De nombreux scientifiques affirment depuis quelque temps que les champs électromagnétiques HF intenses, rayonnés par les émetteurs FM, les relais de télévision et autres relais téléphoniques, pourraient, à long terme, engendrer des effets cancérigènes. Si, pour ces signaux, la limite maximale à ne pas dépasser a été fixée à 6 volts/mètre, comment faire pour les mesurer ?
L’expression “pollution électromagnétique” est désormais entrée dans le langage commun. Depuis ces dernières années, nous sommes de plus en plus exposés à d’intenses champs magnétiques haute fréquence, provenant du rayonnement des relais de télévision, de radio FM, de téléphonie sans fil, etc.
De nombreux chercheurs se sont mis à l’étude de ce phénomène pour en vérifier les effets biologiques sur l’organisme humain et, également, pour déterminer le niveau des valeurs maximales supportable sans courir aucun risque.
Les valeurs actuellement reconnues sont fixées par des limites précises entre lesquelles un être humain, sain, peut rester exposé sans conséquence. Faire respecter ces limites, lorsqu’elles sont dépassées, est extrêmement difficile en raison des intérêts financiers en jeux.
Même si les organismes compétents affirment que tous les responsables d’émissions, quelles qu’elles soient, sont assujettis à la réglementation en vigueur, avez-vous déjà vu quelqu’un contrôlant périodiquement ces émissions ?
Il ne faut pas se leurrer. Si après une première vérification rigoureuse de la part des services concernés, la puissance d’un émetteur ou d’un relais est augmentée abusivement pour étendre l’aire de couverture, personne n’en saura rien et les limites acceptables seront dépassées sans qu’aucune mesure ne soit prise.
En effet, l’augmentation de la puissance a un coût infiniment moins élevé que l’installation d’un nouveau relais.
Regardons un aspect incongru de la pollution électromagnétique.
Depuis quelque temps, dans les hôpitaux, nous voyons apparaître, bien en évidence, des panneaux indiquant qu’il est strictement interdit d’allumer les téléphones portables pour éviter que leurs signaux n’interfèrent avec les appareillages sophistiqués utilisés dans certains services. Si vous faites bien attention, dans de nombreuses localités, vous verrez, installés très près de ces mêmes hôpitaux, des relais téléphoniques qui fonctionnent de façon ininterrompue, 24 heures sur 24, et qui rayonnent des puissances beaucoup plus importantes qu’un téléphone portable traditionnel !
Non seulement de nombreux relais sont installés près des hôpitaux ou dans des zones à forte densité de population faisant ainsi courir des risques à notre santé mais, en plus, ils peuvent perturber les téléviseurs et, dans certains cas, provoquer des déclenchements intempestifs de certaines alarmes électroniques.
De nombreux relais téléphoniques sont installés sur les toits d’immeubles habités sans que personne ne s’inquiète que ceux qui y habitent soient perpétuellement bombardés par des signaux HF qui ne se sentent pas et ne se voient pas.
Même si l’attention des chercheurs s’est concentrée sur les effets néfastes de tels signaux sur l’organisme humain sain, personne, à notre connaissance, ne s’est encore préoccupé des risques encourus par les porteurs de stimulateurs cardiaques.
Si ces derniers entrent dans un champ HF intense, leur appareillage délicat peut se mettre à fonctionner de manière anormale.
Il en est de même pour les utilisateurs d’appareils acoustiques, qui recevront des perturbations rendant l’écoute désagréable et difficile.
Néanmoins, pour ne pas vous alarmer inutilement, précisons que les effets du rayonnement des champs HF sont proportionnels à leur puissance et au temps d’exposition.
Pour faire une comparaison, nous pouvons prendre comme terme de référence le soleil.
Si, en plein mois d’août, nous nous exposions aux rayons du soleil durant 6 ou 7 heures consécutives, le soir nous aurions le corps complètement brûlé. Si, au lieu ce cela, nous ne restons exposés que de courtes périodes, nous bronzerons sans risque.
