electronique et loisirs n011

http://www.electronique-magazine.com

JANVIER 2000

France 27 F – DOM 35 F EU 5,5 € – Canada 4,95 $C

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0AVRIL 2000

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Mesure :Pontréflectométrique

Téléphonie :Codeur/décodeurDTMF par PC

Alimentations :Convertisseur12 - 14/28 volts

http://krimo666.mylivepage.com/

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Le bon d’abonnement se trouve page 58

Shop’ Actua ...................................................................................... 4Toute l’actualité de l’électronique…

Informatique pour électroniciens (11) .................................... 8Conception et réalisation d'un prototype (4)

L’utilisation de l’informatique dans le milieu del’électronique permet de réaliser des optimisationsde conception qui étaient impensables il y aquelques années à peine. La C.A.O. notamment,appliquée aux circuits imprimés, assure un gain

de temps mais aussi de qualité et de faisabilité. Le respect de quelquesrègles permet de mener à bien une réalisation avec un risque minimumd’erreur. Au cours de cet article, nous apprendrons ces règles de baseet les mettrons en pratique. Pour cela, nous utiliserons le logiciel “EAGLE”,dans sa version d’évaluation, qui permet la saisie du schéma ainsi quele dessin du circuit imprimé.

Un "polluomètre" HF ...................................................................... 15ou comment mesurer la pollution électromagnétique

De nombreux scientifiques affirment depuis quelquetemps que les champs électromagnétiques HFintenses, rayonnés par les émetteurs FM, les relaisde télévision et autres relais téléphoniques, pour-raient, à long terme, engendrer des effets cancé-

rigènes. Si, pour ces signaux, la limite maximale à ne pas dépasser aété fixée à 6 volts/mètre, comment faire pour les mesurer ?

Une pointeuse automatique par transpondeurs (1/2) ...... 27Ce système professionnel permet le contrôle deshoraires d’entrée et de sortie du personnel depetites entreprises, d’associations ou de clubs.La traditionnelle carte de pointage est remplacéepar un transpondeur pouvant prendre l’aspect “carte

bancaire” ou “porte-clés”. Cette unité est reliée, sans fil, à une interfa-ce avec laquelle il est possible de gérer l’installation complète grâce àun PC.

Un codeur/décodeur DTMF pour PC ........................................ 34Voici une petite carte électronique, à relier au portparallèle du PC. Elle permet de reconnaître les 16tonalités du standard DTMF. Une série de 16fichiers au format “wave”, reproduits par l’inter-médiaire de la carte son, nous permet de générer

ces mêmes paires de fréquences avec l’ordinateur. Voilà de quoi contrô-ler tous les appareils utilisant ce code : téléphones, émetteurs, etc.

Un convertisseur de tension CC de 12 V à 14/28 V .......... 41De nombreux appareils ne peuvent être utilisés envoiture ou dans le camping-car parce qu’ils néces-sitent une tension d’alimentation de 18, 24 ou 28volts continus, alors que la tension fournie par unebatterie est de seulement 12 volts. En réalisant

ce convertisseur d’alimentation, il devient possible d’élever une tensioncontinue de 12 volts à des valeurs comprises entre 14 et 28 volts.

Présentation du numéro d'appelant sur LCD ou PC .......... 47Le mois dernier, nous vous proposions un systè-me de présentation du numéro d’appelant sur PC(ELM 10, page 13 et suivantes). Vous avez été trèsnombreux à nous demander un système indépen-dant, n’obligeant pas à mettre le PC sous tension

pour connaître le numéro de l’appelant. Nous avons d’autant moins demal à vous satisfaire rapidement que le projet que nous allons décriredans ces lignes vient de terminer ses tests en laboratoire.

OSC

.

E

BCE

BC

Un pont réflectométrique pour analyseur de spectre .......... 59S’il est possible de mesurer la valeur de l’impé-dance d’une antenne, ou de n’importe quel filtreHF, en utilisant un simple pont HF accompagnéd’un multimètre, avec un pont réflectométrique, onpeut, en plus, voir sur l’écran d’un analyseur de

spectre, le comportement d’une antenne ou d’un filtre HF sur toute lagamme comprise entre 2 mégahertz et 1 gigahertz au moins.

Un convertisseur bidirectionnel RS232/RS485 .................. 70L’interface, dont nous vous proposons ici la réali-sation, permet des communications sur de longuesdistances, dépassant les limites imposées par lesclassiques ports RS232-C des PC. Il suffit, pourraccorder deux ordinateurs éloignés, de deux cartes

reliées par une paire torsadée pour données. Un mini réseau écono-mique !

Microcontrôleurs PICDe la théorie aux applications, 8ème partie (2/2) .......................... 78

Le mois dernier, nous avons introduit MPLAB puisnous avons développé la manière de mettre enœuvre notre projet. Dans la fin de cette 8ème par-tie, nous allons voir comment simuler un pro-gramme avec MPSIM. Si la lecture de ce cours peut

paraître ardue, tout redevient simple lorsque l’on se trouve devant sonordinateur en disposant du programme.

Cours d’électronique en partant de zéro (11) ...................... 82Pour sélectionner un seul émetteur parmi tous ceuxqui transmettent sur la gamme d’ondes moyennes,courtes, VHF et UHF, on utilise un circuit d’accordcomposé d’une inductance et d’une capacité. Danscette leçon, vous trouverez toutes les formules

pour calculer la valeur de l’inductance et de la capacité afin d’accorderun circuit sur une fréquence bien précise.Nous vous expliquerons, par ailleurs, la relation existant entre “fré-quence” et “longueur d’onde”, et vous trouverez les formules néces-saires pour pouvoir convertir une fréquence exprimée en Hz, kHz, MHzou GHz en une longueur d’onde en mètres ou en centimètres, et vice-versa.Nous avons inclus dans cette leçon de nombreux exemples de calcul,car c’est là la seule façon de comprendre comment les formules doi-vent être utilisées pour résoudre des problèmes différents.Puis, nous avons considérablement simplifié les formules pour le cal-cul des inductances et des capacités, de façon à pouvoir les effectueravec une calculatrice de poche ordinaire.Même si nos formules sont critiquables, nous pouvons vous assurerqu’en pratique vous obtiendrez des valeurs réalistes et c’est ce que sou-haite un débutant qui n’apprécie pas toujours les mathématiques com-plexes.

Les Petites Annonces .................................................................... 92L’index des annonceurs se trouve page .................................. 94C E N U M É R O A É T É R O U T É À N O S A B O N N É S L E 21 M A R S 2000

SOMMAIRESOMMAIRE

Pour vos achats, choisissez de préférence nos annonceurs.C’est auprès d’eux que vous trouverez

les meilleurs tarifs et les meilleurs services.

Le kit K8023permet decontrôler jus-qu’à 10 appli-cations situées à distance et ce, avecseulement deux fils. D’un montagerelativement simple, le kit est contrôlépar un microprocesseur. Les entréespeuvent être des boutons poussoirs,des interrupteurs, des collecteursouverts placés sur un autre montage.Les 10 sorties sont disponibles encollecteurs ouverts, autorisant la com-mande directe de relais. Une LEDindique l’état de chaque sortie. Lesconnexions, sur les entrées et les sor-ties, se font par des barrettes à vis.Ce montage peut être utilisé avecd’autres kits de la marque, en parti-culier la car te à relais standardK6714.www.velleman.be

N O U V E A U T É S

4ELECTRONIQUE magazine - n° 11

Shop’ ActuaShop’ ActuaDans cette rubrique, vous découvri-rez, chaque mois, une sélection denouveautés. Toutes vos informationssont les bienvenues.

Shop’ ActuaELECTRONIQUE magazine

BP2935890 LAILLÉ

Avec “Simple Logger”, Chauvin Arnouxpropose toute une gamme d’appareilsenregistreurs de mesures monovoies.Economiques, ces dispositifs nedemandent aucune intervention d’unopérateur. Pilotés par un logiciel sousWindows, ils ajustent automatique-ment leur rythme d’acquisition et leursensibilité en fonction de la grandeurmesurée. Le logiciel permet de visua-liser, d’analyser les données enregis-trées, d’imprimer sous forme gra-

phique et en listings les résultats desmesures.Les “Simple Logger” disposent de troismodes de fonctionnement :- Enregistrement (Record) pour l’ac-quisition et la mémorisation des don-nées ;- Veille (Stand-by) pour l’attente dedéchargement des données par l’or-dinateur ;- Arrêt (Off) qui arrête le Simple Log-ger et réinitialise sa mémoire.Notons l’existence d’un modèle dis-posant d’un capteur de courant origi-nal avec lequel il suffit d’enserrer leconducteur entre les mâchoires ducapteur et d’appuyer sur un boutonpour commencer la capture numériquedu signal en toute simplicité.Avec 4 096 échantillons acquis parheure, les “Simple Logger” offrent lagarantie d’une information maximale.Leur capacité est supérieure à 8 000enregistrements. De taille compacte,ils permettent une utilisation danstoutes les situations.Alimentés par une simple pile de 9 V,leur faible consommation garantit plusd’un an d’autonomie.Différents modèles existent, suivantla grandeur à acquérir : température,tension, courant (AC, DC).www.chauvin-arnoux.com

MESURE

INFORMATIQUE

AMD, avec son microprocesseur ATH-LON, que nous vous annoncions dansun précédent numéro, franchit la barrièresymbolique de la vitesse d’horloge à1 GHz, en commercialisant sous peu les

processeurs gravés à 0,18 microns, quiéquiperont les premières machines dis-ponibles sur le marché. Des versions“moins performantes” (tout est relatifen informatique) cadencées à 900 et

950 MHz seront également proposées.Dans le même temps, INTEL emboîtele pas à son rival et annonce, lui aussi,un Pentium III à 1 GHz. INTEL a l’avan-tage de proposer des processeurs ayantun cache de niveau 2 (L2) intégré per-mettant de suivre les rapides évolutionsen matière de vitesse d’horloge.

KITS

VELLEMANCHAUVIN ARNOUX

est franchie !


Avec ces performances, le HM303-6se présente comme l’appareil idéalpour toute analyse de signaux ducontinu à 100 MHz. Grâce à son cali-brateur interne très précis, au tempsde montée rapide, la calibration dessondes peut être effectuée dans lesconditions optimales. Parmi les diffé-rentes fonctions du circuit de syn-chronisation, on notera la présenced’un séparateur vidéo-synchro, per-mettant une analyse fine des signauxde télévision. L’oscilloscope disposed’un testeur de composants interne.Son blindage en mu-métal le protègedes champs magnétiques externes.http://perso.wanadoo.fr/arquie-composants/

GRAND PUBLIC

L’oscilloscope est au cœur du labo-ratoire de mesure. Certains modèlesof frent un excellent rappor t qua-lité/prix, avec des per formancessupérieures à ce que l’on peut exigerpour un étudiant, un amateur, undépanneur TV… HAMEG a toujoursproduit d’excellents modèles et leHM303-6, que nous avons repérédans le catalogue ARQUIE, ne dérogepas à cette affirmation. Faisant suiteau célèbre HM203, dont plus de180 000 exemplaires ont été vendusdans le monde, le HM303-6 voit sabande passante monter jusqu’à35 MHz, avec une vitesse de balayagequi atteint 10 ns.

HAMEG chez ARQUIE

N O U V E A U T É SN O U V E A U T É S

Le kit d’évaluation contient égalementles éléments suivants :- Manuel technique du GPC 11 ;- Manuel du moniteur-debuggueur “Buf-falo” ;- L’image de l’EPROM du “Buffalo” ;

- Le manuel utilisateurde l’assembleur68HC11 ;- Le programme assem-bleur 68HC11 ;- Le manuel utilisateurde l’interpréteur BASIC11 ;

- L’éditeur GET 11 et l’émulation ter-minal ;- Différents programmes de démo pourle GPC 11.De nombreuses options sont dispo-nibles.www.grifo.it

MICROPROCESSEURS

GPC 11chez GRIFO

Le GPS se démocratise et devient deplus en plus simple à utiliser, notam-ment avec le système de cartes géo-graphiques se déroulant en arrièreplan ou “moving map”.

Le MAP 410 fait partie de cette nou-velle génération et propose une cartedes routes principales et des auto-routes ainsi que des données télé-chargeables dans le GPS à par tird’un CD-ROM (parcs, attractions tou-ristiques, etc.). L’Europe ne devraitpas tarder à être couverte, les pre-miers modèles mis sur le marché neconcernant, pour le moment, que lesUSA.

Doté d’une antennedétachable, que l’onpeut placer à l’exté-rieur de l’habitacled’un véhicule, garan-tissant ainsi unemeilleure acquisitiondes satellites (12canaux), le MAP 410est également prévu pour la marinede plaisance, intégrant un grandnombre d’aides à la navigation(bouées, cornes de brume, radioba-lises, etc.). Là encore, il faudra patien-ter pour l’Europe. Il gère 500 way-points, 20 routes et 30 branches denavigation.

L’affichage offre une résolution de240 x 120 pixels. L’altimètre intégrépermet d’obtenir une informationd’altitude précise. Notons, égale-ment, la présence d’un thermomètre.Alimenté par 4 piles AA, le MAP 410a une autonomie de 12 heures. Samémoire est sauvegardée par unebatterie au lithium d’une durée devie supérieure à 10 ans. Il disposed’une sor tie NMEA pour l’exploita-tion des trames GPS à par tir d’unordinateur.

Disposant de nombreuses autresfonctions, compact, étanche et résis-tant, il pourra être utilisé dans lesconditions les plus difficiles.www.magellangps.com

GRAND PUBLIC

GRIFO dif fuse une platine d’évalua-tion contenant tous les outils hard etsoft indispensables aux expérimenta-teurs et développeurs travaillant surle 68HC11. La car te GPC 11 estlivrée, d’origine, avec 32 K de RAMmais dispose de deuxsupports 28 broches sup-plémentaires pour uneextension RAM ouEPROM. Le support de lacar te intègre une ali-mentation, qu’il ne resteplus qu’à raccorder ausecteur 220 V.La carte dispose d’une RS 232, de 10entrées/sorties TTL, d’une EEPROM512 octets, de 8 lignes A/D sur 8 bits,d’une timer/compteur sur 16 bits,d’une EPROM contenant l’interpréteurBASIC 11.

MAGELLAN


N O U V E A U T É S

Avec une com-pilation denombreux logi-ciels share-

ware, freeware… ou de démonstration,récupérés pour la plupart sur Internet,Infracom permet aux électroniciens detester ces dif férents produits sansperdre de temps (et d’argent), à lestélécharger. Plus de 200 Mo de don-nées, représentant 1300 fichiers à tes-ter ou à lire. Beaucoup sont en anglais,mais vous en trouverez aussi en fran-çais… voire en allemand et espagnolpour certains.Winzip et Acrobat Reader sont fournis

sur le CD, dans la rubrique “Utili-taires”.Parmi les logiciels disponibles sur ceCD, vous trouverez :- De la CAO ;- Tracé de circuits imprimés ;- Analyse spectrale, FFT, etc. ;- Compatibilité électromagnétique ;- DSP ;- Calculs de filtres ;- Fichiers pour SPICE ;- Traducteurs de pages WEB…Pour obtenir de plus amples rensei-gnements sur ce CD-ROM, vous pou-vez contacter la société Infracom.http://www.infracom-fr.com

Electronique 2000

INFRACOM

Sous la référence C444L, AKG proposeun micro de tête aux applications mul-tiples. En effet, nombreuses sont lessituations professionnelles où l’on àbesoin de dialoguer tout en conservantles mains libres, que ce soit au télé-phone, par radio… ou via l’Internet. Laforme spécialement étudiée du C444Lle rend agréable à porter, même pen-dant de longues périodes d’utilisation,le serre-tête ne portant pas contre lesoreilles de l’utilisateur tout en ne ris-quant pas de glisser. La conception dubras soutenant le microphone devantla bouche de l’opérateur permet uneréduction importante du bruit et offrela possibilité de régler la position dumicro comme on le désire. Un écran“anti-souffle” améliore la qualité de laconversation. Un dispositif a été prévupour éviter la pénétration de goutte-lettes de salive dans la capsule. LeC444L est équipé d’un micro à conden-sateur, diagramme cardioïde, couvrantde 20 à 20 000 Hz. La sensibilité à1000 Hz est de 40 mV/Pa sous uneimpédance de 200 ohms. Il est livréavec un câble de 1,20 mètre de long.www.akg-acoustics.com

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AKG

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LOGICIELS

COMPOSANTS

N’oubliez pas de visiter régulièrementle site Internet d’Espace ComposantsElectronique à l’adresse ci-après. Vousy trouverez, en plus d’un cataloguedétaillé, des offres mensuelles ponc-tuelles sur des composants, des pro-duits finis, de l’outillage etc.

C’est le moment de faire de bonnesaffaires et de devancer l’achat de ce

qui manque dans vos tiroirs !Ainsi, début mars, on pouvait dénicherune station de soudage, avec réglagemanuel de la température, pour 419F,des casques miniatures de baladeurspour 9 F, une station météorologiquecomplète, intégrant une horloge radio-pilotée par DCF 77 pour 589 F. Il y ena ainsi pour tous les budgets !

Marquez d’un signet de votre naviga-teur cette page “Bonnes affaires” !http://ece.ibcfrance.fr/

au cœur de cet écran plat. Développépar le diffuseur allemand ZDF en col-

laboration avec DeutscheTelekom, il démontre lacomplémentarité descanaux TV numériques etle transfert de donnéesdomestiques. Medias-creen est géré par unlogiciel conçu par Nokia(Navibars) qui facilite lavie à son utilisateur, luipermettant de trouverfacilement le pro-gramme TV ou le ser-vice qu’il recherche.

N’interrogez pas encorevotre revendeur, c’est seulement

pour demain !www.nokia.com

Juste pour le plaisir des yeux,nous ne résistons pas à latentation de vous montrer leMediascreen de Nokia, unécran prototype faisant office determinal de demain, capable derecevoir la télévision numériquede se connecter à l’Internet oud’être présent dans votre voitureen compagnie d’un GPS. Le récepteurTV numérique terrestre et le GSM sont

NOKIA

I N F O R M AT I Q U E

ELECTRONIQUE magazine - n° 118

L’utilisation de l’informatique dans le milieu de l’électronique permet de réaliser desoptimisations de conception qui étaient impensables il y a quelques années à peine. LaC.A.O. notamment, appliquée aux circuits imprimés, assure un gain de temps mais ausside qualité et de faisabilité. Le respect de quelques règles permet de mener à bien uneréalisation avec un risque minimum d’erreur. Au cours de cet article, nous apprendronsces règles de base et les mettrons en pratique. Pour cela, nous utiliserons le logiciel“EAGLE” qui permet la saisie du schéma ainsi que le dessin du circuit imprimé. La versiond’évaluation, disponible gratuitement sur Internet, nous permettra de mener à bien cettequatrième étape de la conception de notre prototype : la réalisation du circuit imprimé.

Figure 1a : Voilà ce que vous allez obtenir…

Conception et rConception et rééalisationalisation

d'un prd'un prototypeototype44èème parme partie : tie : La rLa rééalisationalisation

du cirdu circuit imprimcuit impriméé (1/3) (1/3)

INFO

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POUR ELE

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11èm

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rtie

1 : C.A.O. : Conception Assistée par Ordinateur.2 : Typon : n. masc. (du nom d’une firme suisse). Imprimerie. Film pho-tographique à grand contraste, destiné aux images au trait ou tramées ;positif destiné à la reproduction sur la plaque offset. (d’après le diction-naire Hachette).

ans le processus de réalisation d’un circuitimprimé, la C.A.O.1 permet de réaliser deux docu-ments fondamentaux : le schéma structurel défi-nitif et les films ou typons2 nécessaires à la réa-lisation du circuit imprimé.

La plupart des logiciels de C.A.O. présents sur le marchéproposent un ensemble qui contient un logiciel de saisie

de schéma et un autre de dessin de typons (appelé “rou-teur” dans le jargon électronicien). Certains fabricants pro-posent en plus, un module de simulation.

Le logiciel EAGLE, que nous allons utiliser pour la suite denotre réalisation, ne possède pas de partie simulation maisse révèle simple d’utilisation et très performant (son utili-sation en milieu industriel le prouve). Nous utiliserons laversion d’évaluation EAGLE LIGHT dont le téléchargements’ef fectue gratuitement à l’adresse du fabricant :http://www.cadsoft.de/.

Mais tout d’abord, un peu de théorie…



tation schéma-tique et la formefinale sur le typondes dif férentscomposants.Nous verrons aufur et à mesurecomment mani-puler ces biblio-thèques afin :

- D’insérer uncomposant sur unschéma.- De transformerla représentationschématique encomposant “réel”(du moins géo-

métriquement) sur le dessin du typon.- De modifier l’aspect d’un composantexistant.- De créer un composant nouveau.

Une fois le dessin du typon terminé, laréalisation du circuit imprimé peut êtreeffectuée de deux façons différentes :

- Réaliser un circuit imprimé “maison”à par tir de films imprimés. Dans cecas, une simple impression sur dupapier calque suffira. Cette techniques’applique généralement au circuitsimple face.- Faire sous-traiter la fabrication du cir-cuit par un professionnel. Dans ce cas,il convient de créer un fichier (appelé“fichier Gerber”) compréhensible parle fabricant. Cette option devient néces-saire lorsqu’il s’agit de circuit imprimédouble face, souple ou “multicouches”(liaisons électriques à l’intérieur de laplaque d’époxy).

Bien entendu, la réalisation d’un cir-cuit imprimé ne s’improvise pas.

Figure 1b : …lorsque vous aurez acquis ce savoir faire !

Figure 2 : Processus de réalisation d’un circuit imprimé.

Objectif : Réalisation d’un prototype à partir d’outils informatiques (gratuits si possible). Le sys-tème à réaliser est un séquenceur vidéo 4 voies entrée, 1 voie sortie.1ere Partie (revue n° 8) : Définition du cahier des charges.2ème Partie (revue n° 9) : Le schéma structurel (électronique) du système.3ème Partie (revue n° 10) : La simulation de la partie audio du séquenceur.

Pour ceux qui ont raté le début, résumé des articles précédents.

Le processus de réalisation d’un cir-cuit imprimé peut se représentercomme le montre la figure 2.

La première étape, qui est la saisie deschéma, requiert toute l’attention duconcepteur. Elle doit être menée avecminutie et méthode. L’exactitude duschéma conditionne les chances deréussite finale.

La seconde phase consiste à trans-former le schéma en un fichier (appelé“netlist”) exploitable par d‘autres logi-ciels de C.A.O. comme les simulateursou les routeurs. Cette transformationest, bien sûr, réalisée automatique-ment par le logiciel. Le fichier ainsi crééest en général de type “*.net”. Ce der-nier regroupe toutes les informationsconcernant le schéma, à savoir :

- La liste des composants ainsi queleurs descriptions.- La liste des interconnexions entre lesdifférents composants.

C’est une représentation informatiquedu schéma.

La troisième étape est la réalisationdu dessin du typon. L’importation dela “netlist” est automatique et elle per-met de générer un premier dessin oùl’on retrouve tous les composants dis-posés en vrac reliés les uns aux autrespar des “lignes aériennes” (appeléesaussi “signals”). La mission du concep-teur est alors de disposer tous les com-posants afin de respecter les spécifi-cations établies dans le cahier descharges initial (voir article dans la revuen°8), mais aussi de transformer les“lignes aériennes” en piste électrique.

Tout ce processus n’aurait pu aboutirsans l’aide des “bibliothèques de com-posants”. Les bibliothèques permet-tent de créer le lien entre la représen-

Chaque étape décrite précédemmentdemande des règles de conduite bienprécises que nous développerons aufur et à mesure de notre progression.

Et EAGLEdans tout ça ?

EAGLE est capable d’assurer la saisiedu schéma, le dessin du typon ainsique la création des fichiers Gerber. Lacréation du fichier “netlist” n’est pasvisible directement car toutes les fonc-tions sont intégrées dans un seul etmême programme (toutefois nous pou-vons le générer par simple demande).Mais commençons, dans un premiertemps, par installer ce logiciel sur notredisque dur.

L’installation

Après avoir téléchargé le fichierEW355R3.EXE (4,3 Mo), exécutez-leet suivez les instructions d’installa-tion. Cette étape ne devrait pas poserde problème particulier. Une fois ter-minée, vous trouverez un raccourcidans le menu “Démarrer” puis “Pro-gramme” de votre bureau sous le nom“EAGLE Layout Editor”. Lors du pre-mier lancement, une boîte de dialoguepermet de déverrouiller l’accès au pro-gramme. Pour permettre l’utilisationde la version “Light”, le fabricant donneun fichier “Freeware.key” dans le réper-toire d’installation de EAGLE (généra-lement : C:\Program Files\EAGLE).L’ouverture de ce fichier avec un édi-teur de texte quelconque vous per-mettra d’en retirer le code d’accès. Lafigure 3 montre la boîte de dialoguelorsque les dif férents champs sontsaisis.



le dessin du circuit imprimé dans uneautre. Bien qu’apparemment séparés,ces deux documents sont liés par la“netlist” et les dif férentes biblio-thèques utilisées. Une modification del’un appor tera la modification del’autre.

Comme le montre la figure 6, les deuxfenêtres possèdent la même barred’outils de base qui contient notam-ment :

- L’ouver ture et la sauvegarde desdocuments (1).

- L’impression des documents (2).- L’accès aux bibliothèques (3).- La gestion du zoom (4).- Le paramétrage de la grille de

travail (5).

On trouve aussi un champ de saisie(sous la barre d’outils) dans lequeltoutes les commandes peuvent êtreentrées directement par le clavier (cer-taines fonctions poussées ne possè-dent pas d’icône ou de menu pour lesactiver). Dans EAGLE, pour effectuerune action (déplacement, suppression,remplacement d’un composant, etc.)vous devez activer la commande avantde sélectionner l’objet à modifier. Parexemple, pour supprimer un compo-sant, vous devez activer la commande“Delete” puis cliquer sur le compo-sant.

Mais pour vous habituer à ce logiciel,entraînez-vous à tester les différentesfonctions avant de vous lancer dans lapar tie suivante qui est la saisie deschéma de notre séquenceur.

Créationd’un nouveau schéma

Pour créer un nouveau document detype “schéma”, activer l’option “File”puis “New” et enfin “Schematic” dansle panneau de contrôle. Par défaut, ce

sible dans le menu “Options” puis“Directorie” vous permet de sélec-tionner quel type de fichier vous vou-lez visualiser. Dans un premier temps,je vous conseille d’activer uniquementle répertoire “Design” (qui contient lesschémas et les typons) et éventuelle-ment “Libraries” (qui contient toutesles bibliothèques disponibles). Un clas-sement par “type” de fichier permetd’éclaircir encore la situation (option“Sort” de la boîte de configuration).

Voyons un exemple…

Pour visualiser un schéma existant, ilsuffit d’effectuer un “double clic” surl’icône du document choisi. La figure 5montre le dessin d’icônes représentantdes schémas et des typons.

Dans le cas d’un typon réalisé à par-tir d’un schéma existant, à l’ouverturede ce dernier, le programme demandesi l’on désire aussi ouvrir le typon cor-respondant. Ceci est le cas parexemple du fichier “Hexapod” fourni

avec le logiciel.Ouvrons cesdeux fichiers etregardons ce quice passe. Leschéma apparaîtdans une pre-mière fenêtre et

Figure 3 : Boite de déverrouillagede la version “Light”.

Figure 4 : Le panneau de contrôle de EAGLE.Figure 5 : Un document est ouvert en effectuant un

double clic sur l’icône correspondante.

De plus, pour compléter votre installa-tion, il vous est aussi possible de télé-charger la notice d’utilisation, en anglais(bien sûr !), et même des bibliothèquesde composants supplémentaires.

La limitationde la version “Light”

Attention, la version d’évaluation estlimitée :

- Les dimensions du circuit doivent êtreinférieures à 100 x 80 mm (4 x 3,2inchs).- Seulement deux couches du circuitimprimé (composant et soudure) peu-vent être dessinées.- La saisie de schéma peut-être effec-tuée uniquement sur une seule feuillede dessin.

Malgré ces trois limitations (qui ne sontpas trop pénalisantes), beaucoup deréalisations (dont la nôtre !) pourrontêtre effectuées.

Le panneau de contrôle

Au lancement du programme apparaît ceque le constructeur appelle “le panneaude contrôle” (voir figure 3). Ce dernierpermet, d’une part, de visualiser tousles fichiers contenus dans “l’espace detravail” (c’est-à-dire les différents réper-toires) et, d’autre part, d’ouvrir les dif-férents programmes de conception (sai-sie de schéma, routeur etc.).

Au premier abord, le panneau paraîtchargé. Une boîte de dialogue, acces-



document porte le nom “Untitled.sch”.Ce dernier pourra être changé dès lapremière sauvegarde.

Une fois ouverte, agrandissez au maxi-mum la fenêtre pour mieux voir votretravail. La première chose à faire est lecontrôle du réglage du pas de la grillede travail. En effet, tout élément dis-

posé sur le schéma subit une “attrac-tion” de la grille de façon à aligner lesdifférents éléments du dessin. La grille“par défaut”, fixée à l’ouverture du pro-gramme est calibrée pour dessiner desschémas standards (0,1 inch soit2,54 mm). Toutefois, il est parfois inté-ressant de modifier ce paramètre pourdes cas minutieux (pour les composantsCMS notamment). L’accès aux para-mètres de la grille s’effectue à partirde l’icône présent sur la barre d’outilsou à partir du menu View puis Grid…

La posedes composants

Maintenant nous pouvons procéder àla pose des composants. Pour celaEAGLE dispose d’un nombre importantde bibliothèques de composants(même dans la version “Light” !). Voustrouverez la description de toutes les

la figure 6). Ellepermet de sélec-tionner la biblio-thèque où setrouve le composant que vous désirezplacer. Une fois sélectionnée, il suffitde lancer la commande “Add” (acces-sible à partir du menu “Edit” du menuprincipal) pour choisir un composant etle placer. La rotation du composants’effectue par un clic sur le bouton droitde la souris.

Le tableau 1 indique les différentesbibliothèques à utiliser pour le dessinde notre séquenceur. Ce choix est biensûr arbitraire. Toutefois, il répond à lanorme des composants traditionnels.

Vous pourrez constater que le dessindevient vite “saturé” en inscriptions.Pour l’alléger, vous pouvez supprimerl’af fichage de la valeur des compo-sants. Pour cela, activez le menu

fois terminée (le dessin est condensécar une seule feuille de dessin est dis-ponible pour tout le schéma).

Maintenant, à vous de jouer enessayant de poser tous les composantsen obtenant un dessin clair. Nous ver-rons le mois prochain comment connec-ter les différents composants, ajouterdu texte ainsi que transformer leschéma en un typon.

M. A.

bibliothèques (127 au total) dans lefichier “Library.txt” situé dans le réper-toire “Doc” du dossier EAGLE. Il estpréférable d’imprimer ce fichier pourl’avoir toujours à disposition.

La sélection d’un composant s’effec-tue en ouvrant la fenêtre “Use” (direc-tement accessible par l’icône n° 3 de

Figure 6 : La barre d’outils intègre les fonctions standards.

Figure 7 : La pose des composants terminée.

