E F. 4 1 3
n localiseur, à quoi cela peut-il bien ser vir ? Le système de localisa-tion, dont cet ar ti-cle vous propose de réaliser la par tie émet-trice uniquement, la par tie réception ayant déjà été décrite*
dans le précédent numéro d’ELM, est très utile pour recher-cher un aéro-modèle ou un véhicule qui, pour des causes variées, manque
d’at-tention par exemple, peut être perdu de vue. Il ser t, en outre, à retrouver chien ou chat, ou tout autre animal ayant tendance à s’éloigner trop et à se perdre. Dans ce cas, ne vous préoccupez pas des effets néfastes des ondes électro-magnétiques sur votre cher compagnon, même si l’émetteur opère sur 868 MHz, car la puissance irradiée par celui-ci n’est que de quelques milliwatts et, sur tout, car l’émission n’a lieu que pendant une période sur quatre de pause. Fina-lement, le domaine d’utilisation de ce montage est assez vaste : chaque fois qu’il s’agit de retrouver quelque chose ou quelqu’un dans l’impossibilité de communiquer sa
posi-tion et ayant une fâcheuse propension à ne pas être à la place où on
s’at-tend à le trouver ! Il ne s’agit pas,
c e p e n d a n t , d’un
locali-seur GPS comme celui proposé dans l’ar ticle EF.334 page 8 du numéro 26 d’ELM (“Un antivol auto avec GSM et GPS”) : le présent montage est beau-coup plus simple, c’est quelque chose comme une bouée émettrice ou une balise de détresse. Mais, sur tout, il est de très petite taille (50 mm) et de faible poids (34 g sans les piles). En outre, pour le localiser, il suf fit d’un récepteur AM calé sur la même fréquence : pas besoin de micropro-cesseur ou d’ordinateur car l’oreille suf fit à évaluer, en fonction de l’intensité sonore fournie par le haut-parleur, la distance nous séparant de l’être, de l’animal ou de l’objet sur veillé.
* Voir EF.406 - EF.407, “Un mini micro HF sur 868 MHz et son récepteur”, ELM 35, page 46 et suivantes.
Cet appareil, un micro-émetteur UHF, est conçu pour localiser
la position d’une personne, d’un animal, d’une voiture, ou d’un
aéromodèle. Ce système économique et efficace travaille sur la
fréquence, peu encombrée et donc tout à fait indiquée pour cette
application, de 868 MHz. Pour la réception, nous avons utilisé le même
récepteur que celui accompagnant le mini micro HF EF.406* à associer,
éventuellement, à une antenne directive.
SÉCURITÉ
ELECTRONIQUE
63
magazine - n° 36 Comment ça marche ?Le principe de fonctionnement est très simple et intuitif : si le micro-émet-teur émet une onde radio modulée en amplitude par un signal audio et si nous disposons d’un récepteur avec démodulateur AM, on entend dans le haut-parleur ce même signal audio.
Dans notre cas, il s’agit d’un ton (une note) d’une fréquence de 1 kHz (soit la note du téléphone… pas celle que vous payez tous les deux mois mais celle que vous entendez en décrochant le combiné d’un téléphone fixe !). En allumant le RX, donc, vous entendez exactement cette note. Bien sûr, plus vous vous approchez de l’émetteur, plus for t est le son (la note à 1 kHz) que vous entendez sor-tir du haut-parleur ; et vice-versa, plus vous vous en éloignez, plus faible devient ce son.
Si vous optez pour une antenne direc-tive, vous pourrez localiser l’émet-teur encore plus précisément car, en plus d’une bonne appréciation de
la distance, vous aurez une excel-lente appréciation de la direction dans laquelle il vous faudra aller pour retrou-ver le por teur du TX. En effet, sur 868 MHz, le lobe de rayonnement d’une antenne directive est très étroit (donc l’angle de champ est très fermé et, par conséquent, l’incer titude quant à la direction à prendre, surtout si la dis-tance est faible, est très réduite).
Comment faire, alors, pour retrouver la source de l’émission ? Tout sim-plement, en tournant lentement l’an-tenne directive pour rechercher l’inten-sité maximale du son. Cette intenl’inten-sité atteinte, la direction à prendre sera celle pointée par l’antenne au moment où le son est le plus for t. Vous venez de faire votre première radiogoniomé-trie (mais c’est une autre histoire) ! Si la recherche au son ne vous con-vient pas, vous pouvez lire le texte de la figure 8 qui vous propose l’adjonc-tion d’un VU-mètre (ou S-mètre) à votre
récepteur. Le principe reste le même et pour la recherche et pour la direc-tion, le niveau du S-mètre remplace le niveau du son, simplement.