En disant cela, nous voulons rassurer tous les utilisateurs de téléphones portables, les radioamateurs et les cibistes qui, considérant le peu de temps relatif d’exposition aux rayonnements HF, ne courent aucun risque.
Bien différentes seraient les conséquences, pour une personne qui demeurerait durant une longue période près d’une antenne d’émission rayonnant des signaux HF avec une puissance se chiffrant en centaines ou en milliers de watts.
L’intensité des effets nocifs augmente proportionnellement à la fréquence et à la puissance des champs électromagnétiques dans lequel une personne est baignée. A ce propos, un exemple est quotidiennement sous les yeux de tout le monde : celui des fours à microondes qui fonctionnent sur des fréquences comprises entre 2 et 3 GHz et peuvent porter un liquide à ébullition en quelques secondes et cuire de la viande en quelques minutes. Imaginons que notre environnement devienne un immense four à microondes !
La limite maximale du rayonnement ne doit pas dépasser 6 volts/mètre.
Au regard de ces 6 volts/mètre, il y a une ignorance qui frôle l’absurde. En fait, de nombreuses revues donnent comme limite maximale 6 watts/mètre2, parce qu’ils confondent les watts avec les volts et, par incompétence, affirment que cela correspond à 0,01 ampère/mètre.
En réalité, un signal de 6 watts/mètre2 correspondrait à une tension de 47,5 volts/mètre qui serait équivalente à environ 0,126 ampère/mètre.
Nous avons lu récemment que cette valeur de tension était relevée à une distance de 1 mètre de l’antenne d’émission. A ce propos, nous aimerions apprendre, de la bouche des auteurs, comment une personne a pu grimper sur le pylône d’un relais téléphonique pour effectuer un tel relevé !
Dans d’autres cas, il est affirmé que pour mesurer cette tension, il faut se procurer une plaque métallique de 1 mètre2 et mesurer, avec un voltmètre électronique, l’intensité du signal capté par cette plaque. Ce système de mesure des volts/mètre est complètement erroné !
Comme nous sommes en droit et que c’est notre légitime désir que de vivre sans crainte de recevoir une overdose de signaux provenant des relais pour radio FM, télévision ou téléphone, qui ces dernières années poussent comme des champignons, même à quelque pas de notre domicile, nous avons décidé d’étudier un instrument en mesure de quantifier l’intensité des signaux HF.
La mesure des volts/mètre
Tout le monde sait qu’un émetteur rayonne dans l’espace le signal HF par l’intermédiaire d’une antenne et que plus la puissance en watts est importante, plus forte est l’intensité du signal rayonné.
Ainsi, plus on se trouve proche de l’antenne, plus l’intensité du champ est importante et plus on s’en éloigne, plus cette intensité s’atténue.
Tous les installateurs d’antennes TV savent, par expérience, que plus on s’éloigne de la station émettrice, plus le signal arrive atténué et que pour le porter à sa valeur optimale, il est nécessaire d’installer des antennes avec un gain important et si cela ne suffit pas, il faut également prévoir de l’amplifier.
Pour évaluer l’intensité des signaux HF on a adopté comme unité de mesure le volt/mètre, mais il existe bien peu d’explications sur la façon de faire la mesure.
Pour obtenir cette tension de référence, il faut prendre deux plaques de cuivre ou d’aluminium de dimensions de 1 mètre/carré et les séparer d’un mètre exactement (voir figure 1).
Ces deux plaques sont ensuite placées dans une cage de Faraday, afin d’éviter que l’antenne à laquelle elles sont reliées ne capte des signaux HF provenant de sources externes.
A ces deux plaques, on applique un signal HF équilibré variable de 1 MHz à 3 GHz, puis au centre des deux plaques, est placée une petite antenne destinée à capter le signal rayonné par les deux plaques.
Le signal ainsi capté, doit être amplifié de manière à ce que l’on puisse lire sur un instrument de mesure la valeur moyenne de la tension HF appliquée sur les plaques.