Désignationdu composant

Référencedu composant

dans la bibliothèqueBibliothèque

PD1 FB15 rectifC1,C2,C3,C4,C5,C13

CAPNP-5 discrete

C6,C7,C8,C9,C10

CAP-2,5 discrete

C11,C12 ELC-5 discreteD1,D2,D3,D4 1N4148 diodeDL1,DL2,DL3,DL4,DL5

LED5 led

FUS1 SHK20L fuseIC1 16F84P picIC2 MAX232 maximIC3 TL082P linearQ1 XTAL specialR1 à R15 RESEU-7,5 discreteSIOV1 S10K250 varistREG1 78LXX v-regRL1 à RL4 DS2E-M relaisT1 à T4 BC547 npnTR1 EI30-2 trafo-eX1 à X7 W237-3E wago508

Tableau 1.

“View”, puis “Display/Hide Layeurs”,puis décochez la case correspondanteaux valeurs (“Value”). On peut remar-quer qu’il est aussi possible de mas-quer les liaisons (“net”), les noms(“name”) ou les composants (“sym-bol”).Pour qu’un dessin soit “parlant”, ilconvient de respecter les règles sui-vantes :

- Dessin des entrées à gauche.- Dessin des sorties à droite.- Alimentation en bas (ou sur une

feuille à part).

Nous disposerons donc tous les com-posants (sans les interconnecter) enrespectant un ordre logique et visuel-lement esthétique. La figure 7 nousmontre la pose des composants une

ABONNEZ-VOUS A

S A N T É


Un "polluomUn "polluomèètrtre" HFe" HFou comment mesurou comment mesurerer

la pollution la pollution éélectrlectromagnomagnéétiquetique

De nombreux scientifiques affirment depuis quelque temps que les champsélectromagnétiques HF intenses, rayonnés par les émetteurs FM, les relais detélévision et autres relais téléphoniques, pourraient, à long terme, engendrer deseffets cancérigènes. Si, pour ces signaux, la limite maximale à ne pas dépassera été fixée à 6 volts/mètre, comment faire pour les mesurer ?

Même si les organismescompétents affirment quetous les responsablesd’émissions, quelles qu’ellessoient, sont assujettis à laréglementation en vigueur,avez-vous déjà vu quelqu’uncontrôlant périodiquementces émissions?

Il ne faut pas se leurrer. Siaprès une première vérifica-tion rigoureuse de la par tdes services concernés, lapuissance d’un émetteur oud’un relais est augmentéeabusivement pour étendrel’aire de couver ture, per-sonne n’en saura rien et leslimites acceptables serontdépassées sans qu’aucunemesure ne soit prise.

En effet, l’augmentation dela puissance a un coût infi-

niment moins élevé que l’installation d’un nouveau relais.

Regardons un aspect incongru de la pollution électroma-gnétique. Depuis quelque temps, dans les hôpitaux, nousvoyons apparaître, bien en évidence, des panneaux indi-

’expression “pol-lution électroma-gnétique” estdésormais entréedans le langage

commun. Depuis ces der-nières années, noussommes de plus en plusexposés à d’intenseschamps magnétiques hautefréquence, provenant durayonnement des relais detélévision, de radio FM, detéléphonie sans fil, etc.

De nombreux chercheurs sesont mis à l’étude de ce phé-nomène pour en vérifier leseffets biologiques sur l’or-ganisme humain et, égale-ment, pour déterminer leniveau des valeurs maxi-males supportable sans cou-rir aucun risque.

Les valeurs actuellement reconnues sont fixées par deslimites précises entre lesquelles un être humain, sain, peutrester exposé sans conséquence. Faire respecter ces limites,lorsqu’elles sont dépassées, est extrêmement difficile enraison des intérêts financiers en jeux.

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des per turbations rendant l’écoutedésagréable et difficile.

Néanmoins, pour ne pas vous alarmerinutilement, précisons que les effetsdu rayonnement des champs HF sontproportionnels à leur puissance et autemps d’exposition.

Pour faire une comparaison, nous pou-vons prendre comme terme de réfé-rence le soleil.

Si, en plein mois d’août, nous nousexposions aux rayons du soleil durant6 ou 7 heures consécutives, le soirnous aurions le corps complètementbrûlé. Si, au lieu ce cela, nous ne res-tons exposés que de courtes périodes,nous bronzerons sans risque.

En disant cela, nous voulons rassurertous les utilisateurs de téléphones por-tables, les radioamateurs et les cibistesqui, considérant le peu de temps rela-tif d’exposition aux rayonnements HF,ne courent aucun risque.

Bien dif férentes seraient les consé-quences, pour une personne quidemeurerait durant une longue périodeprès d’une antenne d’émission rayon-nant des signaux HF avec une puis-sance se chiffrant en centaines ou enmilliers de watts.

L’intensité des effets nocifs augmenteproportionnellement à la fréquence età la puissance des champs électro-magnétiques dans lequel une personneest baignée. A ce propos, un exempleest quotidiennement sous les yeux detout le monde : celui des fours à micro-ondes qui fonctionnent sur des fré-quences comprises entre 2 et 3 GHzet peuvent porter un liquide à ébulli-tion en quelques secondes et cuire de

la viande en quelques minutes. Imagi-nons que notre environnementdevienne un immense four à micro-ondes !

La limite maximale du rayonnement nedoit pas dépasser 6 volts/mètre.

Au regard de ces 6 volts/mètre, il y aune ignorance qui frôle l’absurde. Enfait, de nombreuses revues donnentcomme limite maximale 6 watts/mètre2, parce qu’ils confondent leswatts avec les volts et, par incompé-tence, affirment que cela correspondà 0,01 ampère/mètre.

En réalité, un signal de 6 watts/mètre2

correspondrait à une tension de47,5 volts/mètre qui serait équivalenteà environ 0,126 ampère/mètre.

Nous avons lu récemment que cettevaleur de tension était relevée à unedistance de 1 mètre de l’antenned’émission. A ce propos, nous aime-rions apprendre, de la bouche desauteurs, comment une personne a pugrimper sur le pylône d’un relais télé-phonique pour effectuer un tel relevé !

Dans d’autres cas, il est affirmé quepour mesurer cette tension, il faut seprocurer une plaque métallique de1 mètre2 et mesurer, avec un voltmètreélectronique, l’intensité du signal captépar cette plaque. Ce système demesure des volts/mètre est complè-tement erroné !

Comme nous sommes en droit et quec’est notre légitime désir que de vivresans crainte de recevoir une overdosede signaux provenant des relais pourradio FM, télévision ou téléphone, quices dernières années poussent commedes champignons, même à quelque

quant qu’il est strictement interdit d’al-lumer les téléphones portables pouréviter que leurs signaux n’inter fèrentavec les appareillages sophistiqués uti-lisés dans certains services. Si vousfaites bien attention, dans de nom-breuses localités, vous verrez, instal-lés très près de ces mêmes hôpitaux,des relais téléphoniques qui fonction-nent de façon ininterrompue, 24 heuressur 24, et qui rayonnent des puis-sances beaucoup plus impor tantesqu’un téléphone portable traditionnel !

Non seulement de nombreux relais sontinstallés près des hôpitaux ou dansdes zones à forte densité de popula-tion faisant ainsi courir des risques ànotre santé mais, en plus, ils peuventperturber les téléviseurs et, dans cer-tains cas, provoquer des déclenche-ments intempestifs de cer tainesalarmes électroniques.

De nombreux relais téléphoniques sontinstallés sur les toits d’immeubles habi-tés sans que personne ne s’inquièteque ceux qui y habitent soient perpé-tuellement bombardés par des signauxHF qui ne se sentent pas et ne sevoient pas.

Même si l’attention des chercheurss’est concentrée sur les effets néfastesde tels signaux sur l’organisme humainsain, personne, à notre connaissance,ne s’est encore préoccupé des risquesencourus par les porteurs de stimula-teurs cardiaques.

Si ces derniers entrent dans un champHF intense, leur appareillage délicatpeut se mettre à fonctionner demanière anormale.

Il en est de même pour les utilisateursd’appareils acoustiques, qui recevront

Figure 1 : La mesure des volts/mètre est obtenue en appliquant une tension HF efficace sur deux plaques métalliques d’unesurface de 1 mètre2, distantes de 1 mètre l’une de l’autre. En plaçant une antenne au centre du montage, le signal capté seraamplifié, afin de lire sur un voltmètre la valeur moyenne de la tension appliquée sur les deux plaques. Pour réaliser un instrumentcapable de mesurer la pollution électromagnétique, il est indispensable d’utiliser un module préamplificateur à large bande enmesure d’amplifier de façon logarithmique un signal HF d’un minimum de 1 MHz jusqu’à un maximum de 3 GHz.

S A N T É


Pour évaluer l’intensité des signaux HFon a adopté comme unité de mesurele volt/mètre, mais il existe bien peud’explications sur la façon de faire lamesure.

Pour obtenir cette tension de référence,il faut prendre deux plaques de cuivreou d’aluminium de dimensions de1 mètre/carré et les séparer d’unmètre exactement (voir figure 1).

Ces deux plaques sont ensuite placéesdans une cage de Faraday, afin d’évi-ter que l’antenne à laquelle elles sontreliées ne capte des signaux HF pro-venant de sources externes.

A ces deux plaques, on applique unsignal HF équilibré variable de 1 MHzà 3 GHz, puis au centre des deuxplaques, est placée une petite antennedestinée à capter le signal rayonné parles deux plaques.

Le signal ainsi capté, doit être ampli-fié de manière à ce que l’on puisse liresur un instrument de mesure la valeurmoyenne de la tension HF appliquée

sur les plaques.

Cela veut dire que si nousappliquons un signal HF de1 volt efficace sur lesplaques, l’instrument devraindiquer 1 volt/mètre, sinous appliquons un signalHF de 5 volts, l’instrumentdevra indiquer 5 volts/mètre et si nous appli-quons un signal HF de 10volts, l’instrument devraindiquer 10 volts/mètre.

Connaissant la valeur dela tension, il est possible d’en déduire la valeur en

watt/mètre2 et la valeur enampère/mètre en utilisant ces deuxsimples formules :

watt/mètre2 =(volt/mètre x volt/mètre) : 377

ampère/mètre = volt/mètre : 377

Note : le nombre 377, présent dansces formules, est l’impédance carac-téristique de l’espace vide.

Ainsi, une tension de 6 volts/mètre cor-respond à :

(6 x 6) : 377 = 0,09549 watt/mètre2

qui sont équivalents à :

6 : 377 = 0,0159 ampère/mètre

Ces chiffres sont arrondis à la valeurde 0,1 watt/mètre2 et 0,016 ampère/mètre.

Dans le tableau 1 sont indiquées lesvaleurs exprimées en watt/mètre2 etampère/mètre par rapport à la valeurvolt/mètre.

Il a été prouvé scientifiquement qu’unêtre humain peut demeurer exposé àun champ HF de 6 volts/mètre durantdes années sans aucune conséquence.

Plus la valeur en volts/mètre augmente,plus la durée d’exposition doit êtreréduite. En fait, les limites entre les-quelles on peut rester exposé durantune journée entière ne devraient pasdépasser les 25 volts/mètre.

L’instrument que nous vous proposonsde réaliser est en mesure de quantifierun champ électrique quelconque com-pris entre 1 mégahertz et un maximumde 3 gigahertz. Même s’il n’a pas la

TABLEAU 1

Watts/m2 Ampères/mètreVolts/mètre

1 0,003 0,0032 0,010 0,0053 0,024 0,0084 0,043 0,0105 0,066 0,0136 0,095 0,0167 0,13 0,0188 0,17 0,0219 0,22 0,024

10 0,26 0,02611 0,32 0,02912 0,38 0,03213 0,45 0,03514 0,52 0,03715 0,60 0,04016 0,68 0,04217 0,77 0,04518 0,86 0,04819 0,96 0,05020 1,06 0,05321 1,17 0,05622 1,28 0,05823 1,40 0,06124 1,53 0,064 25 1,66 0,06626 1,79 0,06927 1,93 0,07228 2,08 0,07429 2,23 0,07730 2,39 0,08040 4,24 0,10650 6,63 0,133

Figure 2 : Avec cet instrument, vous pouvez immédiatement savoirsi les relais installés près de chez vous dépassent les 6 volts/mètre.

pas de notre domicile, nous avonsdécidé d’étudier un instrument enmesure de quantifier l’intensité dessignaux HF.

La mesuredes volts/mètre

Tout le monde sait qu’un émetteurrayonne dans l’espace le signal HF parl’intermédiaire d’une antenne et queplus la puissance en watts est impor-tante, plus forte est l’intensité du signalrayonné.

Ainsi, plus on se trouve proche de l’an-tenne, plus l’intensité du champ estimportante et plus on s’en éloigne, pluscette intensité s’atténue.

Tous les installateurs d’antennes TVsavent, par expérience, que plus ons’éloigne de la station émettrice, plusle signal arrive atténué et que pour leporter à sa valeur optimale, il est néces-saire d’installer des antennes avec ungain important et si cela ne suffit pas,il faut également prévoir de l’amplifier.

S A N T É


prétention de concurrencer les appa-reils professionnels coûtant plusieurscentaines de milliers de francs, nouspouvons vous assurer qu’il est enmesure de fournir des mesures suffi-samment précises, grâce auxquellesvous pourrez évaluer si le niveau des

signaux HF qui vous entourent, se situedans la norme ou non.

Il nous semble honnête de vous signa-ler que même les instruments profes-sionnels, si coûteux, ont néanmoinsdes tolérances élevées. Nous avons

pu le constater personnellement car,pour étalonner nos prototypes, nousnous sommes fait prêter ces appareilspar trois fabricants différents.

En effectuant des mesures, à partir d’unmême point, sur les signaux rayonnés

1

2221

IC5

29 30 33 34 2 40 39 38 37 36 35 3 10 9 8 7 6 5 4 11 18 17 16 15 14 13 12 3231

LCD

1

40

LOBAT

38 2 39 3 8 30 29 11 10 9 31 32 12 25 24 15 14 13 26 27 16 21 20 19 18 17 22 23 28

Z dp1 a b c d e f g dp2 K a b c d e f g dp3 a b c d e f g dp4 XY

25

INCK

2324

20

19

Vcc

OSC

E

M

U

14151

4

8

7

13

62 3

5

16

9

5

6

78

3

2

1

4

IC3

IC2-A

IC2-B

IC4

A/m

V/m

W/m 2

ZERO

9 V

R1

R2

R3

R4 R5

R6

R7 R8 R9

R10

R11

R12

R13

S1

S2

R14

C1

C2

C3

C4

C5 C6

C7

C8

C9 C10

XTAL

C11

C12

C13

C14

C15

DS5

DS1 DS2

DS3 DS4

DS6+ 5 V MS

IC1

+ 5 V

M

S

ANTENNE

Figure 3 : Schéma électrique de l’appareil de mesure de pollution électromagnétique HF. Le gain de l’étage IC2/B a étécalculé pour les dimensions de l’antenne utilisée dans cette description. En agissant sur l’inverseur S1, vous pouvez mesurersoit les volts/mètre, soit les ampères/mètre, soit les watts/mètre2.

S A N T É


par un relais, un de ces instruments indi-quait 5,9 volts/mètre, le second don-nait 5,3 volts/mètre et le troisième4,9 volts/mètre.

Sachant que l’intensité du champ dusignal rayonné était de 5,3 volts/mètre,le premier mesurait 10 % de plus quela valeur réelle et le troisième 10 % demoins. Nous en avons tiré commeconclusion que tous ces instrumentsavaient une tolérance de ±10 %.

Schéma électrique

Le secret pour faire fonctionner cet ins-trument, est renfermé dans le moduleCMS référencé IC1, qui est un Loga-rithmic Amplifier Detector (détecteuramplificateur logarithmique) en mesurede détecter un signal HF quelconqueentre 1 MHz et 3 GHz avec une linéa-rité en fréquence optimale.

Ce module est alimenté avec une ten-sion stabilisée de 5 volts positifs, il estdonc possible de prélever de sa brochede sortie 2, une tension continue pro-

portionnelle à l’intensité du champ HFcapté par l’antenne.

L’augmentation de la tension en sor-tie est de 18 millivolts pour chaque dBde variation.

La faible tension fournie par le moduleIC1 est appliquée sur l’entrée non-inver-seuse du premier amplificateur opéra-tionnel IC2/B, qui procède à son ampli-fication de 5,7 fois. La tension présentesur sa sortie est envoyée, à travers R9,sur la broche 7 de IC3.

Ce dernier est un microcontrôleurST62T01 programmé, qui conver titcette tension en valeurs exprimées envolt/mètre, ampère/mètre ou bienwatt/mètre2. Ces données sontenvoyées sous forme de série sur lesbroches 21 et 22 du circuit intégré IC5.Elles sont ensuite visualisées sur l’af-ficheur LCD.

Même si de la sortie du module IC1 seproduit une tension proportionnelle à l’in-tensité du champ capté, il faut toujoursconsidérer la tolérance des résistances

et la tension d’offset de l’amplificateuropérationnel IC2/B. Ainsi, pour obtenirdes mesures cohérentes, le circuit seraréglé en agissant sur le trimmer R2 relié,à travers les résistances R7 et R8, à labroche inverseuse 2 de IC2/B.

La tension négative de 2,5 volts néces-saire pour alimenter le broche 4 deIC2/B, est obtenue en redressant, avecDS5 et DS6, le signal carré de 2600 Hzprésent sur la broche 13 de IC3.

Comme vous pouvez le noter en obser-vant le schéma électrique de la figure3, l’interrupteur qui sélectionne l’échelleà visualiser, est relié à un diviseur detension composé de trois résistances.

Les résistances R12 et R13 reliées àla broche 9 de IC3, peuvent êtresmisesen court-circuit à la masse par l’inter-médiaire de l’inverseur à trois positionsS1.

En positionnant S1 de façon à relier larésistance R13 à la masse, nous visua-liserons sur l’afficheur les volts/ mètre(champ électrique).

PRISE PILE

9 V +V M S

+VMS

VERS IC1

R14

C15

C14

C3

C7

C1

C2

C8

C11

C4

C5

C6C12

C13

C10

C9

XTAL

R13

R11R12

R9R6

R5

R4

R3

R10R1 R7 R8

R2 DS5

DS6

DS4 DS2

DS3 DS1

IC4

IC2

IC3

IC5

S2 S1

LCD

Figure 4 : Plan d’implantation des composants du détecteurde pollution électromagnétique. Les trois fils S, M et +V,sont reliés au module IC1 comme cela est visible sur ledessin représenté sur la figure 11.

S A N T É


dans le montage de ce mesureur depollution HF.

Pour commencer, nous vousconseillons d’insérer les trois sup-ports des circuits intégrés IC2, IC3 etIC4 sur le circuit imprimé. Cette opé-ration terminée, insérez sur le côtéopposé du circuit imprimé les deux

inverseurs à levier S1 et S2 en pla-çant sur le côté gauche celui à troispositions comme cela est représentésur la figure 6.

Avant de souder les broches sur le cir-cuit imprimé, contrôlez que l’inverseurS1 à trois positions est effectivementconnecté à gauche.

Le levier de S1 placé en position cen-trale, de façon à ne relier à la masseaucune résistance, sur l’afficheur lesvaleurs seront exprimées en ampères/mètre (champ magnétique).

S1 positionné de façon à relier à lamasse la broche 9 de IC3, les valeurslues sur l’afficheur seront exprimées enwatt/mètre2 (densité de la puissance).

Le second amplificateur opérationnelIC2/A est utilisé pour faire apparaîtresur l’afficheur l’inscription “Lobat” (Lowbatterie), lorsqu’il est nécessaire dechanger la pile.

Lorsque la tension de la pile descendau-dessous de 7,6 volts, sur la sortiede l’amplificateur opérationnel IC1/Anous aurons un niveau logique 0. Ceniveau entre sur la broche 8 du micro-contrôleur IC3 qui fait apparaître surl’afficheur le message “Lobat”.

Réalisation pratique

L’électronicien confirmé ne nous tien-dra pas rigueur des explicationsdétaillées qui suivent : elles sont des-tinées au débutant. Il pourra s’en affran-chir et pratiquer selon son habitude.

Si vous suivez toutes nos instructions,vous ne rencontrerez aucune difficulté

1 20

21

REPÈRE

REPÈRELCD40

S1 S2

Figure 6 : Le circuit de la figure 4 du côté opposé. Avantde fixer l’afficheur, contrôlez que son repère-détrompeurest bien orienté vers la gauche.

Figure 5 : Dans de nombreuses localités, des relais sont installés très près deshabitations, mais peu de gens savent que ceux-ci rayonnent des puissancessupérieures à celles normalement admises, à savoir 6 volts/mètre.

S A N T É


Cette opération terminée, prenez l’af-ficheur LCD et insérez-le dans les deuxconnecteurs femelles que vous utili-serez comme support.

Insérez ces deux connecteurs dans lestrous présents sur le circuit imprimé,mais ne les soudez pas, car avant, ilest préférable d’installer le circuitimprimé à l’intérieur du coffret, en lefixant provisoirement à l’aide des deuxécrous des inverseurs S1 et S2.

A ce point, vous devez pousser vers lebas le corps de l’afficheur, de manièreà ce que sa par tie antérieure sor tecomplètement de la fenêtre située surle couvercle du coffret (voir figure 7).

Cette condition étant obtenue, vouspouvez, en premier, souder deuxbroches latérales seulement du connec-teur de manière que les autres 40broches restantes ne puissent pas bou-ger.

Important : L’afficheur est monté surle circuit imprimé en prenant soind’orienter son repère de positionne-ment vers la gauche comme cela estindiqué sur la figure 6. Ce repèrepresque toujours constitué par unepetite protubérance en verre présentesur un seul coté du corps de l’afficheur.Par fois, en correspondance de cerepère, sur le cadre interne nous trou-vons également le signe <.

Si vous avez soudé toutes les brocheset que vous vous rendez compte que cerepère est orienté dans le sens opposéà celui requit (la fameuse loi de Mur-phy*), il vous faudra retirer l’afficheurde ses deux connecteurs sans courir lerisque de casser le verre. La solution la

Figure 7 : Avant de souder les broches des connecteurs de l’afficheur, il fautpositionner le circuit imprimé à l’intérieur du coffret puis appuyer vers le basl’afficheur. Le module IC1 ne sera inséré dans la rainure située sur ce que l’ondésignera comme l’avant du coffret plastique, qu’après avoir monté dans lesdeux trous, les deux entretoises métalliques qui serviront à la fixation del’antenne.

Figure 8 : Photo du modulepréamplificateur IC1, avec le circuitimprimé d’antenne déjà fixé.

Figure 9 : Dans les trous centrauxdu module IC1, seront montéesdeux entretoises métalliques.L’écrou est placé sur la partieinterne du module (voir figure 7).

Figure 10 : Le circuit imprimé estfixé à l’intérieur du coffret avec lesécrous des inverseurs S1 et S2. Sile module IC1 devait bouger, vouspouvez le fixer dans la rainure avecune goutte de colle.

* La loi de Murphy : Chaque fois qu’une tartinebeurrée tombe sur le sol, elle tombe toujours ducôté du beurre. Appliqué à l’électronicien : Chaquefois que l’on soude un circuit intégré 40 pattes,c’est toujours à la 40ème que l’on se rend comptequ’il est monté dans le mauvais sens !

Liste des composantsdu “polluomètre HF”

R1 = 8,2 kΩR2 = 2,2 kΩ trimmerR3 = 27 kΩR4 = 47 kΩR5 = 220 kΩR6 = 1 kΩR7 = 10 kΩ 1 %R8 = 47 kΩ 1 %R9 = 1 kΩR10 = 47 kΩR11 = 10 kΩR12 = 4,7 kΩR13 = 18 kΩR14 = 47 kΩC1 = 100 nF polyesterC2 = 100 nF polyesterC3 = 100 nF polyesterC4 = 180 pF céramiqueC5 = 100 nF polyesterC6 = 10 µF électrolytiqueC7 = 10 µF électrolytiqueC8 = 1 µF électrolytiqueC9 = 22 pF céramiqueC10 = 22 pF céramiqueC11 = 100 nF polyesterC12 = 10 µF électrolytiqueC13 = 47 µF électrolytiqueC14 = 100 nF polyesterC15 = 10 nF polyesterXTAL = Quartz 8 MHzDS1-DS6 = Diode 1N4148IC1 = Module KM.1436IC2 = Intégré TL082IC3 = µcontrôleur ST62T01

préprogrammé(EP.1435)

IC4 = Régulateur MC78L05IC5 = Intégré MM5452LCD = Afficheur S5018S1 = Inverseur 3 pos.S2 = Inverseur 2 pos.

LX.1435, faite attention à ne pas lesinterver tir afin de ne pas détruire lecircuit intégréCMS.

Comme pourchaque montageque nous décri-vons, vérifiezscrupuleusementque chaque com-posant se trouvebien à sa place etavec la bonneorientation pourceux qui sontpolarisés.

Contrôlez égale-ment qu’il n’existeaucun pont ougrain de soudureentre les pistescôté cuivre.

S A N T É


plus efficace consiste à insérerune lame de couteau à boutrond entre le corps de l’afficheuret le circuit imprimé afin de fairelevier et de le soulever dequelques millimètres. Cette opé-ration sera répétée sur le côtéopposé, jusqu’à extraction com-plète de l’afficheur.

Poursuivons le montage, par lamise en place de toutes lesrésistances, puis les diodes,en orientant vers le haut labague noire qui sert de repèrede positionnement pour DS1,DS2, DS3, DS4 et DS5 et versle bas celle de la diode DS6comme vous pouvez le voir surla figure 4.

Près du circuit intégré IC3,montez les deux condensa-teurs céramiques C9 et C10 etle quartz en le plaçant en posi-tion horizontale.

Après ces composants, soudezle trimmer R2 sur le circuitimprimé, puis tous les conden-sateurs électrolytiques (en res-pectant la polarité de leurspattes le positif est la pattelongue) et les condensateurspolyester.

Les trois condensateurs élec-trolytiques C6, C12 et C13sont soudés horizontalementcar, dans le cas contraire, vousne parviendrez pas à fermer lecoffret.

Soudez le régulateur de ten-sion IC4 en orientant la partie plate deson boîtier vers le trimmer R2.

Pour compléter le montage, soudez laprise pour la pile et insérez les trois cir-cuits intégrés sur leur support respectifen veillant à orienter leur repère-détrom-peur en forme de “U” vers la gauche pourIC2 et IC3 et vers la droite pour IC5.

Le circuit peut à présent être installédans son coffret plastique.

A ce moment, vous pouvez prendre lemodule précâblé en CMS référencé IC1,et monter dans ses deux trous cen-traux, les entretoises métalliques quivous serviront à la fixation de l’antenne.Ce module a la taille et remplace laface avant du coffret comme on peutle voir sur la figure 11.

Lorsque vous connecterez les trois filsdu module IC1 au circuit imprimé

Réglage du circuit

Le montage étant terminé, il faut pas-ser au réglage du trimmer R2 et c’estune opération vraiment simple.

Pour effectuer cette opération, vousdevez vous installer à au moins 1 kilo-mètre d’un quelconque relais de télé-vision ou téléphonie. La solution la plussimple, est celle de prendre la voitureet de s’installer quelque part en pleinecampagne !

Lorsque vous aurez trouvé l’endroitidéal, mettez le circuit sous tension ettournez tout d’abord le trimmer R2 defaçon à lire sur l’afficheur un nombrequelconque, par exemple 1,5 ou 2,4volts/mètre. Tournez ensuite lentementle curseur en sens inverse, jusqu’à fairedescendre cette valeur à 0,1 volt/mètre.A ce point, tournez encore un peu le cur-seur du trimmer jusqu’au moment ouvous lirez 0,0 volt/mètre sur l’afficheur.

Figure 12 : Voici comment se présente le coffret del’appareil de mesure de la pollution électromagnétique,avec son antenne déjà fixée. Entre les deux inverseurs S1et S2, sera appliqué la petite étiquette adhésive avec lesindications W/m2, A/m et V/m.

PRISE PILE

9 V +V M S

XTAL

IC4

IC2

IC3

IC5

S2 S1

LCD

R2

+VMS

MODULEIC1

ANTENNE

Figure 11 : Dans l’espace visible en bas ducoffret, il faut placer une pile de 9 volts.Veillez avec attention à ne pas inverser lapolarité des trois fils S, M et +V lorsque vousles relierez aux broches situées sur le moduleIC1. Une erreur entraînerait la destructiondu module.

S A N T É


Si vous continuez encore à tourner lecurseur du trimmer, l’affichage resteratoujours 0,0 mais l’étalonnage serafaux. Si vous pensez être allé trop loin,retournez sur 0,1 volt/mètre et recom-mencez l’opération.

Si vous notez que le dernier chiffre del’afficheur oscille de 0,0 à 0,1, ne vousen préoccupez pas, car l’unique incon-vénient revient à lire une tension égaleau bruit de fond dû à la HF.

Concrètement, si, lors d’une mesure,l’instrument indique une tension de 4,2volts/mètre et que la valeur réelle estde 4,0 volts/mètre seulement, cettedifférence n’est pas déterminante.

Il faut vraiment commencer à être pré-occupé dès lors que, dans votre habi-tation, vous relevez des valeurs de 6ou 7 volts/mètre constants durant 24heures consécutives.

Les effets négatifsde la pollutionélectromagnétique

Nonobstant la multitude de recherchesexpérimentales, il n’existe pas encorede données certaines qui démontrent leréel danger des champs électromagné-tiques, toutefois préventivement ont étéfixées des limites précises “de sécurité”qu’il est conseillé de ne pas dépasser.

Il existe aussi les exceptions, en fait, ila été constaté que certaines fré-quences, entrecoupées de pauses bienprécises, du type de celles utiliséesdans tous les appareils de magnéto-thérapie et dans d’autres appareils élec-tromédicaux, ont des effets bénéfiquessur les cellules de notre organisme.

Pour mesurer la pollution électroma-gnétique il est nécessaire de disposerde deux instruments, un pour la BF etun pour la HF.

Pour les basses fréquences, inférieuresà 500 Hz, le champ électromagnétiqueexprimé en microtesla peut être faci-lement mesuré avec un appareilcomme le LX.1310. Il en est de mêmepour le champ électromagnétiquerayonné par les lignes électriques hautetension.

Pour les hautes fréquences, comprisesentre 1 MHz et un maximum de 3 GHz,l’intensité du champ électrique expriméen volt/mètre peut être mesuré avecle LX.1435 proposé aujourd’hui. Pré-cisons que cet instrument ne détecteque le champ électromagnétiquerayonné par les antennes d’émission.

Il faut savoir que les effets néfastesque pourraient provoquer les radiationsélectromagnétiques, ont été définis àla suite d’expériences effectuées surdivers animaux.

Les effets biologiques observés sontdes altérations neurocomportementales

et des lésions aux structures oculaires,apparitions de leucémies, tumeurs auxpoumons, aux mamelles, aux testicules,au système nerveux, etc.

Ainsi, on suppose que si les sujets lesplus faibles, comme par exemple lesenfants, les personnes âgées oumalades, sont exposés durant delongues périodes aux valeurs maximales,ils peuvent courir des risques réels.

Cer tains chercheurs af firment qu’ilpourrait exister également une relationentre l’exposition à d’intenses champsélectromagnétiques et des effets neu-rologiques comme, par exemple, lessyndromes dépressifs, la maladie Alz-heimer, la maladie de Parkinson, lasclérose amyotrophique et la leucémie,mais ces affirmations sont encore àdémontrer avec certitude.

Grâce à l’utilisation de cet appareil demesures, tout le monde a maintenantla possibilité de mesurer l’intensité deschamps électriques de haute fréquenceprésente dans son environnement.

Comment utilisercet instrument ?