Le schéma électrique
Le principe de fonctionnement étant acquis, voyons un peu le schéma
électrique du dispositif, en l’occur-rence l’émetteur, figure 1. Un pre-mier coup d’œil nous en révèle la simplicité, obtenue grâce à l’adop-tion d’un petit microcontrôleur (U1), un PIC12C672-MF413 programmé en usine, gérant le fonctionnement d’un module hybride (U2) AUREL TX8LAVSA05 (figure 5), travaillant sur 868 MHz, dont l’oscillateur peut pro-duire jusqu’à 5 dBm sur une charge de 50 ohms.
Le microcontrôleur a pour tâche de pro-duire cycliquement un bref train d’im-pulsions à 1 kHz et de l’envoyer, via sa broche 7 (GPO) à l’entrée (broche 2) du module hybride. Ce dernier s’allume chaque fois qu’il reçoit le niveau logi-que haut (correspondant, dans ce cas, à 3 V, la totalité du circuit fonction-nant avec deux piles de 1,5 V) et émet une porteuse à 868 MHz à travers l’an-tenne reliée à la broche 11.
Le programme du microcontrôleur fait en sor te qu’un «timer» interne pro-duise toutes les 2 secondes une onde
rectangulaire à 1 000 Hz pendant 0,5 seconde ; il en dérive un cycle de 2,5 secondes. Chaque impulsion positive provoque l’allumage de l’émetteur et par conséquent chaque niveau logique haut détermine l’émission d’une por-teuse à 868 MHz alors que le niveau logique bas laisse le TX éteint. Dans les périodes de pause, le module émetteur est donc éteint.
Caractéristiques techniques.
Alimentation ... 3 Vcc Consommation 6 à 7 mA Fréq. signal ... 1 kHz
Portée ... 200 à 1 000 m*
Dimensions ... 50 X 25 X 23 mm Poids ... 34 g
* en fonction de l’antenne utilisée
Figure 3 : Photo d’un des prototypes de l’émetteur, tous les composants en pla-ce. Remarquez le module TX8LAVSA05 monté couché pour gagner le plus de place possible.
Figure 1 : Schéma électrique de l’émetteur du localiseur sur 868 MHz.
La réception
Comme nous l’avons évoqué déjà, pour pouvoir intercepter le signal émis par le TX du localiseur, il faut disposer d’un récepteur AM sur 868 MHz. Nous vous proposons donc de réaliser le récepteur faisant l’objet de l’ar ticle EF.407 paru dans le numéro 35 d’ELM : “Un mini micro HF sur 868 MHz et son récepteur”, par tie réceptrice (voir figure 7). Lui aussi uti-lise un module hybride sur 868 MHz, mais de réception, bien sûr, avec dé-modulateur AM. Le signal démodulé est amplifié et envoyé vers un casque ou un petit haut-parleur.
Le couplage entre le petit TX décrit dans cet ar ticle et ce récepteur garan-tit une por tée de plus de 200 m et même 1 km si on utilise, en réception, une antenne directive (avec un gain pouvant atteindre facilement 6 dBm et plus, pour des dimensions encore modestes, à cette fréquence).
Liste des composants U1 = PIC12C672-MF413 U2 = Module Aurel TX8LAVSA05 Divers :
1 Suppor t 2 x 4 broches
4 Clips batteries AAA/LR03 ou AA/LR6 pour ci
2 Batteries AAA/LR03 ou AA/LR6 alcalines rechargeables de préfé-rence
1 Coupe 9 cm de fil cuivre émaillé 12/10
Figure 2 : Schéma d’implantation des composants de l’émetteur du localiseur sur 868 MHz.
Figure 4 : Dessin, à l’échelle 1, du cir-cuit imprimé de l’émetteur du localiseur sur 868 MHz. Il pourra être réalisé par la méthode décrite dans le numéro 26 d’ELM.
Pour un bon fonctionnement et une localisation facile, même à grande distance, l’antenne reliée à la bro-che 11 revêt une impor tance toute par ticulière. Si vous voulez, avec cet appareil, localiser un être ou un objet de petites dimensions, vous pouvez utiliser comme antenne un simple bout de fil de cuivre de 9 cm de long. Cette solution est envisageable pour la sur veillance d’un animal (col-lier) ou d’une personne (poche). Pour localiser un véhicule, en revanche, on peut envisager d’installer à bord une antenne plus impor tante (donc, de ce fait, plus ef ficace).
L’alimentation
Quant à l’alimentation, le mini-émet-teur se contente de deux piles AAA/LR03 de 1,5 V, électriquement en série, bien qu’on les voie mécani-quement parallèles dans leurs clips de fixation sur la photo de la figure 6.
En ef fet, le microcontrôleur, comme le module hybride, fonctionnent très bien sous 3 V. La consommation est entre 30 et 35 mA quand le TX émet. Le TX ne s’allume qu’une demi-seconde toutes les deux secon-des et l’onde rectangulaire à émet-tre a un rappor t cyclique de l’ordre de 50 %. Nous pouvons dire que la consommation moyenne typique est inférieure à 6 mA, ce qui fait, en une heure, un prélèvement de 6 mA/h dans les piles. En choisissant un modèle de piles alcalines, dont la capacité tourne autour de 1,1 à 1,2 A/h vous obtiendrez une autono-mie de 200 heures, soit 10 jours.