Cela veut dire que si nous appliquons un signal HF de 1 volt efficace sur les plaques, l’instrument devra indiquer 1 volt/mètre, si nous appliquons un signal HF de 5 volts, l’instrument devra indiquer 5 volts/mètre et si nous appliquons un signal HF de 10 volts, l’instrument devra indiquer 10 volts/mètre.
Connaissant la valeur de la tension, il est possible d’en déduire la valeur en watt/mètre2 et la valeur en ampère/mètre en utilisant ces deux simples formules :
watt/mètre2 = (volt/mètre x volt/mètre) : 377
ampère/mètre = volt/mètre : 377
Note : le nombre 377, présent dans ces formules, est l’impédance caractéristique de l’espace vide.
Ainsi, une tension de 6 volts/mètre correspond 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 valeur de 0,1 watt/mètre2 et 0,016 ampère /mètre.
Dans le tableau 1 sont indiquées les valeurs exprimées en watt/mètre2 et ampère/mètre par rapport à la valeur volt/mètre.
Il a été prouvé scientifiquement qu’un être humain peut demeurer exposé à un champ HF de 6 volts/mètre durant des années sans aucune conséquence.
Plus la valeur en volts/mètre augmente, plus la durée d’exposition doit être réduite. En fait, les limites entre lesquelles on peut rester exposé durant une journée entière ne devraient pas dépasser les 25 volts/mètre.
L’instrument que nous vous proposons de réaliser est en mesure de quantifier un champ électrique quelconque compris entre 1 mégahertz et un maximum de 3 gigahertz. Même s’il n’a pas la prétention de concurrencer les appareils professionnels coûtant plusieurs centaines de milliers de francs, nous pouvons vous assurer qu’il est en mesure de fournir des mesures suffisamment précises, grâce auxquelles vous pourrez évaluer si le niveau des signaux HF qui vous entourent, se situe dans la norme ou non.
Il nous semble honnête de vous signaler que même les instruments professionnels, si coûteux, ont néanmoins des tolérances élevées. Nous avons pu le constater personnellement car, pour étalonner nos prototypes, nous nous sommes fait prêter ces appareils par trois fabricants différents.
En effectuant des mesures, à partir d’un même point, sur les signaux rayonnés par un relais, un de ces instruments indiquait 5,9 volts/mètre, le second donnait 5,3 volts/mètre et le troisième 4,9 volts/mètre.
Sachant que l’intensité du champ du signal rayonné était de 5,3 volts/mètre, le premier mesurait 10 % de plus que la valeur réelle et le troisième 10 % de moins. Nous en avons tiré comme conclusion que tous ces instruments avaient une tolérance de ±10 %.
Figure 1 : La mesure des volts/mètre est obtenue en appliquant une tension HF efficace sur deux plaques métalliques d’une surface de 1 mètre2, distantes de 1 mètre l’une de l’autre. En plaçant une antenne au centre du montage, le signal capté sera amplifié, afin de lire sur un voltmètre la valeur moyenne de la tension appliquée sur les deux plaques. Pour réaliser un instrument capable de mesurer la pollution électromagnétique, il est indispensable d’utiliser un module préamplificateur à large bande en mesure d’amplifier de façon logarithmique un signal HF d’un minimum de 1 MHz jusqu’à un maximum de 3 GHz.
Tableau 1
Figure 2 : Avec cet instrument, vous pouvez immédiatement savoir si les relais installés près de chez vous dépassent les 6 volts/mètre.
Schéma électrique
Le secret pour faire fonctionner cet instrument, est renfermé dans le module CMS référencé IC1, qui est un Logarithmic Amplifier Detector (détecteur amplificateur logarithmique) en mesure de détecter un signal HF quelconque entre 1 MHz et 3 GHz avec une linéarité en fréquence optimale.
Ce module est alimenté avec une tension stabilisée de 5 volts positifs, il est donc possible de prélever de sa broche de sortie 2, une tension continue proportionnelle à l’intensité du champ HF capté par l’antenne.