Pour utiliser cet instrument, il faut unpeu de pratique et savoir qu’un signalest rayonné dans l’espace soit avecune polarisation verticale soit avec unepolarisation horizontale.

Si l’antenne émettrice rayonne unsignal avec une polarisation verticale,le signal maximum sera capté en tenantl’antenne de réception en position ver-ticale, si l’antenne d’émission rayonneun signal en polarisation horizontale,le signal maximum sera capté en tenantl’antenne de réception en position hori-zontale.

Ceci ser t à comprendre pourquoi enbasculant notre détecteur, donc sonantenne étalement, de la position ver-ticale à la position horizontale ou vice-

+V 567

1 2 3 -V

TL082

E

M

U

MC78L05

910111213141516

1 2 3 4 5 6 7 8

EP1435

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

GN

DB

IT 1

7B

IT 1

6B

IT 1

5B

IT 1

4B

IT 1

3B

IT 1

2B

IT 1

1B

IT 1

0B

IT 9

BIT

8B

IT 7

BIT

6B

IT 5

BIT

4B

IT 3

BIT

2B

IT 1

OSC

.+

Vcc

BIT

19

BIT

20

BIT

21

BIT

22

BIT

23

BIT

24

BIT

25

BIT

26

BIT

27

BIT

28

BIT

29

BIT

30

BIT

31

BIT

32

DAT

A E

NB

P IN

BP

OU

TD

ATA

CLO

CK

BIT

18

MM 5452

Figure 13 : Brochages des circuits intégrés MM5452, TL082, EP1435 vus de dessus avec leur repère-détrompeur en “U”dirigé vers la gauche. Pour le circuit intégré régulateur 78L05 uniquement, les connexions sont vues de dessous.

S A N T É


versa, on peut lire des valeurs nota-blement différentes.

L’antenne réceptrice de l’instrumentdoit toujours être dirigée en directionde l’endroit où se trouve la sourced’émission. Comme on ne peut pastoujours connaître cette direction, il suf-fit de tourner l’instrument pour la déter-miner.

Pour résumer, lorsque vous effectuezune mesure, passez d’abord de la posi-tion verticale à la position horizontalepour trouver la valeur la plus for te.Ensuite, tournez sur vous-même jus-qu’à trouver l’indication maximum.

Comme vous pourrez le constater, lamesure des volts/mètre ne restejamais stable, car de nombreux relaistéléphoniques peuvent comporter plu-sieurs transmetteurs qui entrent enfonctionnement puis s’arrêtent. Ainsi,il est normal de voir descendre sou-dainement une tension de 3,5 à 3,2volts/mètre ou augmenter vers 4,6volts/mètre.

L’appareil additionnant tous les signauxHF que l’antenne capte, il n’est pas ditque si la valeur mesurée dépasse les6 volts/mètre durant quelques minutes,la faute incombe à l’émetteur ou aurelais que vous voulez contrôler, car àproximité, il pourrait y avoir un utilisa-teur de CB ou un radioamateur oumême un téléphone portable en fonc-tionnement.

Un téléphone portable situé à une dis-tance d’environ 10 mètres de l’ins-trument peut provoquer une augmen-tation de la tension jusqu’à 15 volts/mètre et, placé très près de l’an-tenne, il peut faire monter la tension

jusqu’à 25 volts/mètre. Cela ne doitpas vous préoccuper, car les télé-phones portables GSM transmettentde rapides paquets d’impulsions numé-riques entrecoupés de pauses et l’ins-trument, pour pouvoir les détecter,effectue 32 lectures en un temps de0,4 seconde, puis sélectionne l’am-plitude maximum de chaque paquetenvoyé vers le relais radio.

Comme nous l’avons déjà évoqué,même si ces niveaux dépassent lesvaleurs maximales pour 10 ou 15minutes, ils ne sont en rien dange-reux.

Sont, par contre, à considérer commedangereux, les signaux qui demeurentsur des niveaux maximums durant plu-sieurs jours.

En effectuant des contrôles à proxi-mité de relais, nous avons noté quela majeure partie de ceux-ci émettaitdes signaux qui ne dépassaient jamaisles 4,4 volts/mètre, mais nous avonségalement trouvé des relais qui, durantla journée entière, émettaient dessignaux dont la valeur ne descendaitjamais au-dessous des 9 volts/mètreet qui par fois grimpaient sur desvaleurs de 10,2 à 10,5 volts/mètre.Évidemment, ces relais émettent endehors de la norme.

En réalisant ces contrôles, vous note-rez par fois, à proximité d’un relais,disons une valeur d’environ 3 volts/mètre et en s’éloignant à 200 ou 300mètres, le signal au lieu de s’atténuer,augmentera jusqu’à des valeurs disonsd’environ 4 à 5 volts/mètre.

Cette augmentation, peut dépendre dulobe de rayonnement de l’antenneémettrice (voir figure 14 et 15), maiségalement de la réflexion du signal HFqui peut parvenir en phase avec l’an-tenne de l’instrument.

Conclusion

En réalisant cet appareil, vous serezen mesure de contrôler la pollutionélectromagnétique de votre environ-nement. Outre les informations qu’ilvous donne, il sera une précieuse aideà la décision avant un achat ou unelocation d’appartement ou de maisonpar exemple.

Coût de la réalisation

Tous les composants pour réaliser le“polluomètre HF”, y compris les cir-cuits imprimés, le coffret sérigraphié,l’antenne et le module KM.1436 : env.610 F. Le module seul : env. 185 F.Les circuits imprimés seuls : env.78 F. Voir publicités dans la revue.

N. E.

Figure 14 : La puissance mesurée près du pylône d’un relais peut être inférieureà celle mesurée à une centaine de mètres, car tout dépend du lobe derayonnement des antennes émettrices. Si vous voyez le signal varier d’intensité,vous pouvez être sûr que vous avez près de vous un ou plusieurs téléphonesportables en fonctionnement.

Figure 15 : Même sur le planhorizontal, vous pouvez notercertaines différences importantesen volts/mètre, causées par leslobes de rayonnement de toutes lesdifférentes antennes fixées sur lepylône.

S É C U R I T É


Une pointeuseUne pointeuseautomatiqueautomatique

par transpondeurspar transpondeurs11èère partiere partie

Ce système per-met à la comptabi-lité d’une entre-prise de connaîtrele temps de pré-sence d’unemployé et de lerétribuer en fonc-tion de celle-ci.Dans les grandesentreprises, lepointage permet

également de savoir très rapidement si tel ou tel personnelse trouve bien dans les locaux.

La machine qui permet de pointer la carte, est encore, dansla majeure partie des cas, une petite imprimante contrôléepar une horloge.

Ces dernières années, sont apparus de nouveaux systèmestechnologiquement plus avancés, dans lesquels les cartesont été remplacées par un badge magnétique ou par un

i voustravaillezdepuis unc e r t a i nt e m p s ,

vous ne pouvez pasignorer ce qu’estune pointeuse.

Pour ceux qui n’ontpas encore travailléou ceux qui n’ontpas encore utilisé cet appareil, voici une rapide explication.

Chaque personnel utilisant le système de pointage disposed’une carte en carton souple rangée sur un tableau, prochede l’appareil de pointage, lequel est situé, en général, prèsde l’entrée de l’entreprise. Lorsque l’employé arrive au travail,il prend sa carte de pointage sur un tableau mural, l’introduitdans la pointeuse qui y portera la date et l’heure, et la remetà son emplacement sur le tableau. La même opération serafaite à la sortie.

Ce système professionnel permet le contrôle des horaires d’entrée et desortie du personnel de petites entreprises, d’associations ou de clubs. Latraditionnelle carte de pointage est remplacée par un transpondeur pouvantprendre l’aspect “carte bancaire” ou “porte-clés”. Celui-ci déclenche le“pointage” lorsqu’il passe devant une unité de lecture située sur le pointde passage obligé. Cette unité est reliée, sans fil, à une interface avec laquelleil est possible de gérer l’installation complète grâce à un PC.

de petites entreprises (jusqu’à 30 ou50 employés), associations, clubs, etc.Il s’agit donc d’un appareil destiné àl’enregistrement chronologique du pas-sage d’une personne et capable de dis-tinguer une entrée d’une sortie.

La carte de pointage est remplacée parun transpondeur en forme de badge,

S É C U R I T É


transpondeur. Le passage de la per-sonne est alors mémorisé par un PC.Les données ainsi recueillies peuventensuite êtres mises à la disposition duservice comptabilité.

Dans cet ar ticle, nous voulons vousproposer un système de pointagemoderne, qui pourra être utilisé dans

28

De la dimension et de la forme des bobines des lecteurs dépendra la sensibilitédu lecteur. Dans ce prototype, avec un transpondeur en forme de carte, lasensibilité est de l’ordre de 6 à 7 centimètres.

Figure 1 : Schéma synoptique de l’unité de lecture.L’unité de lecture (celle placée à côté de la porte d’entrée) est composée dedeux lecteurs de transpondeurs série, d’un afficheur alphanumérique et d’uneplatine de base sur laquelle vous trouvez le microcontrôleur, la mémoire, lasection HF et le système d’horodatage.

que la personne doit approcher du lec-teur en entrant dans l’entreprise et enla quittant.

Le tout se compose de deux unités,reliées entre elles par radio :

- L’unité de lecture, située dans le lieud’accès, à la porte d’entrée de l’en-treprise par exemple, dans laquelle ontrouve les car tes de réception destranspondeurs du personnel, la cartede commande et le système d’af fi-chage fournissant les informationsconcernant la date, l’heure, ainsi queles données lues.

- La carte d’interface, reliée par radioà l’unité de lecture et connectée auport série d’un ordinateur sur lequelseront transmises et mémorisées lesdonnées relatives aux horaires d’en-trée et de sortie du personnel.

L’unité de lecture mémorise de façonséquentielle, dans une mémoireEEPROM, les informations de passage.Ces données sont transférées par radioà l’ordinateur seulement lorsque celui-ci en fait la demande et après la trans-mission d’un code particulier.

L’interface se connecte avec un câblesérie, au port RS232-C du PC et fonc-tionne en système d’échange de don-nées via radio.

De cette façon, une fois par jour, unefois par semaine, ou même une foispar mois, les informations concernantles accès sont transférées au PC poury être traitées.

Notre système est en mesure demémoriser environ 8000 mouvementsavant de se trouver en dépassementde capacité.

Il faut considérer que pour chaqueemployé, il faut compter environ 100mouvements par mois, ce qui laisseune marge de manœuvre largementsuffisante.

L’unité de lecture ne nécessitantaucun câble de raccordement autreque le cordon d’alimentation pour larelier au secteur 220 volts, nousavons donc un périphérique entière-ment autonome, pouvant être situédans un endroit quelconque etcapable de fonctionner de façon indé-pendante.

En cas d’absence du secteur, l’unitéconserve les données en mémoire etl’horloge interne continue à fonction-ner normalement.

S É C U R I T É


sa car te de pointage. Par ailleurs,chaque employé disposant de sonpropre transpondeur, l’inévitable queueà la pointeuse ne sera plus qu’un mau-vais souvenir.

L’unité de lecture

Traitant d’un système très complexe,non seulement du côté matériel maiségalement du côté logiciel de gestionsur PC et programme implanté dansle microcontrôleur de l’unité de lec-ture, nous décrirons ce montage enplusieurs articles, dans les prochainsnuméros.

Dans celui-ci, examinons la structurede l’ensemble, et de manière plus spé-cifique celui de l’unité de lecture.

Pour avoir une idée plus claire, nouspouvons examiner le schéma synop-tique de cette dernière, donné en figure1, qui est composé d’une unité cen-trale (en pointillés), en fait, un circuitimprimé qui concentre les fonctions decontrôle de tout le reste et de deux lec-teurs de transpondeurs identiques, lepremier comme capteur d’entrée dupersonnel et le second comme capteurde sortie.

L’unité centrale, le cerveau de l’unitéde lecture, utilise un tout nouveau micro-contrôleur de la société Microchip unPIC16F876, une mémoire EEPROMsérie, un module Real-Time-Clock (hor-

La grande liberté offerte par un appa-reil ne nécessitant aucun câble detransmission, permet d’adapter notresystème à toutes les situations, enlimitant les coûts d’installations.L’unique contrainte réside dans la dis-tance entre l’unité de lecture et le PC,qui ne doit pas dépasser 50 à60 mètres.

Retenons toutefois que cela ne repré-sente pas un réel problème, étantdonné que notre système est adaptéà de petites entreprises qui travaillentdans des structures de dimensionsgénéralement peu étendues.

Le choix du transpondeur, préféré auxbadges magnétiques et aux cartes àpuce, provient simplement du fait qu’ilne nécessite aucun contact physiqueavec le lecteur, ni par défilement, nipar introduction, ni d’aucune autremanière. Par ailleurs, le transpondeur,de part sa constitution, ne se déma-gnétise pas et peut être rangé tran-quillement dans un portefeuille, mêmeau chaud. Il est également robuste etfiable.

Pour toutes les raisons que nousvenons d’évoquer, il ne présente doncpas les problèmes d’usure typique dessystèmes à car te et pour cela durebeaucoup plus longtemps. En somme,le transpondeur est idéal pour la per-sonne qui entre ou qui sort au pas decourse avec en tête certainement toutautre chose qu’une tendre pensée pour

L’unité de lecture au complet estinstallée dans un coffret plastiqueTeko, modèle Pult 364.

Derrière le panneau avant sont fixés,à chaque extrémité, les deux lec-teurs de transpondeurs et, aucentre, l’afficheur alphanumériquede 16 x 2. Dans le fond du coffretse trouve la car te sur laquelle,

comme cela se voit sur la photo,sont montés les trois modules Aurel(TXDFM, RXDFM, RT/SW) le micro-contrôleur PIC16F876, les mémoiresEEPROM et l’horloge en temps réel.

Dans cette première partie, noustraitons des lecteurs pour trans-pondeurs avec sortie série.

loge en temps réel, RTC) nécessairepour donner l’information horaire, unafficheur intelligent de 2 lignes x 16caractères, utile pour la communicationavec le personnel au moment où ilapproche le badge, un module hybrideémetteur sur 433,92 MHz, un récepteuret, pour finir, un commutateur d’antenne.

Les lecteursde transpondeurs

Nous vous renvoyons à la descriptiondu schéma électrique de la platine del’unité centrale au prochain numéro,

Unité de lecture, de la théorie à la pratique.

S É C U R I T É


lateur interne) et l’envoie à la bobineL1 qui le rayonne.

Si nous prélevons le signal présent entrele condensateur C8 et la bobine L1, aurepos, nous trouvons aux bornes de C11

voyons immédiatement les lecteurs detranspondeurs, qui représentent, ensubstance, les détecteurs de présence.

Il s’agit de 2 circuits identiques, sim-plement utilisés de façon différente etdonc reliés à des entrées distinctes dumicrocontrôleur présent sur la platinede l’unité centrale. Cette dernière a,entre autres, le rôle de lire les infor-mations quelle reçoit des transpon-deurs sous forme série, de les traiter,d’en écrire les données utiles dans lamémoire EEPROM série et d’attendrequ’arrive le signal d’interrogation del’interface de l’ordinateur.

Comme les 2 lecteurs utilisés sont iden-tiques, nous analyserons seulement leschéma électrique d’un exemplaire.

Il s’agit d’un montage très simple,réduit à sa plus simple expression parl’emploi d’un petit microcontrôleur spé-cialement programmé pour prélever lesinformations extraites de U3, les trai-ter et en contrôler le format, ainsi quede les envoyer, en format série, aumicrocontrôleur de l’unité centrale.

Le circuit intégré U2270 de la sociétéTemic (U3) est un circuit spécifique pourla réalisation de lecteurs de transpon-deurs passifs. Celui-ci assure la géné-ration du champ électromagnétique à125 kHz (par l’intermédiaire d’un oscil-

La face avant de l’unité de lecture telle qu’elle se présente.

Figure 2 : Schéma électrique des lecteurs de transpondeurs.

S É C U R I T É


une tension continue créée par le redres-seur D2, qui laisse passer uniquementles demi-alternances positives du signalsinusoïdal qui traverse la bobine.

Si un transpondeur est approché à unedistance telle qu’il permette uneconsommation significative dans le cir-cuit à 125 kHz, la variation de consom-mation de L1, due à la commutationde la logique interne du transpondeur,détermine aussi un changement del’amplitude de la tension appliquéeentre l’anode de D2 et la masse. Dece fait, nous trouvons un signal bassefréquence (quelques centaines dehertz) aux bornes de C11.

Ce nouveau signal, dû au transpondeur,est appliqué à la broche d’entrée (4)de U3 à travers le condensateur de liai-son C9. Un amplificateur et un com-parateur interne procèdent à l’extrac-tion des trains d’impulsions du codage.Ainsi, lorsqu’il sort de la broche 2 dece même U3, le signal est prêt à êtrelu par le microcontrôleur U4.

Ce dernier analyse les différents trainsd’impulsions et en vérifie le format etla checksum. A ce propos, rappelonsque le transpondeur que nous utili-sons (celui de la société Sokymat)envoie, sous forme de variations dechamps, un maximum de 64 impul-sions dans lesquelles les 9 premièressont un code de synchronisation(start) pour indiquer au dispositif delecture qu’il doit procéder à l’acquisi-tion, 40 impulsions sont les donnéesvraies proprement dites, 15 impul-sions servent au contrôle de la vali-dité des données.

U4 permet aux données de rejoindrela broche de sortie de son canal série(broche 7, ligne TX) uniquementlorsque le U2270 (U3) lui envoie desdonnées conformes au format pré-cité. Donc, si les calculs ef fectuéssur la parité des données de chaqueligne et colonne correspondent res-pectivement à la checksum de ligneet à celle de colonne reçue par letranspondeur.

Dans le cas contraire, le microcontrô-leur ne fait aucune action et ignore cequi provient du U2270 (U3), interromptla lecture, élimine les données en RAMet repasse en attente d’un nouveautrain de 9 impulsions (start).

On notera que la portée du capteur, enfait la distance à laquelle il convientd’approcher le transpondeur du lecteurpour être sûr que ce dernier en prélèveles données, a volontairement étéréduite à 6 ou 7 centimètres.

Cela peut paraître peu commode, tou-tefois c’est plus utile qu’il n’y paraît. Eneffet, cela permet de placer relative-ment proches l’un de l’autre les deuxlecteurs sans risque que l’utilisateur,en passant le transpondeur un peu troprapidement, puisse commuter ensembleou l’un après l’autre les deux disposi-tifs d’entrée et de sortie.

En fait, il suffira d’installer les deuxbobines éloignées d’une vingtaine decentimètres pour être sûr qu’en

Pour comprendre le fonctionnementdes lecteurs de transpondeurs sérieet le côté pratique de notre système,il convient de rappeler brièvementla théorie des transpondeurs.

Ces derniers, sont des dispositifsélectroniques, essentiellement pas-sifs, car ils prélèvent l’énergie néces-saire à leur fonctionnement duchamp magnétique dans lequel ilssont baignés lorsqu’ils sont appro-chés de la bobine du lecteur.

Pratiquement, à l’intérieur d’un trans-pondeur il y a un solénoïde qui, sousl’ef fet des lignes de forces duchamp magnétique variable, produità ses extrémités une différence depotentiel alternatif, redressée et fil-trée par des diodes et des conden-sateurs CMS. On obtient donc unetension continue qui alimente les cir-cuits logiques internes rendant ainsi

disponible, en mode série, le codecontenu dans la mémoire.

Mais comment sortent les données ?Simple : un transistor piloté par lesimpulsions produites par la logique,ferme et ouvre rapidement les extré-mités de la bobine (le condensateur defiltrage ne se décharge pas car la diodede redressement laisse passer le cou-rant uniquement dans le sens de lacharge), déterminant ainsi une légèrevariation du flux magnétique.

En substance, c’est ce qui se passedans un transformateur. Le primairesera l’enroulement du lecteur quigénère le champ magnétique à125 kHz et le secondaire sera consti-tué par le solénoïde interne du trans-pondeur. A chaque fermeture, la réac-tion d’induction provoque une brèveaugmentation de la consommation decourant dans le lecteur. Ainsi, en inter-

posant une résistance en sérieavec l’enroulement primaire il estfacile de détecter les impulsionset, après les avoir fortement ampli-fiées, de les mettre en forme afinde les rendre identiques à cellesémises par la logique du trans-pondeur.

Ceci est un peu le suc de la chose.Nos dispositifs sont passifs, dansle sens où ils ne peuvent envoyerdes données que lorsqu’ils sontinterrogés. Par contre, il existe éga-lement des transpondeurs actifs (onpeut écrire des informations direc-tement à partir du lecteur). Pour sim-plifier l’utilisation du système par lepersonnel, nous pouvons utiliser destranspondeurs du type badge ou enforme de porte-clefs, pouvant êtremis facilement dans les poches etpratique à utiliser et à approcher dulecteur.

A propos de transpondeurs…

S É C U R I T É


approchant le transpondeur de l’uned’elle, l’autre ne capte aucune don-née, donc que la lecture ne soit effec-tuée que par un seul lecteur.

En ce qui concerne l’alimentation,chaque carte de lecture prélève la ten-sion principale sur le bornier situé surl’unité centrale. Cette tension est de

18 volts en aval de la diode D1. Cettediode est destinée à protéger le circuitcontre une éventuelle inversion de pola-rité. Sur sa cathode, nous pouvons pré-lever la tension qui alimente directe-ment deux régulateurs.

U1, un 78L05 (en boîtier TO92), délivreles 5 volts par faitement stabilisés

nécessaires au fonctionnement dumicrocontrôleur U4. U2, un 7812 (enboîtier TO220) est nécessaire pour fixerà 12 volts exactement le potentiel quialimente le bloc de lecture des trans-pondeurs.

Notez enfin que le trimmer R2 sert àrégler finement la fréquence de travail

de l’oscillateur interne. Cettefréquence, en phase deréglage, devra être ajustée sur125 kHz exactement.

Réalisationpratique

Passons à la phase quiconsiste à réaliser les 2 pre-mières cartes de l’unité de lec-ture : les lecteurs des trans-pondeurs. Chacune d’elles,requiert un circuit imprimé iden-

Figure 3 : Plan d’implantation des composants des lecteurs de transpondeurs.

Figure 4 : Dessin du circuit imprimé des lecteurs de transpondeurs à l’échelle 1.Le circuit CMS U2270B et la bobine à 125 kHz sont montés du côté cuivre.

Liste descomposants

R1 = 68 kΩR2 = 50 kΩ trimmer

multitourR3 = 39 kΩR4 = 330 ΩR5 = 330 ΩR6 = 10 kΩR7 = 470 kΩR8 = 4,7 kΩC1 = 470 µF 25 V électr.C2 = 470 µF 25 V électr.C3 = 4,7 nF polyesterC4 = 47 µF 25 V électr.C5 = 470 µF 25 V électr.C6 = 100 nF multicoucheC7 = 47 µF 16 V électr.C8 = 2,2 nF multicoucheC9 = 680 pF céramiqueC10 = 220 nF polyesterC11 = 1500 pF céramiqueU1 = Régulateur 5 V

78L05U2 = Régulateur 12 V

7812U3 = Intégré U2270BU4 = PIC12C672-P04

(MF314)D1 = Diode 1N4007D2 = Diode 1N4148T1 = Transistor NPN

MPSA13L1 = Bobine transpondeur

Divers :1 Support 2 x 4 broches1 Bornier 3 pôles1 Circuit imprimé

réf. S314.

32

La substitution descar tes de pointagesmécaniques par descentrales électro-niques permet d’utili-ser les données“entrée” et “sortie” demanière complète-ment automatique, parl’intermédiaire de pro-grammes spéciale-ment étudiés pourgérer les horaires detravail des employés.

S É C U R I T É


tique réalisable par photogravure en utilisant le dessin dela figure 4.

Commencez le montage par la mise en place du circuit inté-gré CMS U3, le U2270. Cette opération demande l’utilisa-tion d’un fer à souder d’une puissance ne dépassant pas30 watts, équipé d’une panne très fine et bien propre. A ladifférence de tous les autres composants, excepté la bobine,ce circuit intégré sera soudé du côté cuivre. Faites bienattention à faire par faitement correspondre les brochesavec les pistes du circuit imprimé. Soudez d’abord unebroche de manière à le maintenir en place, ajustez légère-ment si nécessaire, puis soudez les broches restantes.

Sur l’autre face, soudez les autres composants, en allanttoujours des plus bas vers les plus hauts. Inspirez-vous duplan d’implantation de la figure 3 et des photos. Veillez auxsens des composants polarisés.

A ce point, il ne reste plus qu’à fabriquer L1. Cette bobinepourra être réalisée avec 200 spires de fil émaillé de dia-mètre 0,3 ou 0,4 mm, enroulées sur un support (genrebobine de fil de pêche) ayant un diamètre interne de 25 à30 mm et une épaisseur de 5 à 7 mm.

Avant de commencer l’enroulement, percez deux trous à1 et 3 mm du bord avec un foret de 0,8 mm. Passez le filde départ dans le trou à 3 mm du bord, de l’intérieur versl’extérieur, pour qu’il dépasse d’environ 10 cm, et bobi-nez. L’enroulement terminé, sortez le fil par le trou le plusproche du bord et bloquez votre enroulement avec une

goutte de colle cyanoacrylique. Coupez votre fil à 10 cmenviron.

Posez votre bobine en place et coupez les fils à la bonnelongueur pour qu’ils puissent être soudés dans les deuxtrous prévus à cet effet sur le circuit imprimé. Grattez l’émailsur 1 cm et étamez. Toujours à l’aide de la colle cyanoa-crylique, collez la bobine sur le circuit imprimé du côté cuivrepuis soudez en place ses deux fils.

Exactement de la même façon, réalisez le deuxième lecteur.

Ceci fait, alimentez chaque circuit et réglez le trimmer R2de façon à ce que la fréquence d’oscillation soit exactementde 125 kHz. Pour ce faire, utilisez la sonde haute impé-dance d’un fréquencemètre ou d’un oscilloscope que vousplacerez sur l’anode de D2.

Mettez de côté les deux modules lecteurs, en attente duprochain numéro dans lequel nous décrirons le reste despériphériques ainsi que les phases de réalisation et d’as-semblage de l’ensemble.

Coût de la réalisation(Cartes lecteurs de transpondeurs seulement)

Tous les composants du montage tel qu’il apparaît sur leschéma d’implantation de la figure 3 : env. 195 F. Le circuitimprimé seul : env. 45 F. Le PIC seul : env. 120 F. Attention :vous aurez besoin de deux cartes lecteur.

A suivre…

Le lecteur de transpondeurs avec sor tie série une foisle montage terminé. Deux dispositifs de ce type sont uti-lisés dans l’unité de lecture, un pour détecter les codesdes transpondeurs des personnes qui entrent et l’autrede celles qui sortent. Pour éviter les interférences entreles champs des deux bobines, les lec-teurs sont éloignés entre euxd’au moins 20 cen-timètres.

T É L É P H O N I E


Un codeur/dUn codeur/déécodeurcodeurDTMF pour PCDTMF pour PC

Voici une petite carte électronique, à relier au port parallèle du PC. Ellepermet de reconnaître les 16 tonalités du standard DTMF. Une série de16 fichiers au format “wave”, reproduits par l’intermédiaire de la carteson, nous permet de générer ces mêmes paires de fréquences avecl’ordinateur. Voilà de quoi contrôler tous les appareils utilisant ce code :téléphones, émetteurs, etc.

Dans notrecas, (pour l’ins-

tant) nous ne vou-lons pas en arriverlà, mais noussommes convain-cus de l’impor-

tance d’informatiser quelques appareils. Pour cela, nousvous proposons la réalisation d’un codeur/décodeur detonalités DTMF. Il s’agit d’un circuit capable de visualiserdans une fenêtre, sur l’écran du moniteur, quelle tonalitébi-fréquence (les signaux DTMF sont tous formés de deuxfréquences) représente le signal appliqué sur son entrée.Il s’agit donc d’un système destiné à analyser les appareilsqui génèrent des notes DTMF, comme les téléphones oucertains émetteurs radio, pour ne citer que les plus com-muns.

Mais nous ne nous sommes pas limités à cela car, avecle même logiciel utilisé pour l’identification des paires defréquences, nous pouvons générer, directement à partirde la carte son incluse dans l’ordinateur (“Sound-Blaster”ou compatible), des fichiers programmés avec une exten-sion “.wav” préparés en échantillonnant les signaux ori-ginaux issus d’un générateur DTMF. Le résultat est un sys-tème complet d’analyse et de reproduction de tonalités

i vous noussuivez depuisquelque tempsdéjà, vous aveznoté que nous

avons, à plusieurs reprises,publié des articles concernantdes projets à utiliser avec unordinateur. Un tel choix estpresque un passage obligé car, denos jours, l’ordinateur est présentdans presque tous les foyers et a prisune importance indiscutable dans la vie de tous les jours.

Nombreux sont ceux qui pensent à la façon de l’utiliser pourgérer l’habitation du futur, en lui confiant les automatismesdomestiques tels que l’alarme, le téléphone, la gestion duchauffage, etc. Naturellement, l’ordinateur n’est pas excludes circuits électroniques et, plus précisément, au labora-toire.

Un exemple est donné par des “appareils”, prenant la formede cartes à introduire dans les connecteurs internes de l’or-dinateur, qui, pilotées par un programme adéquat, devien-nent analyseur de spectre, fréquencemètre, récepteur toutesbandes, etc.



Si, par exemple, le chiffre 4 arrive, lesinformations 0100 demeurent sur Q4,Q3, Q2, Q1, jusqu’à ce qu’une autretonalité appartenant au standard DTMFsoit reçue par le décodeur. Si le chiffre1 est décodé, le bus indique 0001 etil reste ainsi jusqu’à la réception d’unautre chiffre. Si, ensuite, le chiffre 9est décodé, le bus devient 1001 et ilreste dans cet état.

Dans ce mode de fonctionnement, ilest nécessaire que l’élément destinéà lire les informations puisse distin-guer à quel moment lui parvient unetonalité, car le latch du 8870 estconstitué de telle manière que si 2notes identiques arrivent à la suitel’une de l’autre, l’état du bus n’estpas modifié.

Par exemple, si le décodeur reçoitdeux fois le chif fre 4 en séquence,Q4, Q3, Q2, Q1 reste avec l’état0100. C’est pour cela qu’a été prévula broche 15 appelée STD. Cettebroche est au niveau bas au repos,

elle passe au niveau haut pendant ladurée de la réception de la tonalitéet retourne au niveau bas. Cela per-met au dispositif de lecture, de fairela distinction entre deux tonalités demême valeur. Dans le cas de notreinter face, c’est l’ordinateur qui lit lesignal STD, simultanément à la lec-ture des 4 bits constituant le chiffredécodé.

La broche 2 du connecteur DB25, quiest la ligne D0, alimente le montageen +5 volts par rappor t à la masse(broche 25) nécessaire au fonction-nement du décodeur U1. Il reste peude choses à dire de l’inter face car ily a peu de composants. R1 et R2 per-mettent la contre-réaction de l’étagepréamplificateur du 8870, cet étageayant ainsi un gain unitaire. Le poten-tiomètre ajustable R5 permet de réglerle niveau du signal appliqué au circuit8870 en le limitant au niveau néces-saire pour une bonne reconnaissanceet en évitant la saturation. Notez enfinla LED LD1, disposée entre STD et la

DTMF, facilement réalisable et utilisablepar toute personne sachant normale-ment exploiter Windows 95/98.