Vous pouvez également choisir des piles rechargeables de même capa-cité (voir figure 8). Si vous prenez plutôt des piles alcalines (rechargea-bles ou non) AA/LR6, un peu plus grosses, vous passez à 430 heures (17 jours).
Figure 5 : Le module Aurel TX8LAVSA05 vu côté soudures.
Figure 6 : Le mini-émetteur 868 MHz prêt à l’emploi. On notera les deux pi-les AAA/LR03 fixées sous la platine par des clips spéciaux.
SÉCURITÉ
ELECTRONIQUE
65
magazine - n° 36 La réalisation pratiqueLe montage de l’émetteur est tellement simple qu’il ne requiert même pas l’uti-lisation d’un circuit imprimé, même si pour notre prototype nous avons fabri-qué un, dont nous donnons d’ailleurs le dessin à l’échelle 1, figure 4.
Les clips de maintien des piles sont à souder côté pistes du circuit imprimé (si, finalement, vous décidez, comme
nous, de le réaliser). Ensuite, interpo-sez une feuille de car ton ou de plasti-que pour isoler le corps des piles des pistes de cuivre : vous éviterez un ris-que de cour t-circuit fâcheux.
Pour vérifier le bon fonctionnement du TX, vous devez réaliser aussi le récepteur (en vous repor tant à l’ar ti-cle cité). Ensuite, à quelques mètres de distance, allumez le récepteur et montez le volume jusqu’à ce que vous entendiez distinctement, dans le haut-parleur, ou dans le casque, la note aiguë discontinue. Rappelez-vous que l’émetteur du localiseur n’émet pas en continu mais une note à 1 000 Hz d’une demi-seconde tou-tes les deux secondes.
F. D.
Figure 7 : Le récepteur utilisé pour cap-ter le signal émis par le TX. C’est celui déjà mis en œuvre pour notre mini micro HF sur 868 MHz (lire l’article EF.406 - EF.407 dans le numéro 35 d’ELM).
Depuis quelque temps, on trouve sur le marché des piles alcalines rechargeables. Leurs avantages sont multiples. On notera, bien sûr, la “rechargeabilité” mais aussi la tension fournie : 1,5 volt au lieu des 1,2 volt des batteries au cadmium-nickel, leur capacité qui est impor-tante : 1 500 mA/h, leur temps de recharge qui est très cour t, l’ab-sence d’ef fet mémoire, le nombre de recharges possibles : entre 600 et 1 000 et, enfin, leur très bon rappor t qualité/per formances/prix.
Le modèle de l’illustration est un chargeur 4 AA/LR6 spécial pour les piles alcalines rechageables de marque Alcava, distribuées par cer tains de nos annonceurs.
Coût de la réalisation*
Tous les composants visibles figure 2 pour réaliser ce localiseur sur 868 MHz EF.413, peuvent facile-ment se trouver chez nos annon-ceurs. Le circuit imprimé pourra être réalisé par la méthode décrite dans le numéro 26 d’ELM pages 59 à 61. Le prix de revient est d’environ : 46,00 €.
Le module Aurel TX8LAVSA05 seul : 23,00 €.
Le microcontrôleur MF413 seul : 18,00 €.
Le circuit imprimé seul : 62,00 €. Le récepteur EF.407 complet (décrit dans ELM 35 p. 46 et suivantes) : 62,00 €.
Le circuit imprimé récepteur seul : 15,00 €.
*Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but que de donner une échelle de valeur au lec-teur. La revue ne fournit ni circuit ni
compo-sant. Voir les publicités des annonceurs. Figure 9 : Remplacer les piles alcalines par des piles rechargeables.
Si vous ne vous en sor tez pas à l’oreille ou si vous désirez une précision plus grande, vous pouvez toujours doter votre récepteur d’un VU-mètre ou d’un vulgaire microam-pèremètre de 200 à 500 µA fond d’échelle. Son aiguille vous aidera à localiser l’émetteur puisqu’elle vous indiquera l’intensité du signal démo-dulé et, donc, la proximité du TX.
Cet instrument de mesure est à con-necter en parallèle à la sor tie haut-parleur, avec, en série, un trimmer de 100 kilohms pour ajuster la sensi-bilité et une diode 1N4148 orientée la cathode vers le positif du
galvano-mètre pour redresser le signal. Le modèle présenté ici est un galvanogalvano-mètre 500 µA (gradué de 0 à 50) disponible chez cer tains de nos annonceurs.
Figure 8 : Un VU-mètre ou un galvanomètre pour remplacer ou compléter le son.