L’augmentation de la tension en sortie est de 18 millivolts pour chaque dB de variation.
La faible tension fournie par le module IC1 est appliquée sur l’entrée non-inverseuse du premier amplificateur opérationnel IC2/B, qui procède à son amplification de 5,7 fois. La tension présente sur sa sortie est envoyée, à travers R9, sur la broche 7 de IC3.
Ce dernier est un microcontrôleur ST62T01 programmé, qui convertit cette tension en valeurs exprimées en volt/mètre, ampère/mètre ou bien watt/mètre2. Ces données sont envoyées sous forme de série sur les broches 21 et 22 du circuit intégré IC5.
Elles sont ensuite visualisées sur l’afficheur LCD.
Même si de la sortie du module IC1 se produit une tension proportionnelle à l’intensité du champ capté, il faut toujours considérer la tolérance des résistances et la tension d’offset de l’amplificateur opérationnel IC2/B. Ainsi, pour obtenir des mesures cohérentes, le circuit sera réglé en agissant sur le trimmer R2 relié, à travers les résistances R7 et R8, à la broche inverseuse 2 de IC2/B.
La tension négative de 2,5 volts nécessaire pour alimenter le broche 4 de IC2/B, est obtenue en redressant, avec DS5 et DS6, le signal carré de 2600 Hz présent sur la broche 13 de IC3.
Comme vous pouvez le noter en observant le schéma électrique de la figure 3, l’interrupteur qui sélectionne l’échelle à visualiser, est relié à un diviseur de tension composé de trois résistances.
Les résistances R12 et R13 reliées à la broche 9 de IC3, peuvent êtres mises en court-circuit à la masse par l’intermédiaire de l’inverseur à trois positions S1.
En positionnant S1 de façon à relier la résistance R13 à la masse, nous visualiserons sur l’afficheur les volts/ mètre (champ électrique).
Le levier de S1 placé en position centrale, de façon à ne relier à la masse aucune résistance, sur l’afficheur les valeurs seront exprimées en ampères/mètre (champ magnétique).
S1 positionné de façon à relier à la masse la broche 9 de IC3, les valeurs lues sur l’afficheur seront exprimées en watt/mètre2 (densité de la puissance).
Le second amplificateur opérationnel IC2/A est utilisé pour faire apparaître sur l’afficheur l’inscription “Lobat” (Low batterie), lorsqu’il est nécessaire de changer la pile.
Lorsque la tension de la pile descend au-dessous de 7,6 volts, sur la sortie de l’amplificateur opérationnel IC1/A nous aurons un niveau logique 0. Ce niveau entre sur la broche 8 du microcontrôleur IC3 qui fait apparaître sur l’afficheur le message “Lobat”.
Figure 3 : Schéma électrique de l’appareil de mesure de pollution électromagnétique HF. Le gain de l’étage IC2/B a été calculé pour les dimensions de l’antenne utilisée dans cette description. En agissant sur l’inverseur S1, vous pouvez mesurer soit les volts/mètre, soit les ampères/mètre, soit les watts/mètre2.
Figure 4 : Plan d’implantation des composants du détecteur de pollution électromagnétique. Les trois fils S, M et +V, sont reliés au module IC1 comme cela est visible sur le dessin représenté sur la figure 11.
Figure 5 : Dans de nombreuses localités, des relais sont installés très près des habitations, mais peu de gens savent que ceux-ci rayonnent des puissances supérieures à celles normalement admises, à savoir 6 volts/mètre.
Figure 6 : Le circuit de la figure 4 du côté opposé. Avant de fixer l’afficheur, contrôlez que son repère-détrompeur est bien orienté vers la gauche.
Figure 7 : Avant de souder les broches des connecteurs de l’afficheur, il faut positionner le circuit imprimé à l’intérieur du coffret puis appuyer vers le bas l’afficheur. Le module IC1 ne sera inséré dans la rainure située sur ce que l’on désignera comme l’avant du coffret plastique, qu’après avoir monté dans les deux trous, les deux entretoises métalliques qui serviront à la fixation de l’antenne.