Schéma électrique

Voyons à présent le schéma électriquede l’appareil, au demeurant très simple.Il s’agit de l’interface d’acquisition destonalités DTMF à relier au port paral-lèle de l’ordinateur. Le circuit qui secharge de la transformation dessignaux basse fréquences reçus est undécodeur DTMF spécialement conçupour cet usage U1 un 8870 relié à unconnecteur mâle 25 points par 6 fils,qui sont dans l’ordre : +5 volts (broche2), Q1 (13), Q2 (12), Q3 (11), Q4 (10)et STD (15).

Pour ceux qui ne connaissent pas cecircuit intégré produit par les sociétésGTE, MOSTEK ou UMC (il est alors réfé-rencé UM92870), nous pouvons direque c’est un décodeur de tonalitéDTMF complet à condition que sonoscillateur à quar tz fonctionne sur3,58 MHz. Il est capable d’exprimer,sous forme binaire de 4 bits, lenuméro correspondant aux paires denotes reçues.

En pratique si nous injectons sur sonentrée BF (broche 2) un signal corres-pondant au chiffre 4, sur le bus de don-nées Q1, Q2, Q3, Q4, se présente unecombinaison équivalente au chiffre 4,lequel, suivant la table de vérité du cir-cuit, est en binaire : 0100 (respecti-vement Q4, Q3, Q2, Q1). De cetexemple nous pouvons déduire immé-diatement que Q1 est le bit de poidsfaible (LSB) et Q4, le plus significatif(MSB).

Pour comprendre le fonctionnement del’interface, vous devez vous rappelerque les sorties des données sont pour-vues de latch (mémoire), activées àl’arrivée de chaque tonalité.

Figure 1 : Schéma électrique du générateur DTMF.

Notre circuit est en mesure d’af fi-cher dans la fenêtre de réception lechif fre représenté par une tonalitéDTMF appliquée à son entrée. Enoutre, avec le même programme dedécodage, nous pouvons générer destonalités bi-fréquence, directementà par tir de la car te son (car te“Sound-Blaster” ou compatible).Nous avons reproduit les fichiersadéquats en échantillonnant destonalités DTMF standard. En reliantla sortie de la carte audio avec l’en-trée BF disponible sur notre car te,

nous observons que le chiffre envoyéen cliquant sur les touches du claviervirtuel est affiché dans la case récep-

tion. Cela signifie que les par tiescodeur et décodeur fonctionnent cor-rectement.

T É L É P H O N E


masse, qui clignote à chaque récep-tion de tonalité, permettant ainsi des’assurer du bon fonctionnement dudécodeur. On peut ainsi vérifier visuel-lement si la platine reçoit ou non unetonalité DTMF. En ce qui concerne lepor t parallèle, les signaux suivantssont utilisés : “Select” (broche 13,Q1), “Paper end” (broche 12, Q2),“Busy” (broche 11, Q3), “Acknow-ledge” (broche 10, Q1) et “Printererror” (broche 15, STD du 8870).

Le +5 volts est fourni par la broche 2(D0), grâce au maintien de cette brocheau niveau haut, dès que le programmeest lancé et ce, jusqu’à la fermeturede la fenêtre WinDTMF. Il est en effetpossible de prélever un faible courantpar ce moyen, car le bus de donnéesdu por t parallèle est géré par unregistre de la carte mère doté de sor-tie push-pull à structure MOS et nonpas à collecteurs ouverts avec résis-

confirmez par “enter” ou cliquez sur“OK”. Lorsque la disquette est char-gée, introduisez la deuxième disquette,à l’apparition de la boîte de dialogue,répondez “OK” à la première demande(envoi) et cliquez sur l’icône en haut àgauche lorsqu’apparaît la demande dechangement de directory, à moins quevous ne vouliez installer le programmevers un chemin différent de celui sug-géré. Confirmez à l’aide de la barred’espace. Après le chargement de ladeuxième disquette, la demande d’in-troduire la troisième apparaît, faites-le. A la fin du chargement, après lemessage d’installation complète, vousaurez un groupe de programmesnommé WinDTMF.

Pour lancer immédiatement le pro-gramme, il suffit de cliquer deux foissur l’icône “téléphone” afin de faireapparaître l’écran de travail, repré-sentant un rectangle de forme allon-gée en haut avec, à sa droite, un bou-ton marqué “RAZ” (mise à zéro).Au-dessous, vous verrez un clavier vir-tuel à 16 touches, avec, à sa droite,un rectangle plus petit dans lequelseront inscrits les numéros composéssur le clavier. Au-dessous de ce der-nier, vous avez deux boutons, un àgauche marqué “Répétition” (répète lenuméro), et un autre à droite marqué“RAZ” (mise à zéro). La par tie supé-rieure, est une sorte d’afficheur et fonc-tionne effectivement avec l’inter facedécrite au début.

Les signaux DTMF appliqués sur lejack d’entrée (Audio In) et décodés parU1, parviennent sur le port parallèleet sont traduits en code binaire. Ilssont ensuite lus par le programme de

tance de tirage, autrement cela neserait pas possible.

Le logiciel WinDTMF

Après avoir parlé de la par tie maté-rielle, nous allons évoquer la par tielogicielle. Après avoir relié la carte auport LPT de l’ordinateur à l’aide d’uncâble imprimante, nous pouvons ana-lyser le programme de gestion et lafenêtre de l’af fichage vidéo. La pre-mière chose à effectuer est de prendrela première des trois disquettes four-nies contenant le programme WinDTMFet de l’insérer dans le lecteur A, aprèsavoir mis l’ordinateur en ser vice.Observez que notre programme fonc-tionne sous Windows 95/98, nous nel’avons pas testé sous Windows NTmais il devrait fonctionner également.A présent ouvrez “Fichiers”, “Exécu-ter” et écrivez la ligne “A :setup”,

Vue du prototype terminé. Lecircuit est très simple carnous utilisons simplementun circuit intégré 8870, unquartz 3,58 MHz et unajustable pour réglerle niveau du signald’entrée. Le circuitpeut être relié directe-ment au port série du PC enenlevant les deux entre-toises du connecteurDB25.

Sur la figure, l’écran principal du pro-gramme WinDTMF. La partie située enhaut (réception) est une sor te d’affi-cheur sur lequel apparaissent leschiffres correspondant aux tonalitéscorrectement décodées. Le bouton“RAZ” (remise à zéro) efface le contenude l’afficheur. La section du dessous(composition) représente un clavier vir-tuel, un afficheur (comme ci-dessus)et deux boutons. En cliquant à l’aidede la souris sur un des boutons alpha-numériques du clavier, l’ordinateurgénère la tonalité DTMF correspon-dante. Sur l’afficheur apparaît alors lechiffre sélectionné. Le bouton “RAZ”permet d’effacer le contenu de l’affi-cheur et l’autre bouton “BIS” (répéti-tion du numéro) fonctionne comme lacommande du même nom sur un télé-phone classique.



réception qui retranscrit sur l’af-ficheur les chiffres respectifs, oubien les lettres. Par exemple, sila tonalité du chiffre 4 est appli-quée sur la platine, dans le cadrede l’afficheur, s’inscrit le chiffre4, si le 5 est ensuite appliqué surl’entrée, le chif fre 5 s’inscrit àgauche de l’afficheur. En somme,nous pouvons visualiser unelongue séquence et même lasélection d’un numéro de télé-phone complet. Si vous cliquezsur le bouton “RAZ”, l’affichageest effacé.

La section suivante, requiert l’uti-lisation et donc la présence d’unecarte son dans l’ordinateur, carte“Sound-Blaster” ou compatible.Une 8 bits est suffisante. Cettecar te doit être convenablementparamétrée pour un fonctionne-ment sous Windows. Le système,comme vous l’avez vu, est com-posé d’un clavier, d’un afficheuret de deux boutons sur l’écran. Al’aide de la souris, cliquez sur undes boutons alphanumériques (0à 9 ou A, B, C, D) le PC génère lanote DTMF que le programme amémorisé sur le disque dur sousla forme d’un fichier “wave”, quipeut également être reproduit parla carte son ou tout autre appareilpouvant reproduire un fichier“wave”.

Sur l’afficheur est inscrit le chiffrechoisi et sur la sortie audio ou surles haut-parleurs de la carte sonvous entendez la tonalité corres-pondant au chiffre ou à la lettrechoisi. Le son peut être récupérésur la sor tie et envoyé sur unappareil nécessitant un code DTMFpour être déclenché ou pour untest.

A ce propos, nous rappelons que,suivant vos besoins, vous pouvezet devez utiliser la prise de sor-tie la mieux adaptée en fonctiondes caractéristiques de votrecarte. En effet, il existe, dans lecommerce, différentes versionsdes cartes “Sound-Blaster”. Cer-tains modèles sont équipés dedeux sor ties, d’autres d’uneseule.

Dans le premier cas, une sortie“LIGNE OUT” (sor tie ligne) estprésente, elle est à haute impé-dance et doit être exclusivementappliquée à des entrées basniveau ayant une impédance mini-mum de 600 ohms. L’autre “SPK

OUT” (sor tie haut-parleur) estadaptée pour piloter directementdes haut-parleurs d’une impé-dance comprise entre 8 et 32ohms, pouvant dissiper 4 à 5watts (le circuit intégré de sortieest généralement un TDA1515ou TDA1510). Si vous ne dispo-sez que d’une seule sor tie, lechoix est simple, il s’agit d’unesor tie basse impédance (haut-parleur).

Retournons à notre écran, une foisl’afficheur rempli par les chiffrescomposés au clavier, il suffit decliquer sur le bouton “RAZ” poureffacer le tout. Toutefois, si vouscontinuez à cliquer sur le clavieralors qu’il n’y a plus de place pourafficher les chiffres sur l’afficheur,ceux-ci seront tout de même géné-rés, mais ils ne seront pas affi-chés.

Enfin, l’autre bouton, (Répétition)correspond à la touche “Bis” d’untéléphone classique. Si vous cli-quez dessus, le programme lit tousles chiffres que vous avez préala-blement cliqués avec la souris etqui sont inscrits sur l’afficheur etles reproduit. Les chiffres sont lusde gauche à droite. A ce point, ilne reste rien à ajouter, il nous fautpasser à la réalisation pratique,où vous verrez comment monterla petite platine de l’inter face,comment la relier au port parallèleet nous terminerons par quelquesexemples d’utilisation.


Comme d’habitude, il faut toutd’abord préparer le circuitimprimé. Utilisez, si possible, laméthode photographique, ou unephotocopie sur calque ou trans-parent afin d’avoir un film exploi-table. Le dessin du tracé estreprésenté à l’échelle 1/1. Aprèsavoir gravé et percé la platine,

Figure 2 : Schéma d’implantationdes composants.

Figure 3 : Dessin du circuit impriméà l’échelle 1.

Liste des composants

R1 = 100 kΩR2 = 100 kΩR3 = 330 kΩR4 = 1 kΩR5 = 47 kΩ trimmer vert.C1 = 100 nF polyesterC2 = 100 nF polyesterLD1 = LED rouge Ø 5 mm

U1 = Intégré 8870Q1 = Quartz 3,58 MHz

Divers :1 Support 2 x 9 broches1 Connecteur 25 broches 90° pour ci 1 Prise RCA 90° pour ci1 Circuit imprimé réf. S283



vous pouvez commencer à monter lescomposants, en commençant commeà l’accoutumé par les composants lesplus bas, donc par les résistances etpar le support pour le circuit intégré8870. Attention lors de l’insertion ducircuit dans le support, il faut orien-ter son repère-détrompeur en U versla résistance R1.

Montez ensuite les deux condensa-teurs et le connecteur mâle coudé 25broches pour circuit imprimé. Montezla diode LED, l’anode (patte la pluslongue) étant à placer du côté de R4

et la cathode à la masse. Soudez lequar tz de 3,58 MHz, et le potentio-mètre ajustable vertical R5. Pour ter-miner, montez une prise RCA coudéeà souder sur circuit imprimé afin depermettre l’insertion d’une fiche RCApour appliquer le signal.

Contrôlez visuellement toutes les sou-dures et le montage en général afin dedétecter une éventuelle erreur.

Pour la liaison de la platine à l’ordi-nateur, il faut employer un câble, iden-tique à celui utilisé pour l’imprimante,

le côté mâle du câble vers l’ordina-teur, le côté femelle vers la platine.Le programme ayant été chargé sui-vant nos indications, tout doit nor-malement fonctionner au premieressai.

Après avoir allumé l’ordinateur, vousvous trouvez en présence de la fenêtrede travail évoquée précédemment. Rap-pelez-vous que notre montage nerequiert pas d’alimentation car, commenous l’avons déjà indiqué plus haut, le+5 volts est prélevé directement sur leport parallèle.

Le premier essai que nous vousconseillons de faire est celui quiconsiste à tester le fonctionnement del’ensemble carte et programme.

Connectez à l’aide d’un câble, terminépar un jack 3,5 mm stéréo, la sortiede la carte son du PC (sortie haut-par-leur) à la platine décodeur cette fois,à l’aide d’une fiche RCA (les deuxconducteurs seront reliés ensemble àl’aide de deux résistances de 680ohms car la car te son est stéréo etnotre entrée sur la carte décodeur estdu type mono, voir le dessin). Insérez

Avec ce câble de liaison etle programme WinDTMF,il est possible de testerla platine. Connectez lejack stéréo à la sortie dela carte son (la sortie quiest habituellement utili-sée pour être reliée auxenceintes) et la ficheRCA à l’interface. En uti-lisant le programmeWinDTMF les tonalitéstransmises du PC, serontdécodées par l’interfaceet visualisées par le pro-gramme.

L’importante diffusion des scannersparallèles a fait que de nombreuxutilisateurs d’ordinateurs ont para-métré le mode ECP sur la sor tieLPT1, respectant ainsi les conseilsdes constructeurs. Si ce paramé-trage accélère le transfert des don-nées et l’acquisition des images,pour cer tains périphériques celapeut présenter un problème. Si vousdeviez rencontrer des dif ficultés defonctionnement avec la platine

Le paramétrage du port parallèlecodeur/décodeur DTMF et si vousavez un scanner installé sur la sortieLPT1, vous pouvez résoudre ce pro-blème en pratiquant de la façon sui-vante : entrez dans le BIOS de l’ordi-nateur et redéfinissez le mode defonctionnement du port LPT1 en choi-sissant le mode EPP. Ce mode, bienque ralentissant le transfert des don-nées par le scanner, permet de fairefonctionner toutes les inter facesreliées sur le port.

Figure 4 : Câble de liaison entre le PC et la carte DTMF. Mini jack 3,5 mm stéréo à relier à laprise OUT de la carte son. Résistances de 680 ohms 1/4 watt. Fiche RCA mono à relier àl’interface.

Si vous démontez les deux entretoisesdu connecteur DB25, il est possible deconnecter directement la carte inter-face DTMF sur le port parallèle LPT1de votre ordinateur sans avoir besoind’un câble. En effet, la LED, le connec-teur RCA et le potentiomètre ajustabledu niveau d’entrée du signal, ont étédisposés sur le côté opposé au connec-teur.La LED est reliée à la ligne STD dudécodeur et, donc, elle clignote à laréception de chaque tonalité DTMF, per-mettant ainsi un contrôle visuel du fonc-tionnement du testeur.



De manière identique, il apparaît éga-lement sur l’afficheur du bas.

Si cela ne se passe pas ainsi, contrô-lez et retouchez la position de R5, carde son réglage dépend le niveau d’en-trée du signal qui est probablementtrop faible. Après ce réglage recom-mencez la procédure jusqu’à ce quel’affichage soit correct.

Vous pouvez également vous aider dela LED de visualisation qui permet, parson clignotement, d’apprécier avec unebonne précision la qualité du signalaudio reçu. Si la LED ne clignote pasmalgré l’envoi de tonalité DTMF à par-tir du clavier virtuel, il est probable quevous ayez un problème avec le por tparallèle de l’ordinateur, ou bien quele programme n’a pas été convena-blement chargé.


Le montage complet, tel qu’il apparaîten figure 2, avec programme WinDTMF :env. 150 F. Le circuit imprimé seul : env.25F. Le programme seul : env. 100 F.Voir publicités dans la revue.

D. M.

la fiche mâle RCA dans la prise du cir-cuit (AUDIO IN).

Vous avez ainsi relié l’ordinateur à l’in-terface et tout est prêt pour fonction-ner.

Lancez le programme WinDTMF en cli-quant sur l’icône, puis cliquez sur unchiffre afin d’envoyer une tonalité DTMFsur la sortie de la carte son et par làmême à l’entrée du décodeur.

Si tout fonctionne convenablement,vous devez voir apparaître sur l’af fi-cheur du haut de l’écran, avec un légerretard, le chiffre cliqué au clavier.

A L I M E N TAT I O N


Un convertisseurUn convertisseurde tension CCde tension CCde 12 V de 12 V àà 14/28 V 14/28 V

tage, en commençant justementpar ce composant, appelé IC1

sur le schéma électrique de lafigure 2.

Ce circuit intégré, fabriqué par Unitrode,est un contrôleur PWM(1), utilisé pour réa-

liser des alimentations “off-line”(2) de type“fly-back”(3).

(1) PWM = pulse-width modulationmodulation par impulsions de largeur variable.

(2) “off-line” = autonome.(3) “fly-back” = à retour d’impulsion.

En appliquant une résistance entre les broches 4 et 8 (voirR2) ainsi qu’un condensateur entre la broche 4 et la masse(voir C2), son oscillateur interne oscillera à une fréquencebien précise.

Avec les valeurs de R2 et C2 indiquées sur la liste des com-posants, une fréquence à onde carrée d’environ 50 kHz sortde sa broche 6.

En reliant la porte - ou gate - (G) d’un Mosfet de puissancesur cette sortie, celui-ci deviendra conducteur lorsque l’ondecarrée sera au niveau logique 1 et cessera d’être conduc-teur lorsque l’onde passera au niveau logique 0.

i l’on vous demandaitcomment réduire unetension continue, vousrépondriez immédiate-ment qu’il est possible

d’utiliser des résistances dechute ou bien des diodes zenerou encore des circuits intégrésrégulateurs.

Si l’on vous demandait comment élever une tension conti-nue de 9 ou 12 volts en une tension atteignant jusqu’à 28volts, la réponse vous semblerait beaucoup moins évidente !

Comme vous êtes nombreux à vouloir savoir, même parsimple curiosité, comment élever une tension continue,nous vous présentons un montage simple mais très inté-ressant. En lisant cet article, vous apprendrez quelle tech-nique utiliser pour réaliser un circuit capable de fournir,en sortie, une tension supérieure à la tension d’alimen-tation.

Schéma électrique

Le secret pour élever une tension se trouve dans le cir-cuit intégré UC3843 (voir schéma synoptique de la figure1). Nous allons vous expliquer comment fonctionne le mon-

De nombreux appareils ne peuvent être utilisés en voiture ou dans le camping-car parce qu’ils nécessitent une tension d’alimentation de 18, 24 ou 28 voltscontinus, alors que la tension fournie par une batterie est de seulement 12volts. En réalisant ce convertisseur d’alimentation, il devient possible d’éleverune tension continue de 12 volts à des valeurs comprises entre 14 et 28 volts.

Si la tension d’alimen-tation descend de 12 à10 ou 9 volts ou monteà 13 ou 15 volts, on pré-lèvera sur la sor tie decet élévateur une ten-sion qui restera toujoursparfaitement stable surla valeur de tension choi-sie.

En effet, le circuit inté-gré UC3843 se chargede maintenir stable latension sur la sortie etmodifie automatique-ment le “duty-cycle” del’onde carrée sortant dela broche 6.

Si le trimmer est régléde façon à faire sor tirune onde carrée ayantun “duty-cycle” de 50 %,on obtiendra la tensionpositive maximale ensor tie. Plus on diminuera ce “duty-cycle”, plus la valeur de la tension desortie diminuera (voir figure 3).

Après avoir réglé, grâce au trimmerR7, la valeur exacte de la tension desor tie, par exemple sur 15, 18, 24ou 28 volts, lorsque cette valeur aug-mentera ou diminuera,les broches de contrôle1 et 2 de UC3843s’occuperont deréduire ou d’élargir le“duty-cycle” de façon àramener la tension desor tie sur la valeurexacte choisie.



Avec une fréquence d’entrée de 50 kHz,le Mosfet devient, en l’espace d’uneseconde, 25 000 fois conducteur et25000 fois non-conducteur.

Sur la sortie drain (D) du Mosfet estreliée une charge inductive (voir Z1),qui accumule l’énergie quand le Mos-fet devient conducteur et qui la libèrelorsqu’il cesse de l’être.

La tension fournie par cette chargeinductive génère des pointes de sur-tension pouvant aller jusqu’à dépasserles 50 volts.

Ces pointes de surtension très rapides,en passant à travers la diode DS1,chargent le condensateur électrolytiqueC9.

Pour obtenir une valeur de tension nedépassant pas 28 volts mais malgrétout très stable, on applique la tensionprésente aux bornes du condensateurC9, aux broches 1 et 2 de IC1, char-gées de réguler la largeur (duty-cycle)de l’onde carrée appliquée sur la porte(G) du Mosfet.

En tournant le curseur du trimmer R7,on obtiendra en sor tie une tensionminimale de 14 volts et une tensionmaximale de 28 volts, indépendam-ment de la valeur de la tension d’ali-mentation.

Donc, si nous alimentons le circuit avecune tension de 12 volts, nous pourronsobtenir en sortie une tension minimalede 14 volts et une maximale de 28volts, seulement en réglant le trimmerR7.

42

1234 5

678

UC 3843

OSC

.

E

BCE

BC

3

4

8

7

2

1

6

5

Figure 1 : Le secret pour élever une tension estcontenu dans le circuit intégré UC3843 dont voicile schéma synoptique. Vous pouvez voir, sur ladroite, la disposition de ses broches.

OSC

.

E

BC

E

BC

DG

S

IC1

MFT1

7

8

4

3 5

6

1

2

SORTIEE

BC

TR1C1

C2

C3

C4 C5

C6

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7 R8

R9

R10

C7 C8

C9 C10

DS1

Z1

Z2

8 à 15 V

14 à 28 V

+ 5 V

TENSIONDE SORTIE

S1

Figure 2 : Schéma électrique du convertisseur de tension CC. Pour faire varier la tension de sortie d’un minimum de 14volts à un maximum de 28 volts, il suffira de tourner le curseur du trimmer R7. Toutes les résistances, sauf R4 et R10, sontdes 1/4 de watt. Comme la résistance R10 de 0,25 Ω - 2 W est difficile à trouver, pour obtenir sa valeur, on relie en parallèlequatre résistances de 1 Ω - 1/2 W (voir plan d’implantation en figure 6).

Tension d’alimentation minimale ....................8 VTension d’alimentation maximale ................16 VTension de sortie minimale..........................14 VTension de sortie maximale ........................28 VCourant de sortie maximum ..........................1 ACourant absorbé au repos ........................15 mAFréquence PWM ......................................50 kHzRendement ................................................80 %

La broche 3 du circuit intégré UC3843et le transistor TR1, évitent que le Mos-fet ne soit endommagé en cas de court-circuit.

En complément de la description duschéma électrique, voici quelques don-nées techniques :

Liste des composantsLX.1427




La figure 5a donne le plan d’implanta-tion des composants sur le circuitimprimé simple face dont le dessin estdonné en figure 5b.

Pour commencer, nous vousconseillons d’insérer le support pourle circuit intégré IC1.

Après avoir soudé toutes ses brochessur les pistes du circuit imprimé, vouspourrez insérer les quelques résis-tances ainsi que le trimmer R7.

A ce sujet, nous vous rappelons quela résistance R10 doit être de0,25 Ω - 2 watts et, étant donné quecette valeur ne se trouve pas facile-ment, nous l’avons obtenue en

reliant en paral-lèle 4 résis-tances de 1 Ω -1/2 watt.

Après les résis-tances, vouspouvez insérerles 6 condensa-teurs polyesterspuis les 4 élec-trolytiques, enrespectant bien,

pour ces derniers, la polarité +/– deleurs pattes.

Insérez, à côté du circuit intégré IC1,le transistor TR1, en dirigeant le côtéplat de son corps vers le haut, commemontré sur la figure 5a.

Poursuivez le montage en insérant lesdeux tores Z1 et Z2, et en contrôlantque leurs deux fils en cuivre soient par-faitement propres et correctement éta-més.

Une fois cette opération terminée, vouspourrez insérer la diode DS1 qui,comme vous pouvez le remarquer, ala forme et les dimensions d’un tran-sistor de puissance, à la seule dif fé-rence qu’elle n’a que deux pattes. Lecôté métallique de son corps seradirigé vers le radiateur du MosfetMTF1.

A présent, vous pouvez insérer le Mos-fet en fixant son corps comme indiquésur le plan d’implantation, c’est-à-diresur un petit radiateur de refroidisse-ment. Il est évident que ses trois pattesdoivent être pliées en L à l’aide d’unepetite pince.

Pour terminer le montage, il vous suf-fit d’insérer les deux borniers : sur celui

A

B

C

Figure 3 : En tournant le curseur dutrimmer R7, le circuit intégréUC3843 variera le “duty-cycle” del’onde carrée sortant de sa broche6. Avec un “duty-cycle” de 50 %(voir A), on obtient en sortie latension maximale de 28 volts. Avecun “duty-cycle” de 37 %, on obtientenviron 21 volts et avec un “duty-cycle” de 25 %, on obtient 14 volts.

Figure 4 : Après avoir monté tous les composants sur lecircuit imprimé, vous devrez l’insérer à l’intérieur de sonboîtier plastique. Avant de fixer les quatre douilles, vousdevrez retirer leurs bagues isolantes et les placer du côtéintérieur du boîtier.

R1 = 15 kΩR2 = 10 kΩR3 = 4,7 kΩR4 = 1 Ω - 1/2 WR5 = 150 kΩR6 = 8,2 kΩR7 = 10 kΩ trimmerR8 = 100 kΩR9 = 82 kΩR10 = 0,25 Ω 2 W (4 x 1 Ω - 1/2 W)C1 = 47 nF polyesterC2 = 3,3 nF polyesterC3 = 1 nF polyesterC4 = 470 µF électrolytiqueC5 = 100 nF polyesterC6 = 2,2 nF polyesterC7 = 470 µF électrolytiqueC8 = 100 nF polyesterC9 = 100 µF électrolytiqueC10 = 100 µF électrolytiqueZ1 = Tore VK 27.03Z2 = Tore VK 900DS1 = Diode BYW29 ou BYW80TR1 = Transistor NPN BC 547MFT1 = Mosfet IRF522 ou IRF520IC1 = Intégré UC3843S1 = Interrupteur



placé en haut, reliez la tension d’ali-mentation de 9 ou 12 volts, tandis quesur celui placé en bas, prélevez la ten-sion de sortie, élevée à la valeur choi-sie en réglant le curseur du trimmerR7.

Le boîtier

Pour ce montage nous avons prévu unpetit boîtier plastique, équipé d’uneface avant percée et sérigraphiée.

Vous pourrez l’obtenir séparément carbeaucoup d’entre-vous pourraient aussienvisager un emplacement particulierpour le convertisseur.

Le circuit imprimé doit être fixé à l’in-térieur de ce boîtier plastique avec 4vis tarauds.

Ensuite, sur la face avant, insérez lesdouilles bananes femelles d’entréepour la tension d’alimentation 12 voltset celles de sortie pour une tensionmaximale de 28 volts.

Lorsque vous fixerez ces douilles surla face avant, n’oubliez pas de retirerd’abord la bague isolante et de la pla-cer du côté intérieur du boîtier.

Une fois le montage terminé et avantde connecter sur sa sortie l’appareilque vous souhaitez alimenter, reliez unmultimètre et tournez le curseur du trim-mer R7 jusqu’à l’obtention de la valeurde tension voulue.

Z2

ENTRÉE

SORTIE

TR1

MFT1DS1

IC1

R1

R5C6

R2

C1 C5

C3

C2R6

R9

R7

R4

R3 R8

R10C9

C10

C4 C7

Z1C8

S1

Figure 5a : Plan d’implantation du montage. On obtient la valeurde la résistance R10 (0,25 Ω - 2 W) en reliant en parallèle quatrerésistances de 1 Ω - 1/2 W.

Figure 5b : Dessin du circuit imprimé simple face à l’échelle 1.

Figure 6 : Sur cette photo, vous pouvez voir comment se présentera votre circuit,une fois le montage terminé. S’agissant du prototype final, le circuit imprimén’est pas encore sérigraphié.




Tous les composants pour réaliser le conver tisseur detension LX.1427, y compris le circuit imprimé percé etsérigraphié, tels qu’ils apparaissent sur la figure 5a : env.218 F. Le boîtier et sa face avant percée et sérigraphiée :env. 49 F. Le circuit imprimé seul : env. 28 F. Voir publici-tés dans la revue.

N. E.

K A

BYW 29

G D S

IRF 520 ou IRF 522

E

B

C

BC 547

Figure 7 : Sur le dessin, les connexions du transistorBC547 sont vues de dessous tandis que celles de la diodeBYW29 et du Mosfet IRF520 (qui peut être remplacé parun IRF522), sont vues de face. Le Mosfet est fixé sur unpetit radiateur de refroidissement (voir figure 6).

Le mois dernier, nous vous proposions un système de présentation dunuméro d’appelant sur PC (ELM 10, page 13 et suivantes). Vous avezété très nombreux à nous demander un système indépendant, n’obligeantpas à mettre le PC sous tension pour connaître le numéro de l’appelant.Nous avons d’autant moins de mal à vous satisfaire rapidement que leprojet que nous allons décrire dans ces lignes vient de terminer sestests en laboratoire.

e montage de base uti-lise un circuit spécia-lisé de la sociétéMitel, un MT8843,qui fonctionne

parfaitement et nous apermis de mettre aupoint, à l’aide d’unmicrocontrôleur, descircuits fiables et précisdestinés à des utilisations domestiques ouprofessionnelles.

Ce produit permet, entre autres, de visualiser sur un affi-cheur à cristaux liquides, et sans l’aide d’aucun autre appa-reil (lire un ordinateur), le numéro de la personne qui nousappelle, nous donnant ainsi la possibilité de décider derépondre ou de ne pas répondre.

Le projet décrit dans cet article fait suite au système pré-senté dans le numéro 10 d’ELM auquel il est relié.

Ainsi est né le présent circuit, simple et fonctionnel, quisera inséré dans le socle réservé au MAX232 (duquel ilprélève l’alimentation). Ce circuit permet non seulementde continuer (si on le souhaite) à utiliser l’identificateurd’appels avec l’ordinateur, mais également de visualiserimmédiatement sur l’afficheur le numéro de l’appelant ainsi

que la date, l’heure etles éventuelles infor-mations d’indisponibilité

dudit numéro (numérodésactivé par France Télé-

com ou par l’utilisateur).

Le circuit imprimé, de par saconception, permet de trans-

férer les donnés directementdu suppor t du MAX232 de la

carte de base sur la carte affi-cheur grâce à deux rangées de

broches s’y connectant.

Grâce à ce système de connexion, nous conservons la pos-sibilité d’utiliser l’interface RS232-C.

En jetant un coup d’œil au schéma électrique de la figure 6,page 17 d’ELM numéro 10, nous pouvons voir, de manièreplutôt claire, comment fonctionnent les choses.

Pour faire une synthèse, disons que la platine de visuali-sation LCD lit les mêmes données prélevées du MT8843et converties par le microcontrôleur U4, pour être envoyéesà travers le convertisseur TTL/RS232-C MAX232 (U3) auport série de l’ordinateur, éventuellement relié au connec-teur 25 broches.

