Un micro espion UHF " l'émetteur et son récepteur "

Publié par MountasserBillah On 16:02



Simple et puissant, ce micro-émetteur UHF est capablede capter les sons les plus faibles pour les transmettrepar radio à une distance maximum de 300 mètres. Le cir-cuit utilise des modules AUREL HF à 433,92 MHz réalisésen technologie CMS. Le système inclut également un ré-cepteur portable économique.

Il est courant de dire que les Français sont individualistes. Pour tant, si l'on en juge par les demandes de descriptions de micros espion, on pourrait ajouter sans crainte qu'ils sont également curieux !
Bien sûr, il n'est pas dans l'intention de tous ceux qui désirent réaliser un tel circuit, d'épier leurs voisins ou leur épouse (époux) ! En effet les micro-émetteurs peuvent être utilisés dans beaucoup d'autres applications, sûrement plus utiles et sûrement plus licites. Vu l'intérêt pour ce genre d'appareils, nous ne pouvons que satisfaire nos lecteurs. Voici donc le projet d'une réalisation composée d'un émetteur et d'un récepteur capables de retransmettre à distance même les plus faibles murmures.

Petite réflexion
La portée de notre système est comprise entre 50 et 300 mètres, selon les conditions de fonctionnement et l'environnement. Le montage que nous avons mis au point, inclut le micro-émetteur et le récepteur. Le tout à un coût vraiment dérisoire et bien inférieur à celui des micros espion que l'on peut acquérir dans les magasins spécialisés. D'ailleurs, quand il est question du prix des micros espion, on oublie presque toujours le récepteur, dont le coût est souvent supérieur à celui de l'émetteur ! En effet, en comparaison du coût, de 500 à 1500 francs pour un micro espion semi-professionnel, le prix d'un récepteur peut atteindre et dépasser les 3000 francs !
Dans le cas qui nous préoccupe, le coût du système complet est inférieur à 500 francs. Un miracle ? Non, simplement un peu de subtilité ! Prenez en main un micro espion du commerce, de ceux qui coûtent quelques billets de cent francs, et essayez de calculer le coût du matériel utilisé. Vous vous rendrez compte que le coût des composants ne représente (dans le meilleur des cas) qu'un vingtième du prix de vente.
Comment expliquer un coût aussi élevé? La réponse est très simple. Ces appareils ne sont pas produits à échelle industrielle, mais sont souvent montés manuellement à l'unité.
Pour une question d'éthique, nous avons longtemps hésité avant de nous lancer dans la conception d'un micro espion. Pourtant, l'insistance de notre entourage, arguant qu'un micro dit espion, n'était pas obligatoirement destiné à espionner, nous a poussés à approfondir la question, surtout en considérant le coût limité qu'aurait eu un tel système. A notre grande surprise, dès les premiers essais, nous avons réussi à obtenir des résultats plus que flatteurs.
A ce point de notre réflexion, nous avons mis de côté tous nos préjugés et nous nous sommes jeté tête baissée dans l'expérimentation. Les résultats sont ceux décrits dans ces pages.
Toutefois, une dernière précision : l'utilisation d'un tel système doit se faire dans le strict respect de la vie privée d'autrui. Celui qui dérogerait à cette règle s'exposerait immédiatement aux affres de la justice. Vous trouverez, à ce micro espion, mille et une applications domestiques et légales !

Description du système
Le système se compose d'un petit émetteur et du récepteur correspondant. Le couple fonctionne sur une fréquence de 433,92 MHz et est capable de couvrir une distance comprise entre 50 et 300 mètres.
Outre les avantages de nature économique, l'utilisation des modules AUREL permet à chacun de mener à bien ce projet. En effet, dans les deux appareils sont utilisés des modules déjà montés et réglés qui ne demandent aucune sorte d'intervention. C'est pourquoi même les amateurs peu familiarisés avec les appareils haute fréquence pourront entreprendre cette réalisation avec la certitude de la mener à terme.
Le micro espion utilise, pour la partie émission, un module à 433,92 MHz, muni d'un oscillateur SAW, qui est capable de fournir une puissance de 10 mW sous 5 volts et de 50 mW sous 12volts. Dans le cas qui nous occupe, le circuit étant alimenté par une pile de 9 volts, la puissance maximum sera d'environ 20 à 30 mW.
Le récepteur utilise un module à superréaction classique RF290, calibré à 433,92 MHz. Ce dispositif présente une sensibilité exceptionnelle, presque excessive pour notre application! Dans un premier temps, nous avions utilisé un module superhétérodyne RXSTD433 mais pendant les essais nous nous sommes aperçus que les différences entre les deux circuits étaient minimes. Certes, le niveau de bruit du module RXSTD433 est moins important mais, dans notre application, cela n'influe pas sur le bon fonctionnement du système.
L'aspect économique, lui, a un certain poids dans l'affaire, étant donné que le module superhétérodyne coûte trois fois plus cher que le module à superréaction ! Après cette longue mais nécessaire introduction, nous entrons dans le vif du projet en nous occupant, pour commencer, de la par tie émission.