Figure 8 : Photo du module préamplificateur IC1, avec le circuit imprimé d’antenne déjà fixé.
Figure 9 : Dans les trous centraux du module IC1, seront montées deux entretoises métalliques.
L’écrou est placé sur la partie interne du module (voir figure 7).
Figure 10 : Le circuit imprimé est fixé à l’intérieur du coffret avec les écrous des inverseurs S1 et S2. Si le module IC1 devait bouger, vous pouvez le fixer dans la rainure avec une goutte de colle.
Figure 11 : Dans l’espace visible en bas du coffret, il faut placer une pile de 9 volts.
Veillez avec attention à ne pas inverser la polarité des trois fils S, M et +V lorsque vous les relierez aux broches situées sur le module IC1. Une erreur entraînerait la destruction du module.
Figure 12 : Voici comment se présente le coffret de l’appareil de mesure de la pollution électromagnétique, avec son antenne déjà fixée. Entre les deux inverseurs S1 et S2, sera appliqué la petite étiquette adhésive avec les indications W/m2, A/m et V/m.
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.
Liste des composants du “polluomètre HF”
R1 = 8,2 kΩ
R2 = 2,2 kΩ trimmer
R3 = 27 kΩ
R4 = 47 kΩ
R5 = 220 kΩ
R6 = 1 kΩ
R7 = 10 kΩ 1 %
R8 = 47 kΩ 1 %
R9 = 1 kΩ
R10 = 47 kΩ
R11 = 10 kΩ
R12 = 4,7 kΩ
R13 = 18 kΩ
R14 = 47 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 100 nF polyester
C3 = 100 nF polyester
C4 = 180 pF céramique
C5 = 100 nF polyester
C6 = 10 μF électrolytique
C7 = 10 μF électrolytique
C8 = 1 μF électrolytique
C9 = 22 pF céramique
C10 = 22 pF céramique
C11 = 100 nF polyester
C12 = 10 μF électrolytique
C13 = 47 μF électrolytique
C14 = 100 nF polyester
C15 = 10 nF polyester
XTAL = Quartz 8 MHz
DS1-DS6 = Diode 1N4148
IC1 = Module KM.1436
IC2 = Intégré TL082
IC3 = μcontrôleur ST62T01 préprogrammé (EP.1435)
IC4 = Régulateur MC78L05
IC5 = Intégré MM5452
LCD = Afficheur S5018
S1 = Inverseur 3 pos.
S2 = Inverseur 2 pos.
Réalisation pratique
L’électronicien confirmé ne nous tiendra pas rigueur des explications détaillées qui suivent : elles sont destinées au débutant. Il pourra s’en affranchir et pratiquer selon son habitude.
Si vous suivez toutes nos instructions, vous ne rencontrerez aucune difficulté dans le montage de ce mesureur de pollution HF.
Pour commencer, nous vous conseillons d’insérer les trois supports des circuits intégrés IC2, IC3 et IC4 sur le circuit imprimé. Cette opération terminée, insérez sur le côté opposé du circuit imprimé les deux inverseurs à levier S1 et S2 en plaçant sur le côté gauche celui à trois positions comme cela est représenté sur la figure 6.
Avant de souder les broches sur le circuit imprimé, contrôlez que l’inverseur S1 à trois positions est effectivement connecté à gauche.
Cette opération terminée, prenez l’afficheur LCD et insérez-le dans les deux connecteurs femelles que vous utiliserez comme support.
Insérez ces deux connecteurs dans les trous présents sur le circuit imprimé, mais ne les soudez pas, car avant, il est préférable d’installer le circuit imprimé à l’intérieur du coffret, en le fixant provisoirement à l’aide des deux écrous des inverseurs S1 et S2.
A ce point, vous devez pousser vers le bas le corps de l’afficheur, de manière à ce que sa partie antérieure sorte complètement de la fenêtre située sur le couvercle du coffret (voir figure 7).