T É L É P H O N E


PrPréésentationsentationdu numdu numéérro d'appelanto d'appelantsur afsur afficheur LCD ou sur PCficheur LCD ou sur PC

Un montage particulier, à l’aide desbroches d’un support de circuit inté-

gré à wrapper, permet le transfertdes données du support de U3de la carte de base au supportde U1 (le même MAX232) de la

car te de visualisation. Nousgardons ainsi la possibilitéd’utiliser l’inter face sérieRS232-C tout en prélevantles signaux digitaux élabo-

rés par le microcontrôleurde la carte de base pour

faire fonctionner l’af-fichage LCD.

T É L É P H O N E


Nous obtenons les informations sansaucune modification de la car te debase car nous sommes connectésdirectement au support du MAX232.Cela permet de transmettre le signalde la broche 10 de ce dernier,remonté sur la carte de visualisationet renommé U1 sur le schéma de lafigure 1, directement à la broche 13d’un second microcontrôleur U2.Celui-ci est un PIC16F84 programmépour interpréter les données et lesenvoyer au format ASCII à l’afficheurLCD avec les temporisations néces-saires.

L’afficheur utilisé est le classique 2lignes 16 caractères type CDL4162,ou compatible. Il permet la visualisa-tion du numéro de l’appelant et desdonnées reçues par la carte de base.

Avant de passer aux détails concer-nant l’afficheur, résumons brièvementle fonctionnement de l’identificateurproposé dans le numéro précédentd’ELM.

La carte de base

L’interface vers la ligne téléphoniqueest pourvue d’une section isolée gal-vaniquement de façon à séparer conve-nablement la paire téléphonique de lamasse du circuit, évitant ainsi le trans-fert d’interférences qui ne seraient pasbénéfiques au fonctionnement dumicrocontrôleur !

Pour prélever la phonie, nous avonsemployé un transformateur de couplagetéléphonique ayant un rapport de trans-formation de 1/1. Le secondaire de cetransformateur porte le signal digitalFSK vers les broches 1 et 2 (IN+ et IN–)du MT8843, passant par le réseau deprotection. Ce dernier sert à éviter que,durant les appels, la tension alterna-tive (de 80 volts efficaces) passant àtravers le transformateur (de rapport1/1) n’atteigne le circuit intégré et nel’endommage.

Pour cela, les diodes D2, D3, D4 et D5coupent les tensions supérieures à 0,6volt aidées en cela par les résistancesR1, R2, R3 et R4 qui assurent, danschaque situation, la limitation de cou-rant nécessaire.

L’isolement en courant continu pourTF1 est garanti par C4 sur le primaire(côté ligne) et par C11 et C12 sur lesecondaire.

Comme nous n’utilisons pas la détec-tion de sonnerie, nous avons positionné

au niveau logique zéro la broche 9(mode asynchrone) et la 14 (“powerdown”). Par contre, la broche 15 (vali-dation du démodulateur FSK) est auniveau logique 1. Ainsi, le MT8843 fonc-tionne en permanence sans nécessi-ter de déclenchement, étant prêt àchaque instant indépendamment desconditions de la ligne ou de l’arrivéeou non d’une tension alternative d’ap-pel.

Par l’intermédiaire des broches 1 et 2et de l’interface appropriée, la tramedes données rejoint le circuit intégréMT8843. Cette trame contient les 3trains d’impulsions : “réveil” (fonctionde “tone alert”, que nous n’utilisonspas dans ce montage), synchronismeet informations indicatives réelles.

Pour le format et le contenu du traind’impulsions envoyé par le centraltéléphonique, nous vous renvoyons àl’ar ticle publié dans le numéro 10d’ELM.

Nous nous limiterons ici à l’examendes différentes phases du fonctionne-ment en supposant que vous connais-sez le protocole.

Le décodeurde la société Mitel

Le signal parvient sous la forme d’unenote modulée en fréquence (FSK) austandard CCITT V23 (pour l’Europe etla France, aux U.S.A. le standardadopté est le Bell 202). Le MT8843

Figure 1 : Schéma électrique de la carte filledu décodeur de numéro d’appelant.

dispose, en interne, d’un filtre et d’undémodulateur de fréquence capabled’extraire les impulsions digitales, qu’ilenvoie ensuite à la broche 17 (data).De celle-ci, les informations rejoignentle microcontrôleur à la broche 7, posi-tionnée comme entrée des données.

Le logiciel procède à leur gestion et àleur conversion après les avoir analy-sées. Du microcontrôleur les donnéessont envoyées à l’interface RS232-Cau format N, 8, 1, mais à 9600 baudspour profiter de la vitesse relativementélevée du port COM implanté dans l’or-dinateur.

A l’arrivée des données démoduléespar le MT8843, le microcontrôleur U4les acquiert et note leur structure enidentifiant la date, l’heure et le numérode téléphone. En premier lieu, il va véri-fier si le numéro est effectivement pré-sent, car s’il n’est pas transmis, il doitcréer le caractère à envoyer sur la sor-tie (broche 6).

Donc, suivons dans l’ordre les diffé-rentes phases. Après la première don-née arrivée, une vérification assure quec’est bien 80 hexadécimal (code cor-respondant au message “Identifiant”)puis on attend la seconde partie indi-quant, toujours en format hexadécimal,la longueur de la trame en caractèresqui peut être 16 hex. (22 caractères)ou 17 hex (23 caractères). Tout celaest maintenu en RAM pour la vérifica-tion finale nécessaire pour certifier l’in-tégrité et le déchiffrage correct des don-nées.

Vient ensuite le tour des 2 caractèressuivants indiquant la disponibilité (01)de la date et de l’heure et la longueurde ces informations (normalement 08= 8 caractères).

Ensuite, arrivent deux autres carac-tères, dont le premier nous indique sile numéro téléphonique de l’appelantest disponible (02 hex) ou s’il estabsent (04 hex) et le second, la lon-gueur. En vérité, les chiffres qui le com-posent, y compris le préfixe. Ceux-civont également en RAM.

Clairement, si le numéro n’est pas dis-ponible, la longueur est 01, parce qu’àsa place, le protocole prévoit un uniquechiffre (70 hex) qui correspond au 112décimal et qui, dans la table des carac-tères ASCII, équivaut à la lettre “P” (pri-vate). La dernière donnée de la trameest le “checksum” qui permet au cir-cuit de l’identificateur de vérifier si lesdonnées sont arrivées correctement.

Le circuitde visualisation

Le microcontrôleur utilisé (U2, unPIC16F14) est programmé pour déchif-frer les codes présents sur le canalsérie et pour commander un afficheurLCD pour les visualiser.

Pour cela, un logiciel adapté procèdeà l’acquisition des caractères au for-mat ASCII, puis lance la routine baséesur la commande “LCDOUT” du “Pic-Basic Compiler” disponible pour lescomposants Microchip. Cette routinepermet de commander des afficheurséquipés du driver Hitachi 44780 (pra-tiquement tous ceux disponibles dans

T É L É P H O N E


le commerce et destinés aux applica-tions générales).

Pour ce qui concerne l’afficheur LCD,nous savons que la broche 6 est cellequi indique au 44780 le type d’infor-mation qui arrivent (0 = donnés, 1 =commandes) la 8 est la broche“enable” du buffer et la 7, “R/W”, estmise au zéro logique car nous utilisonsle dispositif comme élément passif,uniquement apte à recevoir les don-nées.

A la lumière de ceci, nous pouvons voirque pour opérer sur le curseur, effacerle tampon de la mémoire et remettreà zéro l’afficheur, le microcontrôleurU2 génère les données au format 4bits (broches 6, 7, 8, 9 de U2) ainsique, pour un court instant, un niveaulogique haut sur la broche 11 (modecommandes) et un zéro sur la broche10 (broche 8 de l’afficheur).

Pour écrire un caractère, la séquenceest similaire, l’unique dif férence sesitue dans le fait que la broche 11 (6de l’af ficheur) est forcée au zérologique (mode données).

Cela dit, nous pouvons conclure la des-cription du circuit en disant qu’à l’arri-vée de chaque appel téléphonique, etdonc d’une trame valide, le circuit devisualisation nous en montre lecontenu, indépendamment du fait quesoit disponible ou non le numéro detéléphone de l’appelant.

Le PIC16F84, monté sur la carte fille,permet de visualiser les informationsde l’appel en partant de la trame desdonnées prélevées sur la ligne télé-phonique par l’intermédiaire duMT8843 présent sur la carte de base.Le programme qui permet cela estschématisé par l’organigramme repré-senté ici.

Après l’initialisation des entrées et dessorties, le message “SYSTEME STAR-TUP” est affiché sur l’écran.

Ceci fait, le PIC16F84 attend le bit dedépart sur le canal d’entrée, il conver-tit les données reçues en un formatcompatible avec l’afficheur et pilotece dernier afin d’afficher les informa-tions voulues.

Après chaque opération, le circuitretourne en attente d’un autre appel.Les informations reçues de la carted’identification restent af fichées àl’écran.

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Dans la ligne supérieure nous avons ladate et l’heure, respectivement dansle format jj-mm (jour-mois) et hh:mm(heure:minute).

Dans la ligne inférieure doit apparaîtrele numéro (ID) avec un maximum de16 caractères.

Si l’appelant a occulté son numéroavant d’appeler (en France, cela se faiten composant *31*, avant le numéroque l’on désire appeler) ou si le cen-tral ne l’envoie pas car il ne peut encorele faire, ou encore s’il y a une panne,ou simplement parce le numéro estréservé (liste rouge), le message quiapparaît sur l’afficheur est : “NON DIS-PONIBLE”, élaboré par le programmecontenu dans le microcontrôleurPIC16F84 lorsque, sur l’entrée des don-nées, il reçoit le caractère ASCII cor-respondant à la lettre “P” envoyé parle MT8843.

Notez enfin que nous utilisons le sup-port de U3 de la carte de base pour

connecter la carte de visualisation, leMAX232 est déporté sur cette dernièreLa liaison série, et donc la conversiondes niveaux en RS232-C, est toutefoisassurée.

Clairement, les signaux passent de labroche 6 du microcontrôleur, situé surla carte de base, au support U3 puisau circuit intégré U1 (MAX232) de lacarte fille. De ce dernier, ils retournentvers le connecteur DB25 par l’inter-médiaire des contacts de liaisons desdeux platines.


Passons à la construction de la cartede visualisation en partant du circuitimprimé que nous vous conseillons depréparer suivant la méthode habituelleou d’acquérir déjà percé et sérigraphié.

Votre circuit imprimé en main, vousallez pouvoir commencer le montagedes composants.

Montez en premier lieu, l’unique résis-tance et les condensateurs céramiqueset polyester. Le condensateur électro-lytique C4 sera monté en prenant soinsde positionner correctement ses deuxpattes (patte longue au positif) et dele monter couché contre le circuitimprimé.

Montez également le quar tz en posi-tion couchée. Installez les deux sup-ports des circuits intégrés en orientantl’encoche-détrompeur vers l’extérieurdu circuit imprimé.

Pour l’afficheur, il faut installer une bar-rette sécable de 16 broches au pas de2,54 mm. L’afficheur sera inséré dansce support.

Pour compléter la car te fille, il fautse procurer un support de circuit inté-gré à wrapper de 16 broches et lesouder, côté cuivre, sur les pastillesde U1.

Une fois soudées, il faut couper lesbroches du support à wrapper au razdu plastique du support afin d’obte-nir 16 pointes droites d’égales lon-gueurs.

Vous avez réalisé un connecteur mâle,qui servira à insérer le module afficheursur la carte de base à l’emplacementdu MAX232.

Pour la connexion entre les deux pla-tines, nous vous conseillons de regar-der les dessins et les photos de l’ar-ticle afin de mieux comprendre lesystème.

Notre circuit de visualisation àété étudié pour êtreconnecté au système deprésentation du numérod’appelant sur PC pré-senté sur la revuenuméro 10.La carte de base utilise un cir-cuit intégré MT8843 pour décoderles informations contenues dans l’identi-fication. Un microcontrôleur procède à l’analysedu protocole et envoie au port série les données rela-tives à la date, l’heure et au numéro de téléphone.

Figure 2 : Schémad’implantation des composants.

Figure 3 : Dessindu circuit imprimé à l’échelle 1.

Liste descomposants

R1 = 10 kΩC1 = 22 pF céramiqueC2 = 22 pF céramiqueC3 = 100 nF multicoucheC4 = 100 µF 25 V

électrolytiqueU1 = Intégré MAX232U2 = µcontrôleur

PIC16F84(MF306)

DISPLAY = Afficheur LCD16x2 CDL4162

Q1 = Quartz 8 MHz

Divers :1 Support 2 x 8

à broches longues1 Support 2 x 9 broches1 Connecteur 16 broches1 Circuit imprimé (S306)

T É L É P H O N E


Pratiquement, vous devrez insérer lespointes soudées sous U1, dans le sup-port du circuit intégré MAX232 de lacarte de base en faisant en sorte queles deux trous situés de part et d’autredu connecteur de l’afficheur coïncidentavec les deux trous du circuit impriméde la carte de base.

Dans ces deux trous, montez deuxpetites entretoises hexagonales et fixez-les à l’aide de vis et d’écrous de 3 mm.Les deux platines seront ainsi uniessolidement.

Mettez en place le microcontrôleurPIC16F84 (U2) pour terminer le mon-tage.

Utilisation du décodeurde numéro d’appelant

Le système est maintenant prêt à l’em-ploi, soit de manière autonome, soitrelié au PC comme cela a été décritdans la revue numéro 10.

Dès la mise sous tension du montage,vous devez voir apparaître le message

“SYSTEM STARTUP” avec une lueurténue de fond d’écran, due au rétro-éclairage à LED.

Après quelques instants, le messagedisparaît.

Le système étant relié à la ligne télé-phonique, à la réception de chaqueappel, vous devez voir apparaître dansl’ordre, la date et l’heure, ainsi que lenuméro de téléphone identifiant l’ap-pelant, ou bien le message “NON DIS-PONIBLE” dès lors que le numéro estabsent ou occulté.

Dans tous les cas, la ligne doit êtrehabilitée à recevoir les numéros d’iden-tification. Soit parce que cette possi-bilité est incluse dans votre contrat soitparce que vous en avez fait la demandeauprès des services de France Télé-com.

A l’heure actuelle, ce service est fac-turé 10 francs par mois.

Si vous décidez, pour faire de la ges-tion de numéros par exemple, de vousraccorder également à votre PC, le sys-tème fournira simultanément le numérode l’appelant sur l’afficheur LCD incor-poré et sur l’écran du PC.


Tous les composants de la figure 9(page 19, ELM 10) avec le circuitimprimé percé et sérigraphié ainsi quele cordon de raccordement inter-face/ordinateur DB25/DB9 : env. 288 F.Le microcontrôleur préprogrammé seul :env. 105 F. Le Mitel MT8843 seul : env.61 F. Le circuit imprimé seul : env. 39 F.Tous les composants de la figure 2 dece numéro avec le circuit imprimé percéet sérigraphié ainsi que l’afficheur LCD :env. 245 F. L’afficheur seul : env. 80 F.Le microcontrôleur seul : env. 120 F. Lecircuit imprimé seul : env. 39 F. Voirpublicités dans la revue.

A. G.

En ajoutant la carte de visua-lisation à l’unité de base pré-sentée sur le numéro 10,nous pouvons voir immédia-tement sur un afficheur LCDle numéro de l’appelant, ladate, l’heure et, éventuelle-ment, l’information d’indis-ponibilité.

Le montage, tel qu’il est réa-lisé, préserve la possibilitéd’utiliser le système en lereliant au PC.Figure 4 : Brochage du MT8843.

M E S U R E


Un pontUn pontrrééflectomflectoméétriquetrique

pour analyseur de spectrpour analyseur de spectree

S’il est possible de mesurer la valeur de l’impédance d’une antenne, oude n’importe quel filtre HF, en utilisant un simple pont HF accompagnéd’un multimètre, avec un pont réflectométrique, on peut, en plus, voirsur l’écran d’un analyseur de spectre, le comportement d’une antenneou d’un filtre HF sur toute la gamme comprise entre 2 mégahertz et 1gigahertz au moins.

numéros 1 à 3 de la revue, et d’un pont réflectométrique,comme celui que nous allons vous présenter dans ces lignes,vous pourrez voir à l’écran toutes les fréquences d’accordde l’antenne jusqu’à 1 gigahertz.

Le pont réflectométrique

Si vous cherchez un pont réflectométrique dans les maga-sins vendant des instruments de mesure, vous avez peude chances d’en trouver un, non seulement parce que c’estun accessoire très coûteux, mais également parce qu’iln’existe, à notre connaissance, aucun écrit permettant d’ap-prendre à l’utiliser.

ans la revue numéro 3, page 38 et suivantes, nousvous avons présenté un impédancemètre simple,permettant de mesurer la valeur de l’impédancede n’importe quelle antenne.

Cet instrument est très simple et peu coûteux mais il pré-sente toutefois de petits inconvénients. En effet, il est néces-saire d’appliquer sur son entrée, un signal HF devant êtreaccordé sur la fréquence voulue. Par ailleurs, la linéarité dece pont n’étant pas parfaite, il ne permet plus d’effectuerdes mesures précises à l’approche du gigahertz.

En disposant d’un analyseur de spectre, si possible munid’un tracking, comme celui que nous avons publié dans les

imprimé sur le métal du boîtier (voirfigure 4).

Insérez les trois résistances de 51ohms aux emplacements indiqués surla figure 5.

Vous trouverez, dans le kit, une qua-trième résistance de 51 ohms que vousmettrez de côté car elle vous servirapour effectuer le premier test et fermerles extrémités des filtres que vous vou-lez tester.

Prenez à présent le câble coaxial etcoupez-en deux morceaux.

Vous dénuderez les deux extrémités dumorceau de 70 mm de long, que l’onappellera câble 1 (voir figure 3), defaçon à séparer facilement l’âme de sagaine de blindage, sur une longueurd’environ 6 mm.

Le câble 2, long de 55 mm, devra éga-lement être dénudé à ses deux extré-mités de façon à ce que sa gaine deblindage externe soit de seulementquelques millimètres.

M E S U R E


Pour combler cette lacune, nous vousproposons la construction de cet appa-reil et nous vous enseignerons, par lamême occasion, comment l’utiliser cor-rectement pour vous permettre d’ef-fectuer les mesures qui nous semblentles plus intéressantes.

Le schéma électrique de ce pont réflec-tométrique est non seulement trèssimple, mais il nécessite très peu decomposants.

La qualité de réalisation du circuitimprimé ainsi que la taille et la formedu boîtier ont une très grande impor-tance. Faute de respecter cette miseen garde, le circuit ne fonctionnera pas.Si vous réalisez vous-même le circuitimprimé, vous devrez percer chaquetrou et souder une queue de résistancede chaque côté. Ceci est absolumentimpératif pour assurer le fonctionne-ment correct du pont.

Comme on le voit très bien sûr la figure2, pour réaliser ce pont réflectométrique,il faut 3 résistances non inductives de51 ohms, 1 condensateur de 1,5 pF,deux courts morceaux de câble coaxialde 50 ou 52 ohms et 9 ferrites. Commechacun sait, un pont est composé de 4résistances et, en effet, la quatrièmerésistance est représentée par l’impé-dance, appliquée sur la prise “B”.

Les deux morceaux de câble coaxialqui relient ce pont à l’analyseur consti-tuent une ligne équilibrée capable decouvrir toute la gamme par tant dequelques mégahertz jusqu’à plus deun gigahertz.

Pour rendre la courbe linéaire sur toutecette large bande, il est nécessaired’utiliser des noyaux en ferrite sur cesdeux morceaux de câble (voir figure 5).

Figure 1 : En reliant ce pont réflectométrique à un analyseur de spectre, vouspourrez voir la fréquence d’accord d’une antenne et la fréquence de coupe den’importe quel filtre.

Figure 2 : Schéma électrique du pont réflectométrique.Pour la clarté du schéma, les ferrites n’ont pas étéreprésentés. On en placera 5 sur le câble 1 et 4 sur lecâble 2. Le coaxial utilisé est du RG174.

R1

R2

R3 C1

A

B

CCÂBLE 1

CÂBLE 2

Figure 3 : Le câble 1, de 70 mm de long, devra être dénudéà ses deux extrémités sur environ 6 mm, tandis que lesdeux extrémités de la gaine de blindage du câble 2, de55 mm de long, devront être soudées directement surl’âme.

CÂBLE 1

CÂBLE 2

70 mm

55 mm

Injectez le signal prélevé sur le “trac-king” de l’analyseur de spectre ou surun générateur de bruit, sur la prise BNCdésignée par la lettre “A”.

Raccordez à la prise BNC désignée parla lettre “B”, l’antenne ou les filtres HFque vous désirez contrôler.

Prélevez sur la prise BNC désignée parla lettre “C”, le signal à appliquer surl’entrée de l’analyseur.


Une fois en possession du circuitimprimé, des composants et du boîtierou du kit, vous devez commencer parfixer les trois connecteurs BNC sur leboîtier métallique.

Insérez ensuite le circuit imprimé à l’in-térieur de ce dernier et soudez les troisbroches des connecteurs BNC dessus.

Une fois cette opération terminée, sou-dez les pistes en cuivre qui se trouventtout autour du périmètre du circuit

M E S U R E


Prenez maintenant le câble 1 et soudezsa gaine de blindage sur la piste àlaquelle est reliée la broche de la priseBNC “B”, et son âme, à la piste àlaquelle sont reliées les deux résistancesde 51 ohms, R2 et R3 (voir figure 5).

Note : Lors de cette opération de sou-dure, veillez à ne pas fondre la gaineisolante de l’âme du câble coaxial ensurchauffant avec la panne du fer àsouder car cela pourrait provoquer uncourt-circuit.

Poursuivez en prenant le câble 2 et ensoudant son âme ainsi que sa gainede blindage sur la piste à laquelle sontreliées les deux résistances R2 et R3(voir figure 5).

Après avoir soudé les extrémités deces câbles, prenez les noyaux en fer-rite et insérez-en 5 dans le câble 1 et4 dans le câble 2.

Soudez alors les extrémités opposéesdu câble 1 et du câble 2 sur les pistesen cuivre placées à côté de la priseBNC de sortie “C”.

Comme vous pouvez le voir sur la figure5, l’âme du câble 1 doit être soudé surla piste à laquelle est reliée la brochede la prise BNC “C”, tandis que sa gainede blindage doit être soudée sur la pistede masse qui se trouve en dessous.

En ce qui concerne le câble 2, l’âmeainsi que la gaine de blindage doiventêtre soudées sur la piste de masse.

Une fois cette dernière opération effec-tuée, poussez légèrement tous lesnoyaux en ferrite vers le connecteur “C”,puis, pour éviter qu’ils ne bougent, fixez-les sur le circuit imprimé à l’aide d’unegoutte de colle, puis fermez le boîtiermétallique avec ses deux couvercles.

Figure 4 : Pour commencer, vous devrez fixer les trois connecteurs BNC sur leboîtier métallique, puis insérer le circuit imprimé à l’intérieur de celui-ci, etensuite souder les broches des BNC sur les pistes du circuit imprimé. Pour finir,vous ferrez un cordon de soudure sur le périmètre du circuit imprimé, commesur ce dessin. Pour reconnaître le connecteur “A”, qui devra être relié au tracking,nous vous conseillons de le marquer d’un point rouge.

SOUDURE

SOUDURE

SOUDURE

SOUDURE

SOUDUREA

B

C

Figure 5 : Vous souderez, directement sur les pistes en cuivre du circuit imprimé,les trois résistances R1, R2 et R3, ainsi que le condensateur C1, en veillant àce que les pattes soient très courtes. Vous relierez, sur le côté gauche, les deuxextrémités des câbles coaxiaux, puis vous enfilerez 5 noyaux en ferrite sur lecâble 1 et seulement 4 sur le câble 2.

R1

R2R3

C1

A

B

C

CÂBLE 2

CÂBLE 1

Figure 5a : Dessin du circuit imprimé à l’échelle 1. L’autre face est entièrementcuivrée. Il est impératif de percer tous les trous et de passer une chute de queuede résistance dans chacun d’eux, chute qui sera soudée des deux côtés.

Listedes composants

du pontréflectométrique

R1 = 51 ΩR2 = 51 ΩR3 = 51 ΩC1 = 1,5 pF céramiqueCÂBLE 1 =70 mm de coaxial RG174CÂBLE 2 =55 mm de coaxial RG174TORES = 9 ferrites (voir fig. 5)

M E S U R E


Nous allons maintenant vous expliquercomment utiliser ce pont réflectomé-trique, soit avec un analyseur despectre muni d’un tracking, soit avecn’impor te quel autre analyseur despectre qui n’en aurait pas : dans cecas, pourtant, il vous faudra un bongénérateur de bruit.

Test numéro 1

Si l’analyseur de spectre est équipéd’un tracking, reliez-le comme sur lafigure 7. Si vous disposez de l’analy-seur que nous avons décrit dans larevue, activez le tracking en appuyantsur les touches F1 et 3.

Placez le curseur sur la fenêtre TRCK enappuyant sur les touches F1 et 7, puisappuyez sur la touche + jusqu’à faireapparaître un niveau de sortie de–10dBm.

Appuyez alors sur les touches F1 et 7de façon à placer le curseur sur lacolonne à gauche des dBm, puis sur

les touches + ou –, jusqu’à ce qu’ap-paraisse –20 en haut et –90 en bas(voir figure 7).

Figure 6 : Comme, dans le texte, nous faisons référence aux touches setrouvant sur la face avant de l’analyseur, en voici une fidèle image.

MAXHOLDENTER CLEAR FILTER

F2

0 1 2 3 4

5 6 7 8 9

FREQU. SPAN BW SWEEP PEAK

TRACKING RUN/STOP LEVEL DBm/DBµV 5-10 dB

MARKER 1 MARKER 2 STORECURSOR TRK ON TRK OFF

F1

Spectrum Analyzer + Tracking

ENCODER

Figure 8 : Si vous appliquez une résistance de 51 ohms sur l’entrée “B” du pont réflectométrique, vous remarquerez que latrace de la figure 7 passera de –30 à –50 ou –60 dB. La ligne figurant à l’écran correspond à une valeur d’impédance égaleà 51 ohms.

Figure 7 : Si vous reliez le pont réflectométrique sur l’analyseur, vous verrez apparaître à l’écran une ligne horizontalelégèrement ondulée au-dessus de 500 MHz. Ces ondulations sont provoquées par la longueur des câbles de raccordementqui entrent en résonance.

M E S U R E


Comme vous pouvez le voir sur la figure7, vous devez nécessairement réglerl’analyseur sur :

SPAN 1000RBW 1MSWP 0.5 SecCENTER 500.000

Effectuez ces opérations et vous remar-querez une ligne horizontale à l’écranqui apparaît rectiligne jusqu’au centre,puis continue en ondulant légèrementvers la droite (voir figure 7).

Ces ondulations, sur les fréquencessupérieures à 500 MHz, sont provo-

quées par la longueur des câblescoaxiaux utilisés pour relier le pontréflectométrique à l’analyseur. Cescâbles entrent en résonance et, en fait,si vous essayez de les rallonger ou deles raccourcir, vous remarquerez queces ondulations changent, tant enamplitude qu’en largeur. Vous ne devez

Figure 9 : Si votre analyseur de spectre n’est pas équipé de la fonction tracking,vous devrez vous procurer un générateur de bruit, en reliant sa sortie à l’entrée “A”.

Figure 10 : Si vous appliquez la résistance de 51 ohms sur l’entrée “B”, vous verrez que la trace de la figure 9descendra vers le bas. La ligne visible à l’écran correspond à une valeur d’impédance de 51 ohms.

Ainsi, cette liaison devrait être la pluscourte possible. Sachez tout de mêmeque, même si vous voyez cette lignehorizontale monter légèrement au-delàdes 500 MHz, vous n’avez pas à vousen préoccuper car, en fait, ce test sertuniquement à vérifier que le pontréflectométrique fonctionne normale-ment.

En ef fet, on ne peut pas exclure lapossibilité qu’en soudant les extré-mités du câble 1 sur le circuit impriméplacé à l’intérieur du pont réflecto-métrique, on ait fait fondre, par inad-vertance, l’isolant de l’âme du câblecoaxial, provoquant ainsi un court-cir-cuit qui empêcherait le bon fonction-nement du pont.

la à l’entrée “B”, comme indiqué surla figure 8.

Vous remarquerez immédiatement quela ligne horizontale de –30 dBm, obser-vable sur la figure 7, descendra jusqu’à–50 ou –60 dBm.

Vous remarquerez également dans cecas, qu’après 500 MHz, la courbe tendà monter légèrement, car toujoursinfluencée par la longueur des câblescoaxiaux utilisés pour relier le pont auxentrées de l’analyseur.

Une longueur excessive des pattes dela résistance de 51 ohms reliée à laprise BNC “B”, pourrait également êtreà l’origine d’un pareil inconvénient.

M E S U R E


pas vous préoccuper de ce phénomène,car vous pourrez tout de même effec-tuer toutes les mesures.

Si votre analyseur n’est pas équipé dutracking, vous devrez utiliser un géné-rateur de bruit que vous relierez au pontréflectométrique, comme représentésur le dessin de la figure 9.

La ligne horizontale qui apparaîtra àl’écran aura une épaisseur légèrementsupérieure à celle du tracking.

Test numéro 2

Prenez la quatrième résistance de 51ohms se trouvant dans le kit et reliez-

Figure 11 : Si vous appliquez le câble de descente d’uneantenne ou même d’un fouet taillé sur 1/4 ou 3/4 d’ondesur l’entrée “B”, vous pourrez directement voir sur l’écrande l’analyseur la fréquence sur laquelle s’accordera le câble.

Figure 12 : Toutes les pointes des “V” qui apparaissent àl’écran représentent les fréquences sur lesquelles le fouetou le dipôle s’accordent. Si vous positionnez les deuxmarqueurs sur chaque “V”, vous pourrez avoir une bonneévaluation de la fréquence d’accord.

Figure 13 : Si vous réduisez le SPAN à 100, vous pourrezlire avec plus de précision la fréquence d’accord. Si vousdéplacez le “Marker 2” sur les deux côtés du “V”, vouspourrez également connaître la fréquence minimale et lafréquence maximale sur laquelle votre antenne s’accordera.

Figure 14 : Si votre analyseur de spectre ne dispose pasde la fonction tracking, cela ne vous empêchera pas devoir les mêmes courbes. Pour connaître les fréquencesd’accord d’une antenne, vous pourrez utiliser lefréquencemètre digital dont disposent tous les analyseursde spectre.

M E S U R E


Lorsque vous relierez une antenne ouun filtre au pont, plus vous verrez des-cendre la pointe du V vers le bas,meilleure sera l’adaptation d’impé-dance sur les 50 ohms.

Fréquence d’accordd’une antenne

Chacun sait qu’un dipôle s’accorde surune fréquence que l’on peut calculergrâce à la formule :

MHz = 14 400 : longueur totale en cm

Donc, un dipôle composé de deux côtéslongs de 49,5 cm devrait s’accordersur une fréquence de :

14 400 : (49,5 + 49,5) = 145,45 MHz

Ce dipôle s’accorde aussi sur sa 3èmeharmonique, c’est-à-dire sur 436,35 MHz.

