d’une carte SIM active. Le type d’abonnement n’a aucune importance car, comme nous l’avons dit précédemment, notre système ne consomme aucune unité, étant donné que personne ne répond aux appels !
Après avoir inséré la carte SIM dans l’emplacement du Falcom A2 prévu à cet effet, fixez le circuit à l’intérieur du boîtier étanche en laissant sortir les câbles par les trous percés au plus juste diamètre pour ne pas compromettre l’étanchéité. Un éventuel ajout de mastic silicone ne sera pas inutile pour parfaire ladite étanchéité.
Collez ensuite l’antenne GSM aux parois internes de la carrosserie du jet-ski et, à l’aide de silicone, recouvrez- la entièrement. Une antenne pour pare-brise est idéale. Ne collez évidemment pas cette antenne sur une partie de la carrosserie devant être fréquemment démontée. Evitez également les endroits trop proches de masses métalliques. Si vous extrapolez pour monter cet appareil sur un véhicule terrestre, choisissez une antenne adaptée et camouflez-la en la plaçant… sur le toit ! En effet, de nos jours, quel voleur s’inquiéterait de trouver une antenne GSM sur le toit du véhicule qu’il convoite ?
Reliez directement le câble d’alimentation aux bornes de la batterie et les bornes du relais à l’étage d’allumage électronique, de façon à en bloquer le fonctionnement en cas de commutation.
Pour activer ou désactiver le système, il suffit d’utiliser un simple téléphone portable, dans lequel vous aurez mémorisé le ou les numéros des GSM montés sur le ou les différents véhicules.
En fait, et en restant dans notre application jet-skis, on rentrera en mémoire les noms "MOTO 1", "MOTO 2", etc.
auxquels on associera les numéros de téléphone respectifs.
Concrètement, pour bloquer la première moto, il faudra rechercher dans la mémoire "MOTO 1" et effectuer l’appel.
Après quelques instants, la moto se bloquera. Pour permettre au conducteur de redémarrer son engin, il faudra attendre une vingtaine de secondes et ensuite, effectuer un nouvel appel.
Ce système, extrapolé à une voiture, par exemple, laissera croire à notre indélicat que le véhicule qu’il a "emprunté" a une panne. Ne pouvant plus compter sur lui, il l’abandonnera.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants.

Figure 3 : Dessin du circuit imprimé à l’échelle 1.



Liste des composants
R1 : 4,7 kΩ
R2 : 4,7 kΩ
R3 : 4,7 kΩ
C1 : 470 μF 25 V électrolytique
C2 : 100 nF multicouche
C3 : 470 μF 16 V électrolytique
D1 : Diode 1N4007
D2 : Diode 1N4007
U1 : Régulateur 7805
U2 : Module GSM Falcom A2
U3 : Microcontrôleur programmé (MF279) PIC12C672
T1 : transistor NPN BC547B
RL1 : Relais 12 V 1 RT

Divers
1 support 4 + 4 broches
1 bornier 2 plots
1 bornier 3 plots
1 connecteur 15 broches pour A2
1 circuit imprimé réf. S279

Un booster audio/vidéo en VHF



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

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

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

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

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



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


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

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



Version avec étage final à transistor


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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



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


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

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

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

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

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

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

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


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

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



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

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



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


SOURCEENTREE AUDIOAJUSTABLEMICS1
     
MagnétoscopeIN AUDIOR10INACTIVEOUI
Caméra vidéoIN AUDIOR10INACTIVEOUI
Mini caméraMICR7ACTIVENON
ORDINATEURIN AUDIOR10INACTIVEOUI



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

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