Cette condition étant obtenue, vous pouvez, en premier, souder deux broches latérales seulement du connecteur de manière que les autres 40 broches restantes ne puissent pas bouger.
Important : L’afficheur est monté sur le circuit imprimé en prenant soin d’orienter son repère de positionnement vers la gauche comme cela est indiqué sur la figure 6. Ce repère presque toujours constitué par une petite protubérance en verre présente sur un seul coté du corps de l’afficheur.
Par fois, en correspondance de ce repère, sur le cadre interne nous trouvons également le signe <.
Si vous avez soudé toutes les broches et que vous vous rendez compte que ce repère est orienté dans le sens opposé à celui requit (la fameuse loi de Murphy*), il vous faudra retirer l’afficheur de ses deux connecteurs sans courir le risque de casser le verre. La solution la plus efficace consiste à insérer une lame de couteau à bout rond entre le corps de l’afficheur et le circuit imprimé afin de faire levier et de le soulever de quelques millimètres. Cette opération sera répétée sur le côté opposé, jusqu’à extraction complète de l’afficheur.
Poursuivons le montage, par la mise en place de toutes les résistances, puis les diodes, en orientant vers le haut la bague noire qui sert de repère de positionnement pour DS1, DS2, DS3, DS4 et DS5 et vers le bas celle de la diode DS6 comme vous pouvez le voir sur la figure 4.
Près du circuit intégré IC3, montez les deux condensateurs céramiques C9 et C10 et le quartz en le plaçant en position horizontale.
Après ces composants, soudez le trimmer R2 sur le circuit imprimé, puis tous les condensateurs électrolytiques (en respectant la polarité de leurs pattes le positif est la patte longue) et les condensateurs polyester.
Les trois condensateurs électrolytiques C6, C12 et C13 sont soudés horizontalement car, dans le cas contraire, vous ne parviendrez pas à fermer le coffret.
Soudez le régulateur de tension IC4 en orientant la partie plate de son boîtier vers le trimmer R2.
Pour compléter le montage, soudez la prise pour la pile et insérez les trois circuits intégrés sur leur support respectif en veillant à orienter leur repère-détrompeur en forme de “U” vers la gauche pour IC2 et IC3 et vers la droite pour IC5.
Le circuit peut à présent être installé dans son coffret plastique.
A ce moment, vous pouvez prendre le module précâblé en CMS référencé IC1, et monter dans ses deux trous centraux, les entretoises métalliques qui vous serviront à la fixation de l’antenne.
Ce module a la taille et remplace la face avant du coffret comme on peut le voir sur la figure 11.
Lorsque vous connecterez les trois fils du module IC1 au circuit imprimé LX.1435, faite attention à ne pas les intervertir afin de ne pas détruire le circuit intégré CMS.
Comme pour chaque montage que nous décrivons, vérifiez scrupuleusement que chaque composant se trouve bien à sa place et avec la bonne orientation pour ceux qui sont polarisés.
Contrôlez également qu’il n’existe aucun pont ou grain de soudure entre les pistes côté cuivre.
* La loi de Murphy : Chaque fois qu’une tartine beurrée tombe sur le sol, elle tombe toujours du côté du beurre. Appliqué à l’électronicien : Chaque fois que l’on soude un circuit intégré 40 pattes, c’est toujours à la 40ème que l’on se rend compte qu’il est monté dans le mauvais sens !
Réglage du circuit
Le montage étant terminé, il faut passer au réglage du trimmer R2 et c’est une opération vraiment simple.
Pour effectuer cette opération, vous devez vous installer à au moins 1 kilomètre d’un quelconque relais de télévision ou téléphonie. La solution la plus simple, est celle de prendre la voiture et de s’installer quelque part en pleine campagne !
Lorsque vous aurez trouvé l’endroit idéal, mettez le circuit sous tension et tournez tout d’abord le trimmer R2 de façon à lire sur l’afficheur un nombre quelconque, par exemple 1,5 ou 2,4 volts/mètre. Tournez ensuite lentement le curseur en sens inverse, jusqu’à faire descendre cette valeur à 0,1 volt/mètre.