Une antenne fouet de 1/4 d’onde s’ac-corde sur une fréquence que l’on peutcalculer grâce à cette formule :

MHz = 7 200 : longueur totale en cm

Un fouet de 40 cm devrait donc, enthéorie, s’accorder sur :

7 200 : 40 = 180 MHz

et à nouveau s’accorder sur sa 3èmeharmonique, c’est-à-dire sur 540 MHz.

Bien sûr, le calcul théorique offre tou-jours des valeurs approximatives et iln’est possible de connaître la valeur

d’accord exacte qu’en contrôlant la fré-quence d’accord avec un pont réflec-tométrique.

Si, par exemple, vous reliez un fouetde 40 cm au pont, comme sur la figure11, vous verrez tout de suite sur quellefréquence il s’accorde.

Il est bien évident que si l’on utiliseun fouet plus long ou plus cour t, onobtiendra des fréquences d’accord dif-férentes de celles obtenues dansl’exemple !

La fréquence d’accord sur 1/4 d’ondecorrespond à la pointe du V qui apparaîtsur le côté gauche, tandis que la secondepointe en V qui apparaît sur la droite, cor-respond à l’accord sur 3/4 d’onde.

En effet, si vous positionnez le “Mar-ker 1” et le “Marker 2” sur les pointesde ces deux V, vous pourrez lire les fré-quences auxquelles elles correspon-dent.

La première, sur 182 500 kHz, cor-respond à une longueur de 1/4 d’ondeet la seconde, sur 550 000 kHz, cor-respond à une longueur de 3/4d’onde.

Nous rappelons qu’avec un SPAN de1 000 vous ne pourrez pas lire unefréquence précise, mais si vous rédui-sez ce SPAN sur 100, vous verrezautomatiquement changer le nombresur SWP, qui passera sur 200 ms et

Figure 15 : Si vous remarquez, en reliant une antenne fouet à l’entrée du pontréflectométrique, que la pointe en “V” ne descend pas autant que sur la figure13, placez une plaque de métal sous le pont réflectométrique car toutes lesantennes fouet 1/4 ou 3/4 d’onde ont besoin d’un plan de masse.

Figure 16 : Ce que nous venons d’énoncer sur la figure 15 vaut également sivous utilisez un générateur de bruit et un analyseur de spectre sans fonctiontracking. Si l’antenne fouet de 1/4 ou 3/4 d’onde est déjà fixée sur la carrosseried’un véhicule, vous pouvez l’accorder sur sa fréquence de travail, en déplaçantvers le haut ou vers le bas, le petit disque placé sur la tige.

M E S U R E


vous verrez la pointe en Vbeaucoup plus large (voirfigure 13).

En positionnant le curseurdu Marker 1 sur la pointede ce V, vous lirez une fré-quence beaucoup plus pré-cise que la précédente.

Lorsque vous effectuerezdes tests sur des antennesfouet s’accordant sur 1/4d’onde, essayez de placeren dessous une plaque demétal elle-même reliée aumétal du pont réflectomé-trique (voir figure 15). Vousverrez alors que la pointedu V, qui avant n’arrivaitqu’à –50 dBm (voir figure8), descendra ensuite jus-qu’à –60 dBm.

Si vous positionnez lesdeux marqueurs, l’un aucentre du V et l’autre surl’un des deux côtés jusqu’à lire –3dBm sur la ligne “Delta”, vous connaî-trez également la fréquence minimaleet maximale de travail du fouet.

Avec un analyseur de spectre sanstracking, vous pouvez également effec-tuer ces mêmes mesures, à conditiond’utiliser un générateur de bruit. Eneffet, une courbe analogue à la pré-cédente s’affichera à l’écran (voir figure14).

Etant donné que dans ces analyseursil n’y a aucun marqueur, pour connaîtrela fréquence d’accord d’une antenneou la fréquence de coupure d’un filtre,il faudra utiliser le fréquencemètre digi-tal dont ils sont équipés.

vous obtiendrez cette fréquence decoupure :

318 : √ 0,15 x (39 x 2)= 92,96

En reliant ce filtre au pont réflec-tométrique, vous pourrez voir safréquence de coupure exacte, cartout le monde sait qu’entre le cal-cul théorique et le résultat pra-tique, il existe toujours des dif fé-rences dues à la tolérance descomposants. En effet, vous verrezapparaître la trace de la figure 18sur l’écran de l’analyseur.

Comme vous pouvez le voir, cettecourbe est “renversée” par rapportà celles que l’on a l’habitude devoir. En fait, les fréquences qui pas-seront sans aucune atténuationsont celles représentées en bas àgauche (voir –60 dBm).

Plus cette courbe tend à monter,plus son atténuation augmente.

Donc, si on positionne le curseur du“Marker 1” sur l’extrémité en bas àgauche et le curseur du “Marker 2” plusvers la droite, on pourra lire les dB d’at-ténuation sur la ligne “Delta”.

Sur la ligne du “Marker 1” (voir figure20), vous lirez la fréquence minimalequi passera dans le filtre passe-hautsans aucune atténuation.

Si le calcul théorique nous donnait unefréquence de coupure de 83,9 MHz, àprésent vous découvrirez qu’elle est enfait de 89 000 kHz, c’est-à-dire de89 MHz.

En déplaçant le curseur du “Marker 2”,vous pouvez, en outre, connaître la fré-

Contrôledes filtres passe-bas

Pour contrôler un filtre passe-bas, vousdevez relier une de ses extrémités àl’entrée “B” du pont réflectométrique,sans oublier de placer, sur l’extrémitéopposée, une résistance de 51 ohms(voir figure 17).

En admettant que vous ayez réalisé ledouble filtre passe-bas de la figure 17,composé d’une inductance de 0,15microhenry et d’une capacité de 39picofarads, en utilisant la célèbre for-mule :

MHz = 318 : √ µH x (pF x 2)

Figure 17 : Pour contrôler n’importe quel filtre passe-bas, vous devrez le relier sur l’entrée “B”,sans oublier de fermer l’autre extrémité à l’aide d’une résistance de 51 ohms.

Figure 18 : Toutes les fréquences que le filtre passe-bas laissera passer sans aucune atténuation sontcelles placées sur la ligne en bas à gauche. Enplaçant le curseur du “Marker 1” sur le pointd’extrémité horizontale et le curseur du “Marker 2”à l’endroit où la courbe commence à monter, vouspourrez connaître la fréquence sur laquelle ce filtrecommencera à atténuer de 3, 6, 9, ou 12 dB.

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Plus la courbe monte et plus l’atté-nuation augmente. Si vous positionnezle curseur du “Marker 1” sur la gaucheet le curseur du “Marker 2” plus versla droite sur la courbe, sur la ligne mar-quée “Delta”, en haut de l’écran àgauche, vous pourrez lire les dB d’at-ténuation.

Sur la ligne “Marker 1” (voir figure 20)vous lirez la fréquence minimale quipassera dans le filtre passe-haut sansaucune atténuation.

Si, avec le calcul théorique, on obte-nait une fréquence de coupure de83,9 MHz, maintenant, vous pouvezconstater qu’elle est en fait de89 MHz.

En déplaçant le curseur du“Marker 2”, vous pourrezconnaître à partir de quellefréquence vous aurez uneatténuation de 3 dB.

Contrôledes filtrespasse-bande

Pour contrôler un filtrepasse-bande, vous devezrelier une de ses extrémi-tés à l’entrée “B” du pontréflectométrique, sansoublier de placer, sur l’ex-trémité opposée, une résis-tance de 51 ohms (voirfigure 21).

Dans ce cas aussi, vousverrez une courbe “renver-sée” (figure 22) par rapportà celle qu’on a l’habitudede voir.

En effet, les seules fréquences qui pas-seront sans aucune atténuation sontcelles que l’on voit sur le “U”, en bas(voir –60 dB).

On pourra lire les fréquences que lefiltre passe-bande atténuera auxendroits où la courbe commence àremonter, de chaque côté.

En positionnant les deux “Markers”sur les côtés de cette courbe en “U”(voir figure 22), sur les deux lignesdes “Markers”, en haut de l’écran,vous pourrez lire la valeur de la fré-quence minimale et de la fréquencemaximale. Sur la ligne “Delta” vouspourrez lire la valeur de la bande pas-sante en kHz.

quence sur laquelle vous com-mencerez à avoir une atténuationde 3 dB.

Contrôledes filtrespasse-haut

Pour contrôler un filtre passe-hautvous devez connecter sa sortie surl’entrée “B” du pont réflectomé-trique sans oublier de chargerl’autre extrémité avec une résis-tance de 51 ohms, comme cela estvisible en figure 19.

Admettons que vous ayez réaliséle filtre passe-haut visible sur cettemême figure, composé des induc-tances L1 de 0,1 microhenry et descapacités C1 de 18 picofarads. Sivous effectuez le calcul en utilisantla formule suivante :

MHz = 79,6 : √ µH x (pF : 2)

vous obtiendrez la fréquence de cou-pure :

79,6 : √ 0,1 x (18 : 2) = 83,9 MHz

En raccordant ce filtre au pont réflecto-métrique, vous pourrez voir sa fréquencede coupure réelle qui, compte tenu de latolérance des composants, ne corres-pond pas forcement au calcul théorique.

En fait, sur l’écran de l’analyseur despectre apparaîtra la courbe visible enfigure 20.

Toutes les fréquences qui passerontsans atténuation sont celles situéessur la ligne en bas à droite (ligne–60 dB).

Figure 19 : Pour contrôler n’importe quel filtre passe-haut, vous devrez le relier sur l’entrée “B”,sans oublier de fermer l’extrémité opposée à l’aide d’une résistance de 51 ohms.

Figure 20 : Toutes les fréquences que le filtre passe-haut laissera passer sans aucune atténuation sontcelles placées sur la ligne en bas à droite. Endéplaçant le curseur du “Marker 2” sur le pointd’extrémité horizontale et le curseur du “Marker 1”à l’endroit où la courbe commence à monter, vouspourrez connaître la fréquence sur laquelle ce filtrecommencera à atténuer de 3, 6, 9, ou 12 dB.

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Contrôle de l’accordd’une antenneavec un générateurde bruit

Si vous disposez d’un analyseur despectre sans fonction tracking, pourcontrôler la fréquence d’accordd’une antenne, vous devez utiliserun générateur de bruit. Vous devezrelier la sortie du générateur de bruità l’entrée “A” du pont réflectomé-trique, tandis que le câble coaxialde descente d’un dipôle, d’une ver-ticale ou d’un fouet, sera relié à l’en-trée “B”, comme sur la figure 16.

Vous verrez ainsi apparaître àl’écran une trace comme cellereproduite sur la figure 14.

La pointe du V correspond à la fré-quence centrale d’accord de l’an-tenne. On pourra lire sur le som-met du V, c’est-à-dire là où on voitles lignes horizontales des deux côtés,les fréquences maximales que l’an-tenne ne pourra plus rayonner.

Contrôle des filtrespasse-bas avec ungénérateur de bruit

Si vous disposez d’un analyseur despectre sans fonction tracking, et quevous voulez contrôler un filtre passe-bas avec un générateur de bruit, vousdevez relier ce dernier à l’entrée “A”du pont réflectométrique comme sur lafigure 23 et, de cette façon, vous ver-rez s’afficher à l’écran une trace sem-blable à celle de la figure 18. N’oubliezpas la résistance de 51 ohms sur lapartie non connectée du filtre.

Contrôle des filtrespasse-haut avecun générateur de bruit

Pour contrôler un filtre passe-haut avecun générateur de bruit, vous devez relierce dernier comme sur la figure 23, etvous verrez apparaître à l’écran unetrace comme celle reproduite sur lafigure 20.

Contrôle des filtrespasse-bande avecun générateur de bruit

Pour contrôler des filtres passe-bande,vous devez relier la sortie du généra-teur de bruit à l’entrée du pont réflec-

tométrique et le filtre à l’en-trée “B”, sans oublier, surl’extrémité non connectée,l’indispensable résistancede 51 ohms.

La par tie en U placée enbas correspond aux fré-quences qui passent à tra-vers ce filtre sans subird’atténuation (voir figure22).

Si votre analyseur despectre dispose d’un fré-quencemètre interne, il suf-fit de se positionner sur lepoint où la trace commenceà monter pour connaître lafréquence de coupure dufiltre contrôlé.

Conclusion

En disposant d’un pontréflectométrique et, bien sûr, d’un ana-lyseur de spectre, vous pourrez effec-tuer bien d’autres mesures concernantles hautes fréquences, comme parexemple, vérifier l’impédance d’entréeet de sortie d’un étage amplificateurHF, etc.

Nous vous rappelons à nouveau qu’ilne faut surtout jamais relier directe-ment la sor tie d’un émetteur à l’en-trée de l’analyseur, car la puissancemaximale admise est de 0,2 watt(200 mW).

Si vous voulez per fectionner vosconnaissances concernant l’utilisationd’un analyseur de spectre, nous vousconseillons de relire les numéros 1, 2et 3 de la revue.

Figure 21 : Pour contrôler n’importe quel filtre passe-bande, vous devrez le relier sur l’entrée “B”,sans oublier de fermer l’extrémité opposée à l’aide d’une résistance de 51 ohms.

Figure 22 : Toutes les fréquences que le filtre passe-haut laissera passer sans aucune atténuation sontcelles placées sur la courbe, en bas. En déplaçant lescurseurs des deux marqueurs sur les deux côtés dela courbe ascendante, vous pourrez connaître lafréquence minimale et maximale de travail et, voir surla ligne “Delta”, la largeur de bande du filtre contrôlé.

M E S U R E



Tous les composants nécessaires : lecircuit imprimé double face à trous

métallisés, 3 prises BNC, 4 résistancesde 51 ohms, 1 condensateur céra-mique de 1,5 pF, 9 tores de ferrite, 1morceau de RG174 et le cof fret en

métal : env. 170 F. Le circuit impriméseul : env. 35 F. Voir publicités dans larevue.

N. E.

Figure 23 : Si vous utilisez un générateur de bruit, vous devrez relier sa sortie sur l’entrée “A”, et insérerle filtre sur l’entrée “B”, sans oublier de fermer son extrémité à l’aide d’une résistance non inductive de 51 ohms.

orsqu’il estnécessaire derelier deux ou plu-sieurs ordinateurs, onles met en réseau,

cela constitue un réseau local(réseau Ethernet), en installant descartes appropriées puis en les inter-connectant avec un câble soit coaxialsoit en paire torsadée selon que leurs sortiessont en 10 base T ou en RJ45.

On pose le problème

Si, au lieu de cela, notre besoin se limite à devoir relierentr’eux deux PC ou un PC et un périphérique, nous pou-vons éviter le réseau local et avoir recours au port série enréalisant le système appelé Interlink. Avec un câble série“nul-modem” nous relions les ports “COM”, puis nous acti-vons la communication en utilisant un logiciel spécifiquequi permet le transfert des données à travers le port série.

Toutefois, si la liaison doit être réalisée sur une grande dis-tance, le port RS232-C ne peut plus être utilisé car il ne

fonctionne plus correctementavec des câbles dont la lon-gueur excède 15 à 20 mètres.

N’abordons même pas le côté coûtd’un tel câble !

Bien entendu, il est toujours possible d’utili-ser deux modems, mais cela implique la dispo-

nibilité de deux lignes téléphoniques et de payer lescommunications. Il est également possible de relier les deuxmodems entr’eux par une simple paire téléphonique maisil faut savoir les programmer pour cette utilisation. On peutencore réaliser une liaison série via radio, en utilisant deuxémetteurs et deux récepteurs, donc deux transceiverscapables de travailler avec des signaux numériques à 2400,4800 ou 9600 bauds.

Et on propose une solution

Si, au lieu de ces solutions compliquées ou coûteuses, nousavons la possibilité de tirer une simple paire torsadée entreles deux unités, nous pouvons alors utiliser l’inter faceRS485. Avec cette interface, il est possible d’atteindre unedistance d’un kilomètre environ, tout en bénéficiant d’une



L’interface, dont nous vous proposons ici la réalisation, permet descommunications sur de longues distances, dépassant les limites imposéespar les classiques ports RS232-C des PC. Il suffit, pour raccorder deuxordinateurs éloignés, de deux cartes reliées par une paire torsadée pourdonnées. Un mini réseau économique !

Un converUn convertisseurtisseurbidirbidirectionnelectionnel

RS232/RS485RS232/RS485



bonne immunité contre lesparasites et sans avoirrecours à des circuits tropsophistiqués comme lelaisse apparaître le schémaélectrique visible en figure 1.

Notre dispositif représenteune unité de transmissionqui fonctionne en convertis-seur RS232-C/RS485-A etvice-versa. Il est donc bidi-rectionnel, dans le sens qu’ilpermet de transmettre desdonnés à partir d’un ordina-teur et de les recevoir par leport série.

Il peut communiquer en sim-plex, en activant ou désacti-vant la section réception oucelle d’émission.

Il s’agit, en somme, du dispositif idéalpour résoudre les problèmes deconnexions à distance entre PC etpériphérique. Le système est pratiquepar la simplicité des inter faces etparce qu’il fournit un bus le longduquel on peut relier non seulementdeux, mais jusqu’à 30 appareils, enactivant au fur et à mesure ceux donton a besoin.

L’interface RS485-A

Avant d’étudier le schéma électriquede l’unité RTX, il nous semble utile defaire quelques allusions à la théorie defonctionnement de l’interface RS485-A en commençant par dire qu’elle estdestinée aux communications séries.

L’échange des données nécessite uneligne équilibrée composée de deuxconducteurs (“A” et B) plus une masse.

L’immunité optimale contre les para-sites provient du fait qu’à la différencede la simple RS232-C, les niveauxlogiques voyagent équilibrés et, partantde ça, en réception, la lecture est effec-tuée par un étage différentiel, capabled’annuler presque complètement lesinterférences.

Pour comprendre le pourquoi de cetavantage, il suffit de savoir commentse déroulent les communications équi-librées.

Le niveau logique haut (mark) estgénéré en forçant, sur le canal “A”, uneimpulsion négative par rappor t auconducteur de masse (commun) et, surle B, une autre impulsion, positive cettefois, par rapport à la masse.

Pour le niveau logique bas (space), lesconditions s’inversent : sur “A” estgénérée l’impulsion positive et sur Bl’impulsion négative, obtenant ainsi unedifférence de tension.

Le résultat est que le fait de relier lescanaux “A” et B à l’entrée d’un ampli-ficateur différentiel, le premier sur l’en-trée non-inverseuse et l’autre sur l’en-trée inverseuse, la sor tie passe à 0dans le cas d’un niveau logique hautet à 1 dans le cas d’un niveau logiquebas.

Si, durant le parcours d’une unité àl’autre, des perturbations électroma-gnétiques étaient introduites dans lescâbles et, en supposant que leur ampli-tude demeure égale entre chaqueconducteur et la masse, l’amplificateurdifférentiel procède théoriquement àleurs annulations : en fait, en envoyantaux entrées inverseuse et non-inver-seuse d’un amplificateur opérationneldeux signaux identiques en phase eten amplitude, ce dernier les additionnealgébriquement, et la sortie reste nulle.

Dans la pratique, les chosesne se passent pas tout àfait comme ça et l’atténua-tion d’une perturbation cap-tée par la ligne dépend duCMRR (taux de réjection dumode commun), en fait, dela capacité dont disposel’étage différentiel d’ampli-fier de manière égale, ununique signal appliquésimultanément à cesentrées inverseuse (–) etnon-inverseuse (+).

Ceci étant éclairci, nouspouvons dire qu’une inter-face émettrice RS485-A eststructurée de manière quelorsqu’elle reçoit un niveaulogique haut TTL (+5 volts)elle produit sur les deux fils

de sortie, et par rapport à la masse,deux impulsions d’égale amplitude etde polarité opposée (une positive,l’autre négative). Avec un niveau bas,les polarités sont inversées entre lesfils “A” et B.

Dans le standard commun à toutes lescommunications série, pour les don-nées, le 1 logique (mark) correspondà une tension différentielle négative(“A”<B) et le zéro (space) équivaut àune tension positive (“A”>B).

En ce qui concerne la par tie récep-trice, c’est seulement un amplifica-teur différentiel avec une sortie com-patible TTL, réalisé de telle sorte que,lorsque “A” est positif par rapport à“B”, un niveau bas est généré en sor-tie et si “A” est négatif par rappor t à“B”, c’est un niveau haut qui seragénéré.

Ceci est valable pour les dispositifsconvertisseurs TTL/RS485-A qui sontles plus courants et que l’on trouvesous forme intégrée.

71



Ainsi notre dispositif est un doubleconver tisseur TTL/RS232-C et vice-versa et RS485-A/TTL et vice-versa.

Le schéma électrique montre la sim-plicité du dispositif. Il suffit, en effet,de deux circuits intégrés associés à unrégulateur de tension et à quelquescomposants passifs et le tour est joué.

U1 est le convertisseur MAX232, il estrelié au port série de l’ordinateur quenous avons sélectionné pour la liaison.U2 est le circuit intégré qui procède àla conversion RS485-A et, donc, à laretransmission des données le long de

Notre circuit

Dans notre projet, nous utilisons le cir-cuit intégré SN75176 de Texas Instru-ments.

Notre interface étant destinée à trans-former, en émission, les niveauxlogiques RS232-C en RS485-A et, enréception, les signaux RS485-A enRS232-C, il faut un second circuit inté-gré, nécessaire pour conver tir lesniveaux fournis par le port série de l’or-dinateur en TTL et vice-versa. Ce der-nier circuit intégré est le très populaireMAX232 de chez Maxim.

la ligne “A”-”B”. Enfin, U3 est le régu-lateur de tension 7805 qui permet d’ob-tenir les +5 volts nécessaires au fonc-tionnement des circuits intégrés.

Procédons dans l’ordre et voyons que,sur le circuit intégré U1, trois desquatre canaux sont utilisés : deuxRS232-C/TTL et un TTL/RS232-C. Cedernier sert pour la transmission versl’ordinateur (RXD du por t série) desdonnées reçues sur le bus RS485-A,par contre, le récepteur situé entre lesbroches 13 (IN) et 12 (OUT) reçoit, duPC, les informations à transmettre enRS485-A.

Etude rapide du standard RS485-A

Pour les communications série àgrande distance le classique por tRS232, dont sont équipés la plupartde nos ordinateurs et certains autresinstruments, ne suffit pas, car il negarantit qu’une portée de 20 mètresmaximum. C’est pour cette raison quele standard RS485-A a été mis aupoint. Avec lui, on peut réaliser des liai-sons jusqu’à 1 kilomètre ! Il est enoutre possible de construire un bus oubien de relier par un seul câble, nonseulement deux, mais trois unités ouplus (jusqu’à un maximum de 32) acti-vant au fur et à mesure une seule unitéen transmission et une ou plusieursunités en réception de données.

Pour comprendre ce qu’est l’interfaceRS485-A, nous devons commencerpar dire qu’elle est destinée aux com-munications série. L’échange de don-nées nécessite une ligne équilibréecomposée de deux fils seulement.

L’immunité optimale en présence deperturbations, caractéristique fonda-mentale de la RS485-A, provient dufait qu’a la différence de la simple liai-son RS232-C, les niveaux logiques“voyagent” équilibrés et, à la récep-tion, l’étage qui permet de les lire estdif férentiel. Cet étage est capabled’éliminer, du moins en théorie, lesinterférences. Le pourquoi de cela secomprend en sachant comment sedéroulent les communications équili-brées.

En présence d’un niveau logique haut(mark), sur le fil “A” se trouve uneimpulsion négative par rappor t auconducteur de masse (commun) etsur le fil “B”, une impulsion positive.

En présence d’un niveau logiqueopposé (0 = space) les conditions

s’inversent : “A” devient positif et “B”devient négatif.

Si nous envoyons les impulsions à l’en-trée d’un amplificateur différentiel, “A”sur l’entrée non-inverseuse et “B” surl’entrée inverseuse, cela aura pourrésultat le passage de la sortie à l’état

0 dans le premier cas et à 1 dans lesecond cas.

Si, durant le parcours d’une unité àl’autre, des perturbations électroma-gnétiques sont induites dans le câbleet, en supposant que leur amplitudesoit égale entre chacun des deuxconducteurs et la masse, l’étage dif-férentiel procède théoriquement à leurannulation.

En fait, lorsqu’on envoie aux entréesd’un amplificateur dif férentiel deuxsignaux identiques en phase et enamplitude, ce dernier les additionnealgébriquement. La sor tie est alorségale à zéro.

Dans la pratique, les choses ne sontpas aussi simples et l’atténuation

d’une perturbation captée par la lignedépend du CMRR, en fait de la capa-cité dont dispose l’étage différentielà amplifier de manière égale un signalappliqué simultanément à ses entréesinverseuses et non-inverseuses.

Cela étant éclairci, nous pouvonsdire que l’interface de transmissionRS485-A est structurée de façon àce que, lorsqu’elle reçoit un niveaulogique haut TTL (+5 V), elle pro-duise, sur ses deux fils de sor tie etpar rappor t à la masse, les deuximpulsions d’égale amplitude et depolarité opposée (une positive et unenégative).

Avec le niveau 0 TTL, il en est demême, mais les polarités sont inver-sées entre le fil “A” et “B”.

Dans le standard commun à toutesles transmissions séries (TTY, RS232-C, RS422 et 423) pour les données,le 1 logique (mark) correspond à unetension dif férentielle négative(“A”<”B”) et le zéro (space) équivautà une tension positive (“A”>”B”).

Quant à la partie réceptrice, c’est toutsimplement un étage différentiel avecune sortie compatible TTL, réalisé detelle sorte que lorsque “A” est posi-tif par rapport à “B” en sortie nousavons un 0 logique. Par contre, avec“A” négatif et “B” positif, nous obte-nons un 1 logique lors de la compa-raison. Ceci est valable pour les dis-positifs convertisseurs TTL/RS485-Aintégrés. L’utilisation de câbles blin-dés pour données (une paire torsa-dée + blindage) permet, dans lesmeilleures conditions, de communi-quer sur une distance maximale de1 200 mètres, à une vitesse depresque 10 Mbits/s.



L’autre récepteur, la par tie duMAX232 comprise entre les broches8 et 9, est utilisé pour gérer l’exploi-tation par le DTR (Data TerminalReady) de l’activité du circuit U2, dèslors que l’on désire que ce soit l’or-dinateur local qui contrôle l’alternatdes phases de réception et d’émis-sion.

Le canal marqué RXD sur le connec-teur 9 broches est la sortie des don-nées qui proviennent de la broche 1(R) du SN75176 (sortie des donnéesconverties du format RS485-A au for-mat TTL).

Les impulsions envoyées par l’ordina-teur sur la broche TXD, transforméesen TTL par le MAX232, arrivent sur labroche 4 (D) et, de là, sortent vers laligne RS485 (“A” et “B”).

Le circuit intégré U2 fonctionne sim-plement et est constitué d’un canalémetteur et d’un canal récepteur pou-vant être activés ou désactivés sépa-rément.

La sortie et l’entrée des données dubus RS485 sont communes et sontconnectées aux points “A” et “B” (res-pectivement broche 6 et 7). Ainsi, le

circuit intégré peut transmettre et rece-voir à chaque instant.

Pour inhiber l’une ou l’autre partie, nousutilisons les broches 3 (DE) et 2 (/RE)qui fonctionnent de la façon suivante :

- la broche 3 regarde l’habilitation dutransmetteur et est active au niveauhaut,- la broche 2 est le signal d’activationde la réception et est actif au niveaubas.

Par l’intermédiaire des cavaliers JP1et JP2 il est possible de paramétrer la

Connexions au bus RS485-Aou comment réaliser un réseau à peu de frais…

Un des intérêts de l’interface RS485-A est celui de pouvoir disposer deplus d’une unité sur une ligneunique, en parallèle, de manière àmettre en commun les signaux qui ytransitent.

L’avantage par rapport à une liaisontraditionnelle entre deux appareilséloignés est qu’un seul canal de don-nées peut être constitué de plusieursordinateurs, instruments, ou impri-mantes série, simplement en reliantsur deux fils “A” et “B” les borniersdes convertisseurs.

Vraiment pour simplifier, pour ceux quivoudraient réaliser un “réseau” RS485-A sans vouloir, pour autant, entrer dansle détail, on peut résumer en disantque chaque interface dispose de deuxborniers sur lesquels les signaux sonten parallèle entr’eux. Il suffit ainsi desortir du bornier correspondant avecun câble 4 conducteurs allant au bor-nier correspondant de l’unité suivanteet ainsi de suite.

L’unique recommandation est de fer-mer la terminaison R2 (JP3) sur lesdeux interfaces les plus éloignées.

L’illustration montre une connexionen bus de 4 inter faces : entre lesdeux unités les plus éloignées, il peuty avoir jusqu’à 30 unités.

Notez que les deux cartes terminales(celles entre lesquelles la distanceest la plus importante) doivent fermerla ligne en la chargeant avec la résis-tance R2. Pour cela, il faut fermer JP3,qui doit par contre être ouvert dansles autres unités. La connexion estréalisée avec un câble à 4 fils pourpermettre à l’unité maître d’alimen-ter les trois unités esclaves.

JP3 ouvert

JP3 fermé

JP3 ouvert

JP3 fermé



platine dans le mode qui nous convientle mieux (voir l’encadré).

La condition de réception et d’émissionpeut fonctionner en automatique et êtregérée par le PC à travers la ligne DTR.

Dans ce cas, il est nécessaire de réa-liser un programme spécialement étu-dié pour gérer le DTR, de manière à lepositionner au niveau haut (+12 V)lorsque l’ordinateur doit recevoir et auniveau bas (–12 V) durant les périodesde transmission.

Sur le circuit, vous trouvez deux posi-tions pour le cavalier JP1 et deux autrespour JP2.

En positionnant JP1 dans la positionmarquée sur le schéma électrique avec“JP1 A” et JP2 en “JP2 B”, on disposela platine de manière à contrôler le fluxdes données en réception/transmis-sion via l’ordinateur.

En faisant le contraire (cavaliers insé-rés en “JP1 B” et “JP2 A”), on force lemode de fonctionnement automatique.

En fait, en fermant JP1 sur “B” (broche3 du SN75176 au +5 volts), on validele circuit intégré à la transmission.

En fermant JP2 sur “A” (broche /RE àla masse), nous validons également lasection réceptrice. Pour cela, chaque

couple d’impulsions qui arrive sur lesfils “A” et “B” sort transformé en for-mat 0/5 V de la broche 1 (R).

L’ensemble du montage est alimentéavec une tension comprise entre 8 et 15volts, appliquée entre le +V et la masse.Ainsi, le régulateur U3 délivre les +5 voltsqui servent à alimenter U1 et U2.

Le MAX232 dispose, en interne, d’uncircuit élévateur de tension pour fabri-quer les ±10 volts nécessaires pour pilo-ter les deux drivers de ligne RS232-C.

L’élévateur fonctionne par charge decapacité, utilisant comme composantsexternes les condensateurs C1, C2, C4

Figure 1 : Schéma électrique de l’interface RS232/RS485.

Le circuit intégré SN75176BP utilisé comme transmet-teur, convertit, à chaque impulsion de validation (DE), lesignal présent sur l’entrée D(série RS232-C) ensignal RS485-A,présent surles broches“A” et “B”.

Le circuit intégré SN75176BP utilisé comme récepteurfait varier sa sortie (R) en fonction de la différence de

potentiel présente entre“A” et “B” comme

cela est indi-qué dans letableau ci-dessous.

La même carte peut être utiliséecomme transmetteur ou comme

récepteur.