Photo 1 : L’émetteur monté.
L'utilisation de composants CMS a rendu possible la réalisation d'un émetteur UHF de dimensions extrêmement réduites, seulement 35 x 58 x 15 mm. A cet encombrement il faut ajouter celui de la pile, une pile alcaline normale de 9 volts.
Le récepteur portable comprend une sortie pour casque, écouteur ou petit haut-parleur et présente un encombrement de 58 x 130 x 30 mm.



L'émetteur
Figure 1 : Schéma électrique de l'émetteur complet.

Figure 2 : Dessin du circuit imprimé échelle 1, côté pistes.

Figure 3 : Implantation de l'émetteur UHF sur le circuit imprimé.

Ce circuit utilise trois transistors, le module AUREL TX433SAW et très peu d'autres composants. Pour obtenir la modulation en amplitude avec le signal analogique du module émetteur, nous avons relié à la masse toutes les broches qui doivent d'ordinaire y aller mais également la broche 2, normalement utilisée comme entrée pour le signal de modulation lorsque l'hybride AUREL est alimenté avec une tension supérieure à 8 volts.
L'autre entrée (broche 3), raccordée à l'alimentation (broche 15), est reliée à l'émetteur du transistor de modulation T3. Le module TX est chargé par l'émetteur de T3, lequel est modulé par le signal provenant du circuit de préamplification.
Cet étage a pour rôle d'amplifier le signal capté par la pastille microphonique préamplifiée. Cette dernière est polarisée par la résistance R1 de 10 k½.
Le signal parvient donc sur la base de T1 qui effectue une première amplification du signal. Ensuite, par l'intermédiaire de C4, le signal est appliqué à l'entrée du second étage d'amplification c'est-à-dire au transistor T2.

Figure 4 : Schéma électrique du module émetteur.
Description des broches
1 : Masse
2 : Entrée modulation Vc > 8 V
3 : Entrée modulation Vc > 8 V
4 : Masse
11 : Antenne
13 : Masse
15 : Positif d'alimentation



Au total, le signal est amplifié environ 1000 fois. Considérant que l'émetteur utilise un microphone avec préamplificateur incorporé, notre circuit garantit une sensibilité audio très importante.
Les condensateurs C3 et C5 limitent la bande passante, en éliminant, par la même occasion, le risque d'autooscillation toujours possible lorsqu'il s'agit de gains très importants. Le réseau R6/C2 introduit un découplage entre les étages haute fréquence et basse fréquence. Le signal BF parvient finalement, par l'intermédiaire du condensateur C6, sur la base de T3, monté en collecteur commun, qui est utilisé comme amplificateur de courant. Comme on l'a vu précédemment, ce transistor contrôle l'alimentation de l'émetteur U1 en le modulant en amplitude.

Photo 2 : Vue du module AUREL TX433SAW.
Sur la photo, le module émetteur est légèrement agrandi. Ses dimensions réelles sont à peine de 38 x 12 mm pour une épaisseur de 4,5 mm. Le module travaille à une fréquence de 433,92 MHz obtenue à l'aide d'un oscillateur SAW. Il délivre une puissance à l'antenne d'au moins 50 mW.