A ce point, tournez encore un peu le curseur du trimmer jusqu’au moment ou vous lirez 0,0 volt/mètre sur l’afficheur.
Si vous continuez encore à tourner le curseur du trimmer, l’affichage restera toujours 0,0 mais l’étalonnage sera faux. Si vous pensez être allé trop loin, retournez sur 0,1 volt/mètre et recommencez l’opération.
Si vous notez que le dernier chiffre de l’afficheur oscille de 0,0 à 0,1, ne vous en préoccupez pas, car l’unique inconvénient revient à lire une tension égale au bruit de fond dû à la HF.
Concrètement, si, lors d’une mesure, l’instrument indique une tension de 4,2 volts/mètre et que la valeur réelle est de 4,0 volts/mètre seulement, cette différence n’est pas déterminante.
Il faut vraiment commencer à être préoccupé dès lors que, dans votre habitation, vous relevez des valeurs de 6 ou 7 volts/mètre constants durant 24 heures consécutives.
Les effets négatifs de la pollution électromagnétique
Nonobstant la multitude de recherches expérimentales, il n’existe pas encore de données certaines qui démontrent le réel danger des champs électromagnétiques, toutefois préventivement ont été fixées des limites précises “de sécurité” qu’il est conseillé de ne pas dépasser.
Il existe aussi les exceptions, en fait, il a été constaté que certaines fréquences, entrecoupées de pauses bien précises, du type de celles utilisées dans tous les appareils de magnétothérapie et dans d’autres appareils électromédicaux, ont des effets bénéfiques sur les cellules de notre organisme.
Pour mesurer la pollution électromagnétique il est nécessaire de disposer de deux instruments, un pour la BF et un pour la HF.
Pour les basses fréquences, inférieures à 500 Hz, le champ électromagnétique exprimé en microtesla peut être facilement mesuré avec un appareil comme le LX.1310. Il en est de même pour le champ électromagnétique rayonné par les lignes électriques haute tension.
Pour les hautes fréquences, comprises entre 1 MHz et un maximum de 3 GHz, l’intensité du champ électrique exprimé en volt/mètre peut être mesuré avec le LX.1435 proposé aujourd’hui. Précisons que cet instrument ne détecte que le champ électromagnétique rayonné par les antennes d’émission.
Il faut savoir que les effets néfastes que pourraient provoquer les radiations électromagnétiques, ont été définis à la suite d’expériences effectuées sur divers animaux.
Les effets biologiques observés sont des altérations neurocomportementales et des lésions aux structures oculaires, apparitions de leucémies, tumeurs aux poumons, aux mamelles, aux testicules, au système nerveux, etc.
Ainsi, on suppose que si les sujets les plus faibles, comme par exemple les enfants, les personnes âgées ou malades, sont exposés durant de longues périodes aux valeurs maximales, ils peuvent courir des risques réels.
Certains chercheurs affirment qu’il pourrait exister également une relation entre l’exposition à d’intenses champs électromagnétiques et des effets neurologiques comme, par exemple, les syndromes dépressifs, la maladie Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose amyotrophique et la leucémie, mais ces affirmations sont encore à démontrer avec certitude.
Grâce à l’utilisation de cet appareil de mesures, tout le monde a maintenant la possibilité de mesurer l’intensité des champs électriques de haute fréquence présente dans son environnement.
Comment utiliser cet instrument ?
Pour utiliser cet instrument, il faut un peu de pratique et savoir qu’un signal est rayonné dans l’espace soit avec une polarisation verticale soit avec une polarisation horizontale.
Si l’antenne émettrice rayonne un signal avec une polarisation verticale, le signal maximum sera capté en tenant l’antenne de réception en position verticale, si l’antenne d’émission rayonne un signal en polarisation horizontale, le signal maximum sera capté en tenant l’antenne de réception en position horizontale.