Passez ensuite au montage descondensateurs polyesters et descondensateurs électrolytiques en fai-sant attention à leur polarité. Monterle connecteur DB9 femelle coudé enl’appuyant bien contre le circuitimprimé.



et C5 (le condensateur C3 filtre l’ali-mentation des résidus de commutations).

Le circuit intégré U2 dispose d’un dri-ver de sortie en pont, capable d’inver-ser la polarité entre les broches 6 et 7en transmission. En pratique, il peutrendre “A” positif par rapport à “B” etvice-versa, simplement avec quatre tran-sistors connectés en pont.

En regardant l’interface côté RS485,vous notez la présence de la résistanceR2. Celle-ci est mise en action grâceau cavalier JP3, lorsque la platine estla dernière d’un bus, ainsi que dans lecas où l’on utilise deux unités pour uneliaison série entre deux ordinateurs.

Par contre, si nous interconnectons surle bus une quantité importante de pla-tines, celles en tête et en fin de ligne(les plus éloignées) doivent avoir larésistance R2 connectée (JP3 fermé).Les autres platines, celles qui se trou-vent entre celles de tête et de fin deligne doivent avoir la résistance R2déconnectée (JP3 ouvert).

En pratique

Après avoir décortiqué le fonctionne-ment, nous pouvons voir maintenantcomment construire notre convertis-

seur. Il ne faut pas oublier que pourcommuniquer, il faut disposer d’aumoins deux exemplaires !

Sur le circuit imprimé, commencez parmonter toutes les résistances et lesdeux supports pour les circuits intégrés.

Figure 2 : Plan d’implantation des composants.

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

Liste des composants

R1 = 2,2 kΩR2 = 220 ΩC1 = 1 µF 100 V électrolytiqueC2 = 1 µF 100 V électrolytiqueC3 = 100 nF polyesterC4 = 1 µF 100 V électrolytiqueC5 = 1 µF 100 V électrolytiqueC6 = 100 nF polyesterC7 = 10 µF 63VL électrolytiqueC8 = 470 µF 25 V électrolytiqueC9 = 100 nF polyesterC10 = 100 nF polyesterU1 = Intégré MAX232U2 = Intégré SN75176BPU3 = Régulateur 5 V 7805FUS = Fusible 1 A rapide

Divers :1 Support 2 x 8 broches1 Support 2 x 4 broches1 Bornier 2 pôles2 Borniers 3 pôles1 Connecteur DB9 90° pour ci1 Porte fusible 5 x 20 pour ci2 Connecteurs 3 broches pour ci1 Connecteur 2 broches pour ci3 Cavaliers pour connecteurs ci1 Circuit imprimé réf. L040.



Pour les connexions des lignes, nousavons prévu 2 borniers à vis à 4 plotspour circuit imprimé afin de faciliter laréalisation d’un bus. Ainsi, il n’est pasnécessaire de devoir réunir deuxconducteurs dans un même plot.

Un troisième bornier, cette fois à 2plots (mais toujours au pas de 5 mm),sert pour relier l’alimentation de l’unité.

N’oubliez pas le por te-fusible de 5 x20 pour circuit imprimé, dans lequel,une fois la soudure terminée, vous insé-rerez le fusible 1 A rapide.

Enfin, pour les cavaliers, insérez et sou-dez une paire de picots à trois broches

au pas de 2,54 mm pour JP1, JP2 etJP3 du même modèle que ceux utiliséssur les cartes mères des ordinateurs.

Terminez le montage par la mise enplace du régulateur U3, qui sera posi-tionné le côté métallique dirigé vers lesborniers.

Veillez à ne pas oublier les trois strapsprésents sur le circuit imprimé.

Contrôlez une dernière fois la totalitédu circuit afin de déceler une éventuelleerreur puis, insérez les circuits inté-grés MAX232 et SN75176 dans leursupport respectif en faisant attentionà leur orientation déterminée par lerepère-détrompeur en “U”.

Voilà, à présent votre inter face estprête à être utilisée.

Pour l’alimentation, il suffit d’utiliserun petit bloc secteur délivrant entre 8et 15 volts avec un courant d’au moins100 milliampères. Il faut que le posi-tif soit relié au bornier marqué +V etle négatif au bornier marqué –V(masse).

Si vous voulez réaliser un bus avec plu-sieurs unités ou bien insérer une seule

carte sur un bus RS485, il faut procé-der de la façon suivante :

Prendre un câble pour données (unepaire torsadée plus blindage), connec-ter ce dernier au plot de masse de l’undes deux borniers à quatre pôles. Aupoint “A” et “B” du même bornier, vousrelierez respectivement “A” et “B” dela ligne (les fils internes du câble quevous aurez préalablement repérés).


Tous les composants du montage telqu’il apparaît sur le schéma d’implan-tation de la figure 2 : env. 90 F. Le cir-cuit imprimé seul : env. 35 F. Attention :si vous voulez raccorder deux ordina-teurs tous deux équipés d’un por tRS232, vous aurez besoin de deuxcartes. Bien entendu, si un des deuxordinateurs a déjà un port RS485, uneseule carte suffira ! Voir publicités dansla revue.

S. R.

Figure 4 : Brochagedu SN75176BP.

Schéma logique du transmetteur diffé-rentiel de bus SN75176BP de Texas Ins-truments.

Le circuit intégré de Texas Instruments permet de relier entr’eux un maxi-mum de 32 unités par l’intermédiaire d’une simple paire de conducteurs.La longueur du câble ne doit, néanmoins, pas dépasser 1200 mètres.

Par l’intermédiaire des cavaliers JP1et JP2, il est possible de configurerla carte de façon à ce qu’elle fonc-

tionne en automatique et que la condi-tion de réception ou de transmissionsoit gérée par le PC à travers la ligneDTR.

En insérant les deux cavaliers dans laposition “A”-”C” (JP1) et “B”-”C” (JP2),on prédispose la carte de manière àcontrôler le flux des données en récep-tion/transmission via l’ordinateur.Dans ce cas, le logiciel doit gérer lesignal DTR de façon à le faire passerau niveau haut lorsque l’on veut rece-voir et au niveau bas pour la trans-mission.

Si, par contre, les cavaliers JP1 et JP2sont insérés respectivement entre “B”-”C”, et entre “A”-”C”, le SN75176 secomporte en mode automatique, aussibien en réception, qu’en transmission.Dans ce mode de fonctionnement, ilest nécessaire de gérer avec atten-tion le logiciel de communication quidoit prévoir un maître qui s’occupe“d’interroger” les périphériquesesclaves par l’intermédiaire d’un pro-tocole spécifique. Les esclaves, à leurtour, ne communiquent avec le maîtreque lorsqu’ils reconnaissent le mes-sage qui leur est destiné.

La mise en place des dip-switchs JP1 et JP2

ABONNEZ-VOUS A

JP1

A

C

B

A

C

B

JP2

Simuler unprogrammeavec “MPSIM”

Une fois le fichier compilé, ilsera “téléchargé” dans lamémoire du microcontrôleur. A tra-vers les commandes du menu “Win-dow”, vous pouvez ouvrir plusieursfenêtres qui permettent de contrôlerle fonctionnement du programmecomme s’il tournait effectivement dans lemicrocontrôleur.

Vous trouverez en particulier :

- la fenêtre “Program Memory” qui donne le contenu de lamémoire de programme. Dans notre cas, cette fenêtrecontiendra le programme “PROVALED”. Cette fenêtre esttrès pratique pour voir, pendant l’exécution, les différentesinstructions effectuées l’une après l’autre.

- La fenêtre “EEPROM” qui permet, quant à elle, de voir com-ment le contenu de la zone de mémoire EEPROM varie. Nousvous rappelons que cette zone est constituée de 64 bytesde mémoire.

- La fenêtre “Stack” qui sert à contrôler le contenu de lazone de “stack”. Cette dernière est une zone particulièrede mémoire que l’on utilise lorsque l’on effectue une ins-truction de “CALL”.

T E C H N O L O G I E


- La fenêtre “File Regis-ter” qui visualise lecontenu des registres.

- La fenêtre “Special Func-tion Registers” qui visualisele contenu des registresd’utilisation spéciale, telsque par exemple “TMRO”,“PORTA”, “PORTB”, etc.

- La fenêtre “Symbol List” qui visua-lise les variables et les étiquettes défi-nies dans le programme.

Essayons maintenant d’ouvrir les fenêtres “ProgramMemory”, “Stack” et “File Register”. Vous obtiendrez unensemble identique à la copie d’écran de la figure 4.

Si vous utilisez maintenant la touche de fonction F7, vouspourrez mettre en route l’exécution du programme dans lemode appelé “pas à pas” : à chaque appui sur la toucheF7, on fait exécuter, au simulateur, une simple instruction.Dans la fenêtre “File Register”, il est possible de voir com-ment le contenu des différents registres varie. Une fois quevous arrivez à l’instruction “CALL DELAY”, le programmesaute à l’étiquette “DELAY” et la fenêtre du “Stack” trans-crit exactement cette opération.

Ce ne sont cependant pas là les seules capacités du simu-lateur. Il est en effet possible d’utiliser des fenêtres parti-

MicrMicrocontrocontrôôleursleursPICPIC

88èème parme partie tie (2/2)(2/2)

Le mois dernier, nous avons introduit MPLAB puis nous avonsdéveloppé la manière de mettre en œuvre notre projet.

Dans la fin de cette 8ème partie, nous allons voir comment simulerun programme avec MPSIM.

Si la lecture de ce cours peut paraître ardue, tout redevient simplelorsque l’on se trouve devant son ordinateur en disposant duprogramme.



devrez rappeler la commande “BreakSettings” et écrire dans la case “Start”l’adresse 7, puis cliquer dans la caseà cocher pour insérer ce “Break Point”parmi ceux disponibles. Une fois cettefenêtre fermée, la présence du “BreakPoint” sera indiquée dans la fenêtre du“Program Memory”. Si avec “Run” vousactivez l’exécution du programme,après avoir remis à 0 avec la com-mande “Reset”, vous verrez que l’exé-cution du programme s’arrêtera à laposition 0008h, puisque toutes les ins-tructions de la 0000h à la 0007h com-prises auront été exécutées.

La “Trace Memory” est un autre élé-ment que l’on utilise couramment dansla phase de mise au point et de testd’un programme. La mémoire “Trace”est constituée d’un buffer de mémoire(dans notre cas, d’une taille de 8k) quimaintient en mémoire les adresses etles codes opératoires de chaque ins-truction, au fur et à mesure que celles-ci sont exécutées. Pour définir quellesadresses vous voulez utiliser pour la“Trace”, il suffit d’appeler la commande“Trace Settings” du menu “Debug”. Enplus des “Break Points” dont nousvenons de parler, vous pouvez utiliserdes “Conditional Break”. En fait, cesarrêts conditionnels permettent de stop-per l’exécution du programme à chaquefois qu’un registre interne atteint unevaleur bien déterminée.

Voyons un exemple pratique de “Condi-tional Break”, en considérant notrehabituel programme pour l’allumagedes deux LED. Ce programme prévoitune routine de retard (appelée “DELAY”)basée sur la décrémentation du registre

culières, appelées “Watch Window”, àtravers lesquelles vous pourrez contrô-ler les valeurs prises par certainesvariables. Avec la commande “NewWatch Window” vous activez en effetune “Watch Window” qui est “remplie”à travers la fenêtre de dialogue “EditWindow”, qui apparaît en même temps.Vous pouvez donc insérer des variablesà visualiser, ou un registre d’utilisationspéciale, ou une des variables définiesdans le programme, ou bien encorel’adresse d’une position de mémoirede la zone registres. Pour ajouter ouretirer des variables de la “Watch Win-dow”, une fois qu’elle a été définie, vouspouvez cliquer sur le bouton en haut àgauche dans la fenêtre de la “WatchWindow” et rappeler la commande “EditWatch”. Par exemple, dans notre pro-gramme, il pourrait être intéressant d’al-ler contrôler les valeurs prises par lesvariables “COUNT_1” et “COUNT_2”. Ilest ainsi facile de voir comment leregistre “COUNT_1” est décrémenté àchaque instruction “decfsz”.

La phase de DEBUG

Lorsque vous avez décidé quellesvariables vous souhaitez contrôler, vouspouvez passer à la véritable phase desimulation du programme. Toutes lescommandes concernant la simulationdu programme sont contenues dans lemenu “Debug”.

Etudions-les en détail.

Commençons par la commande “Run”qui permet de mettre en route l’exécu-tion du programme et d’accéder à dif-férentes autres commandes qui gèrentles différents modes d’exécution. Vousnoterez que ces commandes peuventêtre facilement activées, même à l’aidedes touches de fonctions du clavier desPC. La ligne d’état, qui se trouve en basde la fenêtre de MPLAB, devient alorsjaune, afin d’indiquer que le programmeest en phase de simulation.

Lorsque la simulation est amorcée,seules les commandes “Halt” et“Reset” restent actives, car elles ser-vent toutes deux à arrêter l’exécutiondu programme. La commande “Halt”arrête simplement l’exécution à une cer-taine position, alors que la commande“Reset” remet le programme au début.

La commande “Animate” met, elleaussi, en route l’exécution simulée duprogramme, mais elle le fait à unevitesse très réduite, de façon à pouvoirsuivre le flux d’exécution du programmemême.

Vous pouvez, en outre, faire exécuterle programme en mode pas à pas, c’est-à-dire en exécutant une instruction à lafois, grâce aux deux commandes “Step”et “Step Over”. La différence entre lesdeux réside dans le fait qu’avec la com-mande “Step” les instructions sonteffectivement exécutées à chaquecommande “Step”, alors qu’avec “StepOver”, lorsque l’on rencontre une ins-truction de “CALL”, c’est-à-dire d’appelde sous-routine, le simulateur exécutecette sous-routine et ne s’arrête quelorsque cette sous-routine est terminée.Cette différence peut être vérifiée avecnotre programme lorsque l’on doit exé-cuter l’instruction “CALL DELAY”.

L’un des aspects les plus importants,pendant la phase de simulation d’unprogramme, est la possibilité d’arrêterle flux d’exécution en fonction d’évé-nements déterminés qui se produisent.Cette situation est définie par le terme“Break” et ce qui est créé sont des“Break Points”, c’est-à-dire des pointsd’arrêt du programme. En pratique,l’exécution du programme est inter-rompue à chaque fois que le “PRO-GRAM CONTER” atteint la valeur poséecomme “Break Point”. Ces “BreakPoints” sont définis à l’aide de la com-mande “Break Settings” du menu“Debug”. Cette commande permet d’ac-céder à une fenêtre (figure 5) danslaquelle il est possible de poser les“points d’arrêt” désirés.

Supposons, par exemple, que vous nevouliez faire exécuter que les premièresinstructions du programme, avant l’ins-truction de saut à “DELAY”, soit les ins-tructions jusqu’à la position 7. Vous

Figure 4 : Les trois fenêtres “Programme Memory Window”, “File RegisterWindow” et “Stack Window” ouvertes simultanément.

“COUNT_1”. Supposons que vous vou-liez faire exécuter cette routine un cer-tain nombre de fois, jusqu’à ce que,par exemple, la variable “COUNT_1”prenne la valeur 10. Pendant l’exécu-tion de la routine, vous voulez, en plus,contrôler la variation de cer tainsregistres. Pour faire exécuter le pro-gramme jusqu’à ce que “COUNT_1”vaille 10, vous devez lancer les com-mandes “Debug” - “Execute” - “Condi-tional Break”. La fenêtre “ConditionalBreak” apparaît donc et vous pouvez yécrire les paramètres suivants :

“Single Cycle” si vous voulez que pourchaque instruction exécutée le simu-lateur aille vérifier si effectivement lacondition (dans notre cas “COUNT_1”= 10) est remplie. Si l’on choisit l’autrepossibilité, c’est-à-dire “MultipleCycles”, la condition sera vérifiée seu-lement pour les “Break Points” éven-tuellement définis.

“Update Display” permet de visualiserimmédiatement les variables définiespar “Trace Data” dans la fenêtre sur ladroite. Si vous ne désirez pas cetteoption, la fenêtre sera visualisée seu-lement lorsque le programme s’arrêtera.

La partie “Conditions” est celle qui per-met d’établir les conditions sur les-quelles on fera s’arrêter l’exécution duprogramme. Si l’on choisit l’option “UserHalt”, le programme sera terminé lors-qu’on cliquera sur “Halt”, qui est renduactif après la mise en route du pro-gramme à l’aide de la commande“Start”. Si, au contraire, on choisit l’op-tion “Number of Cycles”, on peut déci-der d’arrêter le programme aprèsl’exécution d’un certain nombre d’instruc-tions, qu’il est possible de définir dansla case “Value”. Enfin, vous pouvez choi-sir une des conditions possibles (égale,différente, inférieure, supérieure, supé-rieur ou égal à, inférieur ou égal à), endéfinissant, évidemment, le registre(c’est-à-dire la position de mémoire RAM)

que vous voulezutiliser pour cettecondition. Dans

notre cas, vous taperez dans la case“Reg” notre variable “COUNT_1”, c’est-à-dire le nom du registre à utiliser commecondition. Dans la case “Conditions”vous choisirez “Equals” (=), alors quedans la case “Value” vous écrirez “10”.La condition sélectionnée pour arrêterle programme est donc associée aumoment où le registre “COUNT_1”deviendra égal à “10”. Maintenant,remettez à zéro avec le bouton “Reset”et mettez en route l’exécution avec“Start”. Dans la fenêtre “Debug”, lesdifférentes instructions commencerontà défiler et le programme s’arrêtera peuaprès, vous permettant de parcourirtoutes les instructions exécutées jusque-là. Si, en plus de voir le flux des ins-tructions, vous voulez analyser comment“COUNT_1” change effectivement devaleur, vous pouvez activer la case “TraceData”, et en cliquant sur “Edit”, entrerdans une fenêtre de dialogue qui vouspermettra de choisir quel registre “Tra-cer”. Sélectionnez donc “COUNT_1” etpuis “Add”. Fermez cette fenêtre en cli-quant sur “OK” et retournez à la fenêtredes “Conditional Break”. En activantencore le programme avec “Start”, vousverrez qu’à chaque instruction suit l’in-dication de valeur de “COUNT_1”. Leprogramme est effectivement terminélorsque “COUNT_1” vaut “10”.

Simulationd’événements

Le simulateur MPSIM permet de géné-rer via software des niveaux logiquespour simuler ce qui se passe lorsqu’unévénement extérieur se produit. Cemode est pratique pour tester le fonc-tionnement de routines d’interruption,par exemple, ou la réponse du pro-gramme à des événements extérieurs,comme, toujours par exemple, la pres-sion d’une touche. Vous pouvez géné-rer quatre différents types de stimula-tions asynchrones, qui peuvent donc seproduire à n’importe quel moment du

programme. En activant les commandes“Simulator Stimulus”, “AsynchronousStimulus” du menu “Debug”, on accèdeà une fenêtre qui met à disposition 12boutons définissables par l’utilisateur.Pour configurer ces boutons, ou plutôtpour leur assigner la patte correspon-dante du microcontrôleur et le type designal qui doit être généré, vous devrezcliquer avec le bouton droit de la sou-ris, après que la fenêtre “AsynchronousStimulus” ait été ouverte.

Cette opération fait apparaître uneautre fenêtre de choix dans laquellevous pouvez, avec la commande“Assign Pin”, assigner un bouton à unecertaine patte du microcontrôleur, alorsqu’avec les commandes “Pulse”,“High”, “Low” et “Toggle” il est pos-sible de définir le type de signal quel’on génère :

- “Pulse” inverse l’état de la patte sélec-tionnée et la fait revenir à son état d’ori-gine ;- “High” met l’état de la patte à unniveau logique haut ;- “Low” met l’état de la patte à unniveau logique bas ;- “Toggle” inverse l’état de la patte enla laissant dans cet état.

Une fois la patte et l’action configu-rées, vous pouvez lancer l’exécutiondu programme et, au moment où vouscliquez sur un bouton, le type de signalspécifié est généré par la patte dumicrocontrôleur.

Pour conclure

Cette partie peut paraître ardue à ceuxqui la liront sans disposer des logicielsutilisés. Pourtant, tout redevient simpledès lors que l’application est lancée etque les fenêtres s’affichent. Dans laprochaine partie, nous vous propose-rons la réalisation d’une carte de testqui vous permettra de mettre en pra-tique tout ce que vous venez d’ap-prendre.

R. N.



Figure 5 : La fenêtre “Break Point Settings”.

Figure 6 : La fenêtre “Conditional Break”.

L E C O U R S


Basse fréquenceet haute fréquence

Une tension alternative peut par tird’une fréquence de quelques her tzmais atteindre également une fré-quence de plus d’un milliard de hertz.En fonction de leur fréquence, les ten-sions alternatives se comportent defaçon totalement différente les unespar rapport aux autres.

Les fréquences inférieures à 30000 Hzpeuvent se transférer à distance en uti-lisant deux fils seulement. Le premierexemple qui vient à l’esprit est la ten-sion alternative de 220 volts utilisée

quence à transmettre. Le signal hautefréquence parvient à se propager à par-tir de cette antenne dans toutes lesdirections à la vitesse de la lumière,c’est-à-dire à 300000 km par seconde.

pour l’installation électrique domes-tique, qui a une fréquence de 50 Hz.On peut également citer les tensionsutilisées pour faire fonctionner les télé-phones, qui ont une fréquence variableallant de 100 à 3 000 Hz, ou encorecelles utilisées pour faire fonctionnerles enceintes d’un amplificateur Hi-Fi,qui ont une fréquence variable allantde 20 à 20000 Hz.

Les fréquences supérieures à 30000peuvent être transférées à une distanceconsidérable sans utiliser de fil, commele découvrit Marconi en 1895 lorsqu’ilréussit à transmettre le premier signalradio à une distance d’environ 2 km enutilisant une antenne rudimentaire fabri-quée à l’aide d’un bidon de pétrole.

Pour diffuser un signal haute fréquencedans l’espace, il faut l’appliquer à uneantenne rayonnante constituée d’unsimple fil de cuivre accordé sur la fré-

LEÇON N

°11

ApprApprendrendree

ll’é’électrlectroniqueoniqueen paren partant de ztant de zéérroo

Pour sélectionner un seul émetteur parmi tous ceux qui transmet-tent sur la gamme d’ondes moyennes, courtes, VHF et UHF, on uti-lise un circuit d’accord composé d’une inductance et d’une capacité.Dans cette leçon, vous trouverez toutes les formules pour calculerla valeur de l’inductance et de la capacité afin d’accorder un circuitsur une fréquence bien précise.

Nous vous expliquerons, par ailleurs, la relation existant entre “fré-quence” et “longueur d’onde”, et vous trouverez les formules néces-saires pour pouvoir convertir une fréquence exprimée en Hz, kHz,MHz ou GHz en une longueur d’onde en mètres ou en centimètres,et vice-versa.

Nous avons inclus dans cette leçon de nombreux exemples de cal-cul, car c’est là la seule façon de comprendre comment les formulesdoivent être utilisées pour résoudre des problèmes différents.

Puis, nous avons considérablement simplifié les formules pour lecalcul des inductances et des capacités, de façon à pouvoir les effec-tuer avec une calculatrice de poche ordinaire.

Même si nos formules sont critiquables, nous pouvons vous assu-rer qu’en pratique vous obtiendrez des valeurs réalistes et c’est ceque souhaite un débutant qui n’apprécie pas toujours les mathéma-tiques complexes.

Figure 312 : L’émetteur utilisé parMarconi pour ses expériences étaitune simple bobine de Ruhmkorff, reliéeà une plaque métallique servantd’antenne.

Figure 313 : C’est de cette fenêtre dela “Villa Griffone” à Pontecchio, petiteville située près de Bologne, queMarconi envoya son premier signalradio au printemps 1895. La ville futpar la suite rebaptisée et appelée“Sasso Marconi”.

L E C O U R S


Pour recevoir de l’espace les signauxde haute fréquence, on utilise un fil decuivre que l’on appelle “antenne récep-trice”.

Tous les signaux captés par l’antennesont envoyés à un circuit d’accord quisélectionne une seule fréquence parmitoutes celles captées dans l’espace.

En admettant que l’antenne soit par-venue à capter plusieurs centainesd’émetteurs et que l’on ne soit inté-ressé que par la musique de l’émet-teur B, transmettant sur la fréquencede 520 000 Hz (520 kHz), on devrarégler le circuit d’accord sur520 000 Hz. Si, par contre, on veutécouter le match de foot de l’émetteurA, transmettant sur une fréquence de2400000 Hz (2,4 MHz), on devra réglerle circuit d’accord sur 2400000 Hz.

Si les signaux haute fréquence ne pos-sédaient pas ces capacités de propa-gation dans toutes les directions à tra-vers l’espace, de pouvoir être captéspar l’intermédiaire d’une antenne etenfin de pouvoir être sélectionnésgrâce à un circuit d’accord, aujourd’hui,nous n’aurions ni la radio, ni la télévi-sion, pas plus que les téléphones por-tables.

Circuits d’accord

Si on allume la radio sur les ondesmoyennes et que l’on s’accorde surune fréquence de 650 kHz, le circuitinterne de notre radio ne sélectionneraque cette fréquence en excluant toutesles autres (voir figure 316).

Si on prend une radio FM et que l’ons’accorde sur la fréquence 101,5 MHz,le circuit interne de notre radio ne cap-tera que l’émetteur qui transmet surcette fréquence de 101,5 MHz (voirfigure 317).

Il en va de même lorsqu’on allume untéléviseur et que l’on veut recevoir l’undes nombreux émetteurs qui diffusentdes programmes télé. On règle le cir-cuit d’accord, qui se trouve à l’inté-rieur du téléviseur, sur la même fré-quence que celle utilisée parl’émetteur.

Comme nous l’avons déjà écrit plushaut, pour pouvoir s’accorder sur la fré-quence désirée, il faut un circuit com-posé d’une inductance et d’une capa-cité (voir figure 318).

Concrètement, l’inductance est unebobine composée d’un certain nombrede spires. Plus il y a de spires enrou-lées sur cette bobine, plus l’inductance,exprimée en microhenry (µH), est impor-tante et plus les fréquences sur les-quelles nous pouvons nous accordersont basses.

Moins il y a de spires enroulées sur labobine, plus son inductance, toujoursexprimée en microhenry, est faible etplus les fréquences sur lesquellesnous pouvons nous accorder sonthautes.

CAPACITÉINDUCTANCE

Figure 318 : Un circuit d’accord estcomposé d’une inductance et d’unecapacité reliée en parallèle.

Figure 314 : Une radio moderne est capable de recevoir les émetteurs quitransmettent sur les fréquences grandes ondes, les ondes moyennes et les ondescourtes en AM et ceux qui transmettent en FM dans la gamme VHF. Il n’est pasrare de trouver dans ces récepteurs un magnétophone à cassettes ou un lecteurde “compact disk”.

Figure 316 : Lorsqu’on règle le curseur d’une radio AM sur 650 kHz, à l’intérieurun circuit composé d’une bobine et d’une capacité s’accorde exactement sur cettefréquence.

Figure 317 : Lorsque l’on règle le curseur d’une radio FM sur 101,5 MHz, une autrebobine reliée en parallèle avec une capacité différente s’accorde sur cette nouvellefréquence de 101,5 MHz.

Figure 315 : Les premières radios(1930-1938) ne pouvaient recevoirque les émetteurs qui transmettaienten AM sur les ondes longues etmoyennes. Toutes ces vieilles radiosavaient besoin d’une antenne et d’unebonne prise de terre.

MHz =159

pF x µH

kHz =159 000

pF x µH

CALCUL DE LA FRÉQUENCE

CALCUL DE LA CAPACITÉ

pF =25 300

(MHz x MHz) x µH

L E C O U R S


Solution : Si on veut connaître la fré-quence en kilohertz, on peut utiliser lapremière formule :

159000 : √ 220 x 100 = 1071,97 kHz

Si on veut connaître cette même fré-quence en mégahertz, on peut utiliserla seconde formule :

159 : √ 220 x 100 = 1,07197 MHz

Exemple : En reliant en parallèle uneinductance de 100 microhenrys et uncondensateur variable (voir figure 320),présentant une capacité minimale de20 picofarads complètement ouvert etde 500 picofarads complètementfermé, on veut savoir sur quelle gammede fréquence en kiloher tz ce circuits’accordera.

Solution : On commence par calculerla fréquence sur laquelle s’accorde lecircuit en utilisant la capacité minimalede 20 picofarads :

159 000 : √ 100 x 20 = 3 555 kHz

On calcule ensuite la fréquence surlaquelle s’accorde le circuit en utilisantla capacité maximale de 500 picofa-rads :

159000 : √ 100 x 500 = 711 kHz

En tournant le condensa-teur variable de la posi-tion “complètementouver t” à la position“complètement fermé”,on peut s’accorderd’une fréquencemaximale de3555 kHz jusqu’àune fréquenceminimale de

711 kHz.

Si on voulait connaître la longueurd’onde en mètres, on devraitutiliser la formule suivante :

Connaissantla fréquenceet l’inductance,calculer la capacité

Connaissant la valeur d’une inductanceet la valeur de la fréquence sur laquelleon veut s’accorder, on peut calculer lavaleur de la capacité en picofarads quel’on veut relier en parallèle sur la self,en utilisant cette formule :

100 µH 220 pF

CAPACITÉINDUCTANCE

Figure 319 : Une inductance de 100microhenrys reliée en parallèle avecun condensateur de 220 pF, s’accordesur 1071,97 kHz.

100 µH

20/500 pF

CAPACITÉINDUCTANCE

Figure 320 : Si l’on relie en parallèleune capacité variable sur la bobine, onpourra s’accorder sur différentesfréquences.

Note : Toutes les formules que voustrouverez ne tiennent pas compte dela tolérance des composants (quitourne en général autour de 5 %), nides capacités parasites des fils de rac-cordement ou des pistes en cuivre gra-vées sur un circuit imprimé. De ce fait,il apparaîtra donc toujours des dif fé-rences entre le calcul théorique et lerésultat pratique.

Exemple : On veut savoir sur quelle fré-quence s’accordera un circuit composéd’une inductance de 100 microhenryset un condensateur de 220 picofarads(voir figure 319).

Note : pour rendrela formule plus com-

préhensible, on a préféré écrire “MHzx MHz”, plutôt que “MHz au carré”.

Exemple : En admettant que l’on aitune inductance de 0,4 microhenry etque l’on veuille réaliser un circuit d’ac-cord capable de capter un émetteur FMtransmettant sur une fréquence de89 MHz, on voudrait savoir quelle capa-cité relier en parallèle à l’inductance.

Solution : En incluant les données quenous avons dans la formule du calculde la capacité, on obtient :

On pourrait donc recevoir les émetteurstransmettant sur des longueurs d’ondecomprises entre 84,38 et 421,94mètres.

300 000 : 3 555 = 84,38 m300 000 : 711 = 421,94 m

300000 : kHz

Longueur d'onde

(en mètre)

Même s’il existe des formules pourcalculer la valeur théorique d’uneinductance par rapport au nombre despires, souvenez-vous qu’elles ne sonttoutefois pas suffisamment fiables,la valeur en microhenry étant variableselon le diamètre du support, le dia-mètre du fil de cuivre, l’espacemententre spires et le type de noyau fer-romagnétique placé dans l’éventuelmandrin.

Comme il existe dans le commerce desinductances de presque toutes lesvaleurs, il suffit de choisir celle ayantla valeur la plus proche de celle dési-rée.