Avec ce système particulier de modulation, il est possible d'obtenir une bande passante d'environ 5 kHz, plus que suffisante pour notre application. Au repos, la tension présente sur l'émetteur de T3 est d'environ 6 volts. Cette tension peut être légèrement modifiée en agissant sur la valeur de la résistance de base R7. Une telle opération ne doit être effectuée que dans le cas où la profondeur de modulation se révélerait insuffisante ou excessive.
La diode D1 protège les composants d'une éventuelle inversion de la tension d'alimentation. Pour cette dernière, on utilise une pile de 9 volts garantissant une autonomie d'environ 30 heures. En effet, le circuit consommant un courant d'environ 15 à 20 mA/h et une pile alcaline de 9 volts fournissant une capacité de 500 mA/h on peut écrire : 500 ÷ 15 = 33!
Pour obtenir le maximum de puissance, il est nécessaire d'utiliser un morceau de fil d'une longueur de 17 cm, que l'on relie à la prise d'antenne du module.
Tous les composants faisant partie de l'émetteur ont été montés sur un circuit imprimé lequel est logé à l'intérieur d'un boîtier en plastique de dimensions très réduites : à peine 16 x 35 x 58 millimètres ! Le dessin du circuit imprimé et l'implantation des composants, tous deux à l'échelle 1, sont donnés dans les figures 2 et 3.
La réalisation de l'émetteur ne présente aucune difficulté particulière. Le module TX433SAW doit être monté légèrement rehaussé par rapport au circuit, de façon à pouvoir, par la suite, être replié vers la plaque.
C'est à ce prix que le montage pourra être logé dans son boîtier. Evidemment, tous les composants polarisés doivent être montés dans le bon sens. La pastille microphonique présente également une polarité. La broche raccordée à son boîtier représente la masse, l'autre, bien sûr, le pôle positif. Une fois le montage terminé, insérez la platine à l'intérieur du boîtier en plastique duquel doivent sortir le morceau de fil d'antenne et la prise pour la pile de 9 volts.
Sur le couvercle du boîtier, à proximité de la capsule microphonique, sont percés quelques petits trous de façon à permettre à cette dernière de capter les signaux audio.

Liste des composants
R1 : 10 kW
R2 : 27 kW
R3 : 1 kW
R4 : 33 kW
R5 : 1 kW
R6 : 1 kW
R7 : 22 kW
R8 : 220 kW
R9 : 4,7 kW
C1 : 100 nF multicouche
C2 : 10 μF 16 V tantale
C3 : 100 pF céram.
C4 : 100 nF multicouche
C5 : 100 pF céram.
C6 : 100 nF multicouche
C7 : 330 pF céram.
D1 : 1N4148
T1 : BC547
T2 : BC547
T3 : BC547
U1 : module en CMS
réf. TX433SAW
MIC :micro à électret

Divers :
- boîtier en plastique antichoc réf. SC704 (dim. 58x35x16 mm)
- morceau de câble rigide en cuire
- C.I. réf. E33

Le récepteur
Figure 5 : Schéma électrique du récepteur complet.

Figure 6 : Le module récepteur en CMS.
Description des broches
1 : +5 V
2 : Masse
3 : Antenne
7 : Masse
10 : +5 V
11 : Masse
13 : Point de test
14 : Sortie
15 : Alimentation de l'étage BF


Figure 7 : Circuit imprimé échelle 1 vu côté piste.

Figure 8 : Implantation des composants du récepteur.

Photo 3 : Le module récepteur AUREL RF290A-233.
Photo du module AUREL RF290A- 433 utilisé dans le récepteur. Il représente la version modifiée du désormais célèbre RF290 mais réglé sur la fréquence 433,92 MHz. Parmi les principales caractéristiques, signalons la grande sensibilité en entrée (–100 dBm ; 2,24 microvolts) et ses dimensions particulièrement réduites : tout juste 38 x 16 x 4,5 mm.