Pour la capacité à appliquer en paral-lèle à cette bobine, on utilisait uncondensateur variable. Ce dernier estmaintenant remplacé par une diodevaricap qui, en raison de ses petitesdimensions, permet de réaliser desrécepteurs miniaturisés.

Connaissant l’inductanceet la capacité,calculer la fréquence

Connaissant la valeur de l’inductanceet de la capacité, nous pouvons cal-culer sur quelle fréquence un circuits’accorde, en utilisant l’une de cesdeux formules :

CALCUL DE L'INDUCTANCE

µH =25 300

(MHz x MHz) x pF

L E C O U R S


25 300 : [(89 x 89) x 0,4]= 7,98 picofarads

Comme nous l’avons déjà vu, il fautcommencer par élever au carré la valeurde la fréquence :

89 x 89 = 7 921

On multiplie ensuite le chiffre obtenupar la valeur de l’inductance, c’est-à-dire 0,4 microhenry :

7921 x 0,4 = 3 168

On divise ensuite 25 300 par ce résul-tat :

25 300 : 3 168 = 7,98 picofarads

Etant donné qu’il n’est pas possible detrouver une capacité de 7,98 picofa-rads, on pourra relier en parallèle surl’inductance un condensateur ajustablede 3 à 20 picofarads, puis on tournerale curseur, jusqu’à ce que l’on captel’émetteur transmettant sur 89 MHz.

Ce condensateur ajustable placé enparallèle de la bobine (voir l’exemplede la figure 320), nous permet, enoutre, de corriger toutes les toléranceset les capacités parasites du circuit.

Exemple : Ayant une inductance de 180microhenrys, on veut savoir quelle capa-cité lui relier en parallèle pour pouvoirnous accorder sur la gamme des ondesmoyennes de 1250 kilohertz.

Solution : Etant donné que notre for-mule exige que la valeur de la fré-quence soit exprimée en MHz, nousdevons d’abord convertir les 1250 kHzen MHz, en les divisant par 1000 :

1250 : 1 000 = 1,25 MHz

On inclut ensuite cette valeur dans laformule du calcul de la capacité pourobtenir :

25 300 : [(1,25 x 1,25) x 180]= 89,95 pF

Exemple : En admettant que l’on ait uncondensateur variable présentant, com-plètement ouver t, une capacité de10 pF et, complètement fermé, unecapacité de 60 pF, on veut connaîtrela valeur de l’inductance à utiliser pourpouvoir s’accorder sur la fréquenceondes courtes de 7 MHz.

Solution : Pour calculer la valeur de l’in-ductance, nous devons prendre lavaleur moyenne du condensateur ajus-table, qui est de :

(60 – 10) : 2 = 25 picofarads

En incluant dans la formule les don-nées que nous avons, on obtient :

25 300 : [(7 x 7) x 25]= 20,65 microhenrys

En admettant que l’on trouve uneinductance de 15 microhenr ys, ondevra ensuite s’assurer que notrecondensateur ajustable nous permettede nous accorder sur la fréquence de7 MHz.

25 300 : [(7 x 7) x 15)] =34,42 picofarads

Etant donné que la capacité maximalede ce condensateur ajustable est de60 picofarads, on ne rencontrera pasde problèmes pour s’accorder sur lafréquence désirée de 7 MHz.

Rapportinductance/capacité

Bien que les calculs théo-riques nous confirmentqu’en utilisant une toutepetite valeur d’inductanceet une valeur de capacitétrès importante, ou vice-versa, il est possible de

s’accorder sur n’impor te quelle fré-quence. En pratique, si l’on ne respectepas une certaine proportion entre l’in-ductance et la capacité, on ne par-viendra jamais à obtenir un circuit d’ac-cord qui fonctionne.

Si, par exemple, on prenait une bobinede 0,5 microhenry, pour calculer, grâceà la formule :

pF =25 300 : [(MHz x MHz) x microhenry]

la valeur de la capacité à relier enparallèle à cette bobine pour s’accor-der sur 3 MHz, on obtiendrait unevaleur de 5622 picofarads, c’est-à-direune valeur dispropor tionnée (voirfigure 321).

Si l’on calculait la capacité qu’il fautrelier en parallèle à une bobine de 3microhenrys pour s’accorder sur90 MHz, on obtiendrait 1 picofarad,c’est-à-dire une valeur dérisoire.

0,5 µH

5 620 pF 1 pF

0,5 µH3 µH

1 pF

3 µH

40 pF

MAUVAIS MAUVAIS BON BON

Figure 321 : Même si les calculs théoriques nous confirment que les circuits composés d’une petite bobine ayant une capacitéélevée ou bien d’une grande bobine de petite capacité peuvent s’accorder sur n’importe quelle fréquence, pour obtenir uncircuit efficace et très sélectif, il faut respecter un certain rapport entre la fréquence, la valeur de la self et la valeur ducondensateur.

Etant donné qu’il n’est pas possible detrouver cette valeur de capacité, onpeut utiliser un condensateur ajustablepouvant varier d’un minimum de 40 pFà un maximum de 100 pF.

Connaissantla fréquenceet la capacité,calculer l’inductance

Connaissant la valeur d’une capacitéet la valeur de la fréquence sur laquellenous voulons nous accorder, on peutcalculer la valeur de l’inductance enmicrohenry, en utilisant cette formule :

sur 20 MHz. On veut donc savoir quelleinductance choisir parmi les trois pourpouvoir ensuite calculer la valeur de lacapacité à lui relier en parallèle.

Solution : En regardant le tableau 17,on remarque que l’inductance la plusappropriée est celle qui a une valeurde 5 microhenrys.

Pour calculer la valeur de la capacité,on utilise la formule :

pF =25 300 : [(MHz x MHz) x microhenry]

Il faut commencer par élever au carréla valeur des MHz : 20 x 20 = 400.

En introduisant le résultat dans notreformule, on obtient la valeur de la capa-cité :

25 300 : (400 x 5)= 12,65 picofarads

Couplageinductif et capacitif

Pour transférer le signal capté de l’an-tenne à la bobine, on peut utiliser un cou-plage inductif ou un couplage capacitif.

Pour faire un couplage inductif (voirfigure 323), il suffit d’enrouler 2, 3 ou

4 spires sur la bobine d’accord,du côté des spires reliées versla masse (point froid).

Pour faire un couplage capaci-tif (voir figure 324), il suffit derelier le signal sur le côté del’enroulement supérieur (pointchaud), en utilisant une capa-cité de quelques picofaradsseulement (2, 4,7 ou 10). Dansle cas contraire, si on utilisaitdes capacités de valeurs trop


Pour obtenir un circuit accordé qui fonc-tionne, il est nécessaire de respecterun certain rapport entre la valeur del’inductance et celle de la capacité, parrapport à la fréquence sur laquelle ondésire s’accorder.

Pour vous expliquer pourquoi le respectde ce rapport est absolument néces-saire, prenons l’exemple du sel, del’eau et du cuisinier.

Si un cuisinier met sur le feu une cas-serole contenant 1 litre d’eau pour fairela soupe, il y mettra seulement unepetite quantité de sel, car il sait qu’uneplus grande quantité de sel rendrait sasoupe trop salée et donc, immangeable.

S’il met une marmite contenant 20litres d’eau sur le feu pour préparer lerepas d’un groupe, il y versera beau-coup plus de sel car il sait que s’il enutilise la même quantité que dans 1litre, la soupe sera fade.

Pour choisir une valeur d’inductanceadéquate à la fréquence sur laquelleon veut s’accorder, on peut utiliserapproximativement les valeurs donnéesdans le tableau 17.

Exemple : Nous avons trois inductancesayant pour valeurs respectives 2, 5 et10 microhenrys. On veut en utiliser unepour réaliser un circuit qui s’accorde

élevées, elles s’additionneraient à celledu condensateur variable et modifie-raient le rapport inductance/capacité.

650 KHz

ÉMETTEUR

650 kHz

RÉCEPTEUR

ANTENNE

Figure 322 : Pour capter un émetteur, on devra accorder notre récepteur composé d’une bobine et d’une capacité, sur lafréquence exacte utilisée pour la transmission.

Tableau 17.

L1

L2

C1L1

L2

Figure 323 : En enroulant quelquesspires (voir L1) sur la bobine L2, onparvient à transférer le signal présentsur la bobine L1 vers la bobine L2 ouvice-versa. Ce couplage s’appelle“inductif” car il se produit entre deuxinductances.

C1

L1

C2 L1

C1

Figure 324 : On obtient un couplage“capacitif” en reliant une petitecapacité (voir C1) sur les extrémitésde la bobine L1. Si la capacité de C1est très élevée, elle s’ajoutera à cellede C2 en modifiant le rapportinductance/capacité.

C1

L1

C2 L1C1

Figure 325 : Pour empêcher lacapacité du condensateur C1d’influencer les caractéristiques ducircuit d’accord, on le relie sur uneprise placée sur la partie inférieure deL1. De cette façon, le rapport L1/C2est moins influencé.

de 150 à 100 MHz 0,1 min - 0,3 maxde 100 à 80 MHz 0,2 min - 0,4 maxde 80 à 50 MHz 0,4 min - 1,0 maxde 50 à 30 MHz 1,0 min - 3,0 maxde 30 à 15 MHz 3,0 min - 7,0 maxde 15 à 7 MHz 10 min - 20 maxde 7 à 3 MHz 20 min - 80 maxde 3 à 1 MHz 60 min - 100 maxde 1 à 0,5 MHz 150 min - 500 max

Fréquence Valeur de l’inductanced’accord en microhenry

L E C O U R S


Priseintermédiairesur la bobine

Dans les schémas élec-triques de différents récep-teurs (nous vous propose-rons tout au long de ce coursplusieurs circuits), le signalest souvent prélevé par uneprise intermédiaire de labobine ou bien à son extrémité.

Mais quel avantage peut-on tirer en pre-nant le signal par une prise intermé-diaire ou à son extrémité?

Pour vous l’expliquer, nous allons com-parer la bobine d’accord à l’enroule-ment secondaire d’un transformateurd’alimentation (voir figure 329).

Si, par exemple, un transformateurd’une puissance de 5 watts est capablede nous fournir une tension de 1 voltsur le secondaire pour chaque spireenroulée, il est évident qu’en enroulant100 spires, on pourra prélever une ten-sion de 100 volts à ses bornes.

Note : la valeur de 1 volt par spire estthéorique et ser t uniquement à sim-plifier les calculs et à rendre ainsil’exemple plus simple. Pour savoircomment calculer le nombre de spirespar volt, vous pouvez lire la leçonnuméro 8.

Si l’on fait deux prises sur l’enroule-ment de 100 spires, une à la 50èmespire et une autre à la 10ème, il estévident que l’on y prélèvera une ten-sion de 50 volts et de 10 volts (voirfigure 329).

Etant donné que la puissance du trans-formateur est de 5 watts, lorsque latension subit une variation, le courantmaximal varie également, comme nousle confirme la Loi d’Ohm :

ampère = watt : volt

En effet, si l’on essaie de calculer lavaleur du courant, on voit que sur les

trois prises de 100, 50 et 10 volts, onpeut prélever :

5 watts : 100 volts = 0,05 ampère5 watts : 50 volts = 0,1 ampère5 watts : 10 volts = 0,5 ampère

Donc, plus on prélèvera de tension,moins on disposera de courant etmoins on prélèvera de tension, plus ondisposera de courant.

Cette règle vaut également dans le casd’une bobine d’accord, bien qu’il n’yait sur celle-ci ni volts, ni ampères, niwatts, mais des valeurs considérable-ment inférieures évaluées en micro-volts, microampères et microwatts.

Donc, si l’on prélève le signal sur l’ex-trémité supérieure de l’enroulementon aura une tension élevée et un cou-rant dérisoire, tandis que si on le pré-lève là où il y a peu de spires, on auraune tension basse et un courant impor-tant.

Pour pouvoir exploiter toutela puissance disponible surla bobine, on doit appliquersur ces prises une “chargerésistive” d’une valeur bienprécise que l’on calculegrâce à cette formule :

ohm = volt : ampère

Si l’on compare la bobineau transformateur d’alimentation uti-lisé précédemment comme exemple,c’est-à-dire d’une puissance de 5 wattset avec un secondaire de 100, 50 ou10 spires, la “charge résistive” la plusappropriée à appliquer sur les sortiesde ces enroulements devrait avoir cettevaleur ohmique :

100 volts : 0,05 ampère = 2000 ohms50 volts : 0,1 ampère = 500 ohms10 volts : 0,5 ampère = 20 ohms

Si on relie sur la prise des 100 voltsune résistance de 2000 ohms, on pré-lèvera une puissance égale à :

watt = (ampère x ampère) x ohm

c’est-à-dire :

(0,05 x 0,05) x 2 000 = 5 watts

Si on relie à cette prise une résistancede 500 ohms, on prélèvera une puis-sance inférieure :

L2L1

C1

L3 L4

C2

L2

L1

L3

L4

Figure 326 : Un signal HF se trouvant sur la bobine L1, peutle transférer par voie inductive sur la bobine L4 grâce auxdeux bobines L2 et L3, composées de deux ou trois spires.

L1

C1

L2

C3

C2

L1 L2

C2

Figure 327 : Pour transférer par voie capacitive un signal HFde la bobine L1 vers la bobine L2, on peut relier sur leursextrémités un condensateur de quelques pF.

L1

C1

L2

C3

C2

L1 L2

C2

Figure 328 : Pour éviter que le condensateur de couplageC2 n’influence le rapport L/C des deux bobines, il estpréférable de le relier sur une prise inférieure.

100 volts 0,05 ampère



2.000ohms

500ohms

20ohms

Figure 329 : Pour prélever la puissance maximale de l’enroulement secondaired’un transformateur d’alimentation muni de plusieurs prises, on devra relier une“charge” n’absorbant pas plus de courant que celui pouvant être débité par letransformateur.

L E C O U R S


(0,05 x 0,05) x 500 = 1,25 watt

et on perdra par conséquent : 5 – 1,25= 3,75 watts.

Si on relie à cette prise une résistancede 20 ohms, on prélèvera une puis-sance encore inférieure :

(0,05 x 0,05) x 20 = 0,05 watt

et on perdra par conséquent : 5 – 0,05= 4,95 watts.

Si, au contraire, on relie la charge des20 ohms à la prise des 10 voltscapable de débiter un courant de 0,5ampère, on prélève :

(0,5 x 0,5) x 20 = 5 watts

c’est-à-dire toute la puissance que letransformateur est capable de débiter.

Si on relie sur la prise des 10 volts larésistance de 2000 ohms, on ne pré-lèvera plus un courant de 0,5 ampère,mais un courant considérablement infé-rieur, que l’on pourra calculer avec laformule :

ampère = volt : ohm

c’est-à-dire un courant de :

10 : 2000 = 0,005 ampère

on prélèvera donc une puissance deseulement :

(0,005 x 0,005) x 2 000 = 0,05 watt

Ce noyau est inséré à l’intérieur de labobine pour pouvoir modifier la valeurde son inductance de façon à pouvoirla régler sur la valeur voulue.

En admettant que l’on ait besoin d’uneinductance de 2,35 microhenrys dansun circuit d’accord et que l’on trouvedans le commerce des bobines de 2microhenrys uniquement, on pourratout simplement les utiliser en vissantleur noyau jusqu’à ce que l’on atteignela valeur de 2,35 microhenrys.

Si on réussissait à trouver des bobinesde 3 microhenrys dans le commerce,on pourrait également les utiliser endévissant leur noyau jusqu’à obtenirune valeur de 2,35 microhenrys.

Dans l’une des prochaines leçons,lorsque nous vous expliquerons com-ment monter un récepteur, nous vousenseignerons comment procéder pourcalibrer ces bobines sur la valeur vou-lue.

Fréquenceet longueur d’onde

On lit souvent que pour recevoir unémetteur “X” il est nécessaire d’ac-corder le récepteur sur une fréquencede 1000 kilohertz ou bien sur une lon-gueur d’onde de 300 mètres.

Grâce à ces exemples, nous avonsappris que si la résistance de chargea une valeur ohmique importante, ilfaut prélever le signal sur la prise quidébite la plus grande tension et le cou-rant le plus faible. Si au contraire larésistance de charge a une faible valeurohmique, il faut prélever le signal surla prise qui débite une tension faibleet un courant plus important.

C’est pour cette raison que les tran-sistors, qui ont une résistance faible,sont toujours reliés à une prise inter-médiaire de la bobine d’accord (voirfigure 331), tandis que les transistorsà ef fet de champ (FET), qui ont unerésistance importante, sont toujoursreliés à la prise de l’extrémité (voirfigure 332).

Le noyauplacé à l’intérieurde la bobine

A l’intérieur du suppor t plastique depresque toutes les bobines d’accordse trouve un noyau ferromagnétiquenous permettant de faire varier la valeurde l’inductance.

Si on dévisse ce noyau (voir figure 333),l’inductance de la bobine diminue, tan-dis que si on le visse (voir figure 334),l’inductance de la bobine augmente.

100 volts

50 volts

10 volts

2.000ohms

500ohms

20ohms

Figure 330 : On trouve également sur la prise supérieure d’un circuit d’accord L/Cun signal ayant une tension élevée et un faible courant et sur la prise inférieure,un signal ayant une tension basse et un courant élevé. En appliquant une chargeexacte, la puissance ne change pas.

L1 L2

C1

E

BCC2

R1

R2

TR1

Figure 331 : Les transistors courantsayant une “base” de faible résistance,ils doivent être reliés sur une priseintermédiaire de L2.

L1 L2

C1

C2

R1

S

GD

FT1

Figure 332 : Les transistors à effet dechamp (FET), dont le “gate” (porte)présente une grande résistance,peuvent être directement reliés surl’extrémité de la bobine L2.

Figure 333 : Si l’on dévisse le noyauferromagnétique qui se trouve àl’intérieur d’une bobine, on “diminue”la valeur en microhenry de l’inductance.

Figure 334 : Si l’on visse ce mêmenoyau, on “augmente” la valeur enmicrohenry. Ce noyau sert à calibrerla bobine sur une valeur précise.

FRÉQUENCE LONGUEUR D'ONDE

Hz mètre

TABLEAU 18 CONVERSION

300 000 000

kHz mètre300 000

MHz mètre300

GHz

:

:

:

: centimètre30

L E C O U R S


Dans les lignes qui vont suivre, nousvous expliquons la relation entre fré-quence et longueur d’onde.

La fréquence est le nombre d’ondesprésentes dans une seconde, expriméen hertz, kilohertz, mégahertz ou giga-hertz (voir les figures 335 et 336).

La longueur d’onde est la distancequi sépare le début de la fin d’uneseule onde sinusoïdale exprimée enmètres ou en centimètres (voir figure337).

Parler de 10 kilohertz équivaut à par-ler de 10000 sinusoïdes rayonnées enl’espace d’une seconde, tout commeparler de 80 mégahertz équivaut à par-ler de 80000000 de sinusoïdes rayon-nées en 1 seconde.

Formules servant àconvertir la fréquenceen longueur d’onde

Connaissant la fréquence exprimée enHz, kHz, MHz ou GHz, on peut calculerla longueur d’onde en mètres ou encentimètres, en utilisant les formulesdu tableau 18.

Exemple : Dans notre zone, nous rece-vons deux émetteurs TV, l’un trans-mettant sur une fréquence de 175 MHzet l’autre transmettant sur 655 MHz.Nous voulons connaître leur longueurd’onde.

Solution : Puisque les deux fréquencessont exprimées en MHz, on doit utili-ser la formule de la troisième ligne dutableau 18. La longueur d’onde de cesémetteurs sera donc de :

300 : 175 = 1,71 mètre

300 : 655 = 0,45 mètre

Exemple : Sachant que les émetteursFM couvrent une bande de fréquencesallant de 88 MHz à 108 MHz, on veutconnaître la longueur d’onde corres-pondant à cette gamme.

Solution : Puisque les fréquences sontexprimées en MHz, nous devons éga-lement utiliser la formule de la troi-sième ligne du tableau 18. La longueurd’onde utilisée par ces émetteurs estdonc comprise entre :

300 : 88 = 3,40 mètres

300 : 108 = 2,77 mètres

Exemple : Sachant que notrerécepteur couvre une gammed’ondes moyennes allant d’unminimum de 500 kHz jusqu’à unmaximum de 1600 kHz, on veutconnaître la longueur d’onde cor-respondant à cette gamme.

Solution : Puisque les fré-quences sont exprimées en kHz,on doit, dans ce cas, utiliser laformule de la seconde ligne dutableau 18. La longueur d’ondecorrespondant aux ondesmoyennes est comprise entre :

300000 : 500 = 600 mètres

300000 : 1600 = 187,5 mètres

Connaître la longueur d’onde en mètresd’une fréquence peut nous servir pourcalculer la longueur physique d’uneantenne.

Formules servant àconvertir la longueurd’onde en fréquence

En connaissant la longueur d’onde,mesurée en mètres ou en centimètres,nous pouvons calculer la fréquence en

Formules servant à convertir une fréquence en longueur d’onde.

1 seconde

20 Hz

Figure 335 : La “fréquence” indique le nombre d’ondessinusoïdales présentes en une seconde. Le her tz estl’unité de mesure et les kHz, MHz et GHz, sont sesmultiples.

mètre

DEMI-ONDEPOSITIVE

DEMI-ONDENÉGATIVE

Figure 337 : La “Longueur d’onde” est ladistance en kilomètres, mètres ou centimètres,qui sépare le début et la fin d’une SEULE etcomplète sinusoïde composée de ses deuxalternances.

1 seconde

500 kHz

Figure 336 : Plus la valeur en Hz, kHZ et MHz, augmente,plus le nombre de sinusoïdes en une seconde augmente. Unefréquence de 500 kHz irradie 500 000 sinusoïdes en 1seconde.

Subdivision des fréquences radio

utilisant les formules données dans letableau 19.

Exemple : Sachant qu’un émetteur CBtransmet sur une longueur d’onde de11,05 mètres, nous voulons connaîtrela fréquence exacte en kilohertz et enmégahertz.

Solution : Pour connaître la fréquence enkilohertz, on utilise la formule indiquéesur la deuxième ligne du tableau 19 :

300 000 : 11,05 = 27 149 kHz

Pour connaître la fréquence en méga-hertz, on doit utiliser la formule indi-quée sur la troisième ligne :

300 : 11,05 = 27,149 MHz

Note : Exprimer une valeur en kHz ouen MHz équivaut à exprimer un poidsen kilogrammes ou en quintaux.

Exemple : Nous voulons connaître lafréquence en mégahertz d’un signalayant une longueur d’onde de 40mètres.

Solution : pour obtenir la fréquence enMHz, on utilise toujours la formule dela deuxième ligne du tableau 19 :

300 : 40 = 7,5 MHz

Unité de mesure

Les signaux basse fréquence qui cou-vrent une gamme allant de 1 Hz jus-qu’à 30000 Hz, sont toujours indiquésavec les unités de mesure en hertz ouen kilohertz (kHz).

Pour convertir les hertz en kilohertz ouvice-versa, nous pouvons utiliser lesformules suivantes :

L E C O U R S


Exemple : Pour convertir une fréquencede 3,5 kilohertz en hertz, il faut effec-tuer cette simple multiplication :

3,5 x 1 000 = 3500 hertz

Exemple : Pour conver tir une fré-quence de 10 000 hertz en kilohertz,on doit ef fectuer cette simple divi-sion :

10 000 : 1 000 = 10 kilohertz

Tous les signaux basse fréquencevoyagent dans un câble à la mêmevitesse qu’un signal de haute fré-quence, c’est-à-dire à 300000 km parseconde.

Lorsque ce signal est transformé ensons acoustiques par un haut-parleur,les vibrations sonores rayonnent dansl’air à la vitesse de 340 mètres parseconde seulement.

Les vibrations sonores ne réussissentjamais à parcourir des distances éle-vées car, plus on s’éloigne de lasource, plus elles s’atténuent.

Les signaux haute fréquence sont nor-malement indiqués en kilohertz, méga-hertz ou gigahertz.

Pour convertir les hertz en kHz, MHzet GHz ou vice-versa, on peut utiliserles formules suivantes :

Comme nous le savons déjà, lessignaux de haute fréquence voyagentdans l’espace à une vitesse ver tigi-neuse de 300 000 000 mètres parseconde, c’est-à-dire 300 000 kilo-mètres par seconde.

LONGUEUR D'ONDE FRÉQUENCE

mètre Hz

TABLEAU 19 CONVERSION

300 000 000

mètre kHz300 000

mètre MHz300

centimètre

:

:

:

: GHz30

Formules servant à convertir une longueur d’onde en fréquence.

Figure 338 : Les signaux radio sepropageant à une vitesse de300000 km par seconde, réussissentà parcourir 7,5 tours du globe en uneseule seconde. Un signal envoyé versla lune, qui se trouve à 384345 km dela terre, l’atteint en un peu plus d’uneseconde.

kHz

Hz

x

:

=

=

1 000

1 000

Hz

kHz

Hz Hz Hz

kHz kHz kHz

MHz MHz MHz

GHz GHz

:::

x::

xx:

xx

===

===

===

==

kilohertzmégahertzgigahertz

hertzmégahertzgigahertz

hertzkilohertzgigahertz

mégahertzkilohertz

1 0001 000 0001 000 000 000

1 0001 0001 000 000

1 000 0001 0001 000

1 0001 000 000

30 kHz - 300 kHz 10 km - 1 km LF Low Frequency Grandes Ondes300 kHz - 3 MHz 1 km - 100 m MF Medium Frequency Ondes Moyennes3 MHz - 30 MHz 100 m - 10 m HF High Frequency Ondes Courtes30 MHz - 300 MHz 10 m - 1 m VHF Very High Freq. Ondes métriques300 MHz - 3 GHz 1 m - 10 cm UHF Ultra High Freq. Ondes décimétriques3 GHz - 30 GHz 10 cm - 1 cm SHF Super High Freq. Micro-ondes30 GHz - 300 GHz 1 cm - 0,1 cm EHF Extremely High Freq. Micro-ondes

Fréquence Longueur d’onde Symb. Anglais Français

Les abréviationsAF (BF) et RF (HF)

Les signaux inférieurs à 30000 Hz, ren-trent dans la catégorie des “BassesFréquences” ou “BF”.

Les signaux supérieurs à 30 000 Hz,sont appelés “Hautes Fréquences” ou“HF”.

Dans le langage international, les siglesBF et HF sont remplacés par ceux déri-vés de la langue anglo-saxonne, c’est-à-dire :

- AF (Audio Frequency) pour les signauxBF,

- RF (Radio Frequency) pour les signauxHF.

G. M.

L E C O U R S


Figure 339 : Les premières valvesthermo-ioniques (ou thermoïonique,synonyme de thermoélectronique)utilisées pour la réalisation desrécepteurs radio, apparurent vers1910. Marconi, pour capter lessignaux, utilisait des détecteursrudimentaires, constitués d’un petittube de verre contenant de la limaillede nickel (96 %) et d’argent (4 %). Surla photo, un des premiers récepteursradio à valve thermo-ionique.

Figure 340 : Dans les années 1925-1940, on rencontrait fréquemment unsimple récepteur radio doté d’uncasque et dit à “galène”, car il utilisaitcomme détecteur de signaux unminéral de sulfure naturel de plombcontenant environ 2 % d’argent.

Un peu d’histoire sur Guglielmo MarconiPeu de gens savent queGuglielmo Marconi étaitun autodidacte et qu’ils’amusait en réalisantdes expériences au rez-de-chaussée de sa mai-son de Pontecchio, qu’ilappelait “my laboratoryof electricity”. Cela s’ex-plique car Marconi, pour-tant né à Bologne, n’ai-mait pas la langueitalienne, qu’il maîtrisait très mal et neparlait que le dialecte de la région ainsique l’anglais. N’oublions pas que nousétions à la fin des années 1800 !

N’ayant jamais réussi à finir les étudesqui lui auraient permis d’entrer à l’uni-versité, son père le considérait comme unfainéant et trouvait que son idée de vou-loir transmettre à distance des signauxtélégraphiques “sans aucun fil” n’étaitqu’utopie.

Seule sa mère lui permit de se consacrerlibrement à ses expériences qui susci-taient en lui tant d’attraction. Elle char-gea même le professeur Vincenzo Rosade lui donner des leçons particulières dephysique.

En s’inspirant des expériences du physi-cien américain Benjamin Franklin, qui réus-sissait à capturer l’énergie des éclairs,grâce à un fil relié à un cer f-volant, unenuit de la fin de l’été 1894, Marconi reliadeux plaques métalliques provenant d’unbidon de pétrole à son émetteur ainsi qu’àson récepteur et constata, à l’aide de cesantennes rudimentaires, qu’en poussantle bouton de son émetteur, la cloche reliéeau récepteur commençait à sonner.

En proie à une grande agitation, il allaréveiller sa mère pour lui démontrer qu’ilavait réussi à capturer l’énergie généréepar son émetteur à une distance de 3mètres environ.

Pressentant qu’il était sur la bonne voie,il commença au printemps 1895 à trans-mettre de sa chambre vers la cour, et reliaensuite son récepteur et son émetteur àla terre afin d’augmenter la portée. Grâceà ces modifications, il réussit durant l’été1895 à transmettre à une distance de 2,4kilomètres.

Sa mère pensa alors informer les autori-tés italiennes de cette sensationnelledécouver te, mais ne recevant aucuneréponse, elle décida, en février 1896, dese rendre à Londres avec son fils. Le 5mars 1896, Marconi présenta sa premièredemande de brevet pour la transmissiondes ondes hertziennes “sans fils” qui luifut accordée le 2 juillet 1897 avec lenuméro 12.039.

Après l’exaltation des premiers succès,cette invention suscita un enthousiasmeuniversel, même si, pour commencer, l’in-crédulité et les commentaires malveillantsne manquèrent pas en raison du fait quepeu de gens acceptaient l’idée qu’un aussijeune autodidacte ait pu réussir à trans-

mettre des signaux télé-graphiques sans utiliseraucun fil. En effet, parle passé, de nombreuxscientifiques trèscélèbres étaient arrivés,après avoir tenté cetteexpérience, à la conclu-sion que c’était choseimpossible et pratique-ment irréalisable.

25 avril 1874 : il naît à Bologne demère irlandaise, Annie Jameson, et de Giu-seppe Marconi.

Eté 1894 : il parvient, de sa chambrede la maison de Pontecchio, à transmettreà environ 3 mètres.

Printemps 1895 : il commence à trans-mettre de sa fenêtre vers la cour avecd’excellents résultats.

5 mars 1896 : il présente, à Londresune première demande de brevet pour soninvention de transmission sans fils.

Mai 1897 : il réussit, grâce aux pre-mières expériences effectuées dans leCanal de Bristol (Angleterre), à atteindreune distance de 14 mètres.

Janvier 1901 : première liaison à longuedistance entre Sainte Catherine et CapLizard en Angleterre (300 km).

Décembre 1901 : les premiers signauxtélégraphiques sont reçus outre Atlantique,franchissant une distance d’au moins3400 km.

26 mars 1930 : il envoie un signal télé-graphique à Sydney (Australie), du navireElectra amarré dans le por t de Gênes,pour allumer les lampadaires de la mai-rie (distance de 16 500 km).

19 novembre 1931 : Marconi effec-tue les premières expériences sur lesmicro-ondes de San Margherita Ligure àSestri Levante (18 km).

20 juillet 1937 : il meurt à Rome enléguant au monde une invention qui nouspermet encore aujourd’hui de regarder latélévision couleurs et de parler à distancegrâce aux téléphones portables.

electronique et loisirs n011

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