Ce circuit est également très simple. Toute la partie HF est confiée au module U1, un circuit hybride AUREL RF290 (la référence complète est RF290A-5S/433). Ce module est habituellement utilisé dans les récepteurs pour radiocommande car, en fonctionnement normal, on obtient en sortie un signal numérique par faitement carré. Fort heureusement pour nous, il est possible de prélever le signal audio avant qu'il n'arrive au comparateur qui effectue la mise en forme! Ce signal, comme on le voit sur le schéma de fonctionnement interne (figure 6), est disponible sur la broche 13.
Ce module AUREL est composé d'un amplificateur HF et d'un récepteur à super-réaction qui garantissent une sensibilité très importante, d'au moins – 100 dBm (2,24 microvolts).
Pour pouvoir fonctionner correctement, la partie haute fréquence du module doit être alimentée avec une tension de 5 volts fournie par la diode zener DZ1. Le circuit du récepteur est complété par un étage préamplificateur (U2) utilisant un simple 741 et d'un amplificateur de puissance (U3), un classique LM386.
A la sortie du module U1 (broche 13), le signal parvient à l'entrée inverseuse de l'ampli opérationnel U2. Le gain de cet étage dépend du rapport entre R5 et R2. Le condensateur C3 a pour rôle de "couper" les fréquences supérieures à 3 – 5 kHz de façon à réduire le plus possible le bruit de fond.
Le signal par vient donc, à travers le contrôle de volume représenté par le potentiomètre R6, à l'entrée de l'amplificateur de puissance U3. Cet ensemble est capable de fournir une puissance d'environ 0,5 watt. A la sortie, il est possible de connecter soit un casque soit un haut-parleur dont l'impédance peut être comprise entre 8 et 32 ½. Comme dans l'émetteur, l'alimentation est assurée par une pile de 9 volts. Une diode (D1), située dans la ligne d'alimentation protège le circuit contre les dommages que provoquerait une éventuelle inversion de polarité.
Le circuit, sur lequel sont montés tous les composants, présente des dimensions plus importantes que celles de l'émetteur mais, ici, il n'y a pas d'exigences de miniaturisation particulière. Pour le montage du circuit il faut respecter les règles habituelles : souder en premier les composants de petite épaisseur, respecter les polarités des éléments polarisés, ne pas confondre les composants entre eux, etc. Pour le montage des deux circuits intégrés il est conseillé d'utiliser les supports appropriés. L'insertion du module HF sur le circuit imprimé ne peut être effectuée que d'une seule manière. En d'autres termes, il est impossible de monter l'hybride à l'envers. La platine doit être logée dans un boîtier en plastique muni d'un porte-pile. Pour notre prototype, nous avons utilisé un boîtier modèle SC701 de dimensions assez réduites : 130 x 60 x 29 millimètres. L'antenne, indispensable pour obtenir une bonne portée, peut être réalisée avec un morceau de fil rigide de 17 centimètres que l'on fait sortir par la partie supérieure du boîtier. A la place de ce fil on peut utiliser une antenne "boudin" pour UHF que l'on trouve facilement chez n'importe quel revendeur.
Deux autres trous doivent être réalisés : sur le côté du boîtier, en face de la prise de casque/HP et sur le couvercle dans l'axe du potentiomètre. Sur ce dernier, après avoir fermé le boîtier, on fixe un bouton. La prise de sor tie BF a également fonction d'interrupteur de mise sous tension : quand le jack de casque ou de HP est inséré, le récepteur est alimenté, dans le cas contraire, le circuit est éteint. Une fois le montage du récepteur terminé, il ne reste plus qu'à vérifier le fonctionnement général du système.

Liste des composants
R1 : 150 kW
R2 : 47 kW
R3 : 22 kW
R4 : 22 kW
R5 : 100 kW
R6 : 47 kW potentiomètre lin.
R7 : 10 kW
R8 : 10 kW
R9 : 10 kW
C1 : 100 nF multicouche
C2 : 10 μF 16 V élect. rad.
C3 : 2,2 nF céram.
C4 : 470 μF 16 V élect. rad.
C5 : 100 μF multicouche
C6 : 470 μF 16 V élect. rad.
C7 : 1 μF 16 V élect. rad.
C8 : 1 nF céram.
C9 : 100 nF multicouche
C10 : 100 nF multicouche
C11 : 220 μF 16 V élect. rad.
D1 : 1N4002
DZ1 : zener 5,1 V 1/2 W
U1 : module réf. RF290A-433
U2 : 741
U3 : LM386

Divers :
- boîtier en plastique antichoc réf. SC701 (130x60x29 mm)
- câble rigide en cuire
- bouton
- prise jack de châssis, avec interrupteur
- casque
- C.I. réf. E34

Photo 4 : Vue du récepteur dans son boîtier.

Mise au point
Pour essayer l'ensemble, il suffit de brancher les piles sur l'émetteur et sur le récepteur, de connecter un casque ou un HP sur la prise idoine — opération qui, rappelons-le, met également le récepteur sous tension — et de régler le volume de sortie. La sensibilité est tellement élevée que, si les deux appareils fonctionnent proche l'un de l'autre, l'effet Larsen se fera violemment sentir ! Autrement dit, le casque ou le haut-parleur émettra un sifflement modulé mais désagréable! Après cette première vérification, il faut s'éloigner de l'endroit où l'on a placé le micro espion jusqu'à ce que le signal ne soit pratiquement plus audible, c'est-à-dire jusqu'à ce que le bruit de fond couvre ledit signal. La portée est normalement comprise entre 50 et 300 mètres mais, dans des cas particulièrement favorables, on peut arriver jusqu'à 500 mètres. Pour obtenir la plus grande portée possible, il est nécessaire d'intervenir sur les antennes, en les raccourcissant ou en les allongeant de quelques centimètres. Si l'on devait rencontrer des problèmes de modulation, il faudrait modifier légèrement la valeur de la résistance R7 de l'émetteur comme nous l'avons déjà dit plus avant. Ce composant agissant également sur la puissance du TX, sa valeur pourra être également légèrement modifiée afin d'obtenir la puissance maximale. En résumé, par la modification de la longueur de l'antenne et de la valeur de R7, rechercher le meilleur compromis entre modulation et portée.
Vous avez terminé votre micro espion et son récepteur. Faites-en une bonne utilisation. Comme pour chaque montage, vos remarques sont les bienvenues.

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