Ceci sert à comprendre pourquoi en basculant notre détecteur, donc son antenne étalement, de la position verticale à la position horizontale ou vice-versa, on peut lire des valeurs notablement différentes.
L’antenne réceptrice de l’instrument doit toujours être dirigée en direction de l’endroit où se trouve la source d’émission. Comme on ne peut pas toujours connaître cette direction, il suffit de tourner l’instrument pour la déterminer.
Pour résumer, lorsque vous effectuez une mesure, passez d’abord de la position verticale à la position horizontale pour trouver la valeur la plus forte.
Ensuite, tournez sur vous-même jusqu’à trouver l’indication maximum.
Comme vous pourrez le constater, la mesure des volts/mètre ne reste jamais stable, car de nombreux relais téléphoniques peuvent comporter plusieurs transmetteurs qui entrent en fonctionnement puis s’arrêtent. Ainsi, il est normal de voir descendre soudainement une tension de 3,5 à 3,2 volts/mètre ou augmenter vers 4,6 volts/mètre.
L’appareil additionnant tous les signaux HF que l’antenne capte, il n’est pas dit que si la valeur mesurée dépasse les 6 volts/mètre durant quelques minutes, la faute incombe à l’émetteur ou au relais que vous voulez contrôler, car à proximité, il pourrait y avoir un utilisateur de CB ou un radioamateur ou même un téléphone portable en fonctionnement.
Un téléphone portable situé à une distance d’environ 10 mètres de l’instrument peut provoquer une augmentation de la tension jusqu’à 15 volts /mètre et, placé très près de l’antenne, il peut faire monter la tension jusqu’à 25 volts/mètre. Cela ne doit pas vous préoccuper, car les téléphones portables GSM transmettent de rapides paquets d’impulsions numériques entrecoupés de pauses et l’instrument, pour pouvoir les détecter, effectue 32 lectures en un temps de 0,4 seconde, puis sélectionne l’amplitude maximum de chaque paquet envoyé vers le relais radio.
Comme nous l’avons déjà évoqué, même si ces niveaux dépassent les valeurs maximales pour 10 ou 15 minutes, ils ne sont en rien dangereux.
Sont, par contre, à considérer comme dangereux, les signaux qui demeurent sur des niveaux maximums durant plusieurs jours.
En effectuant des contrôles à proximité de relais, nous avons noté que la majeure partie de ceux-ci émettait des signaux qui ne dépassaient jamais les 4,4 volts/mètre, mais nous avons également trouvé des relais qui, durant la journée entière, émettaient des signaux dont la valeur ne descendait jamais au-dessous des 9 volts/mètre et qui par fois grimpaient sur des valeurs de 10,2 à 10,5 volts/mètre.
Évidemment, ces relais émettent en dehors de la norme.
En réalisant ces contrôles, vous noterez par fois, à proximité d’un relais, disons une valeur d’environ 3 volts /mètre et en s’éloignant à 200 ou 300 mètres, le signal au lieu de s’atténuer, augmentera jusqu’à des valeurs disons d’environ 4 à 5 volts/mètre.
Cette augmentation, peut dépendre du lobe de rayonnement de l’antenne émettrice (voir figure 14 et 15), mais également de la réflexion du signal HF qui peut parvenir en phase avec l’antenne de l’instrument.
Figure 14 : La puissance mesurée près du pylône d’un relais peut être inférieure à celle mesurée à une centaine de mètres, car tout dépend du lobe de rayonnement des antennes émettrices. Si vous voyez le signal varier d’intensité, vous pouvez être sûr que vous avez près de vous un ou plusieurs téléphones portables en fonctionnement.
Figure 15 : Même sur le plan horizontal, vous pouvez noter certaines différences importantes en volts/mètre, causées par les lobes de rayonnement de toutes les différentes antennes fixées sur le pylône.
Conclusion
En réalisant cet appareil, vous serez en mesure de contrôler la pollution électromagnétique de votre environnement.
Outre les informations qu’il vous donne, il sera une précieuse aide à la décision avant un achat ou une location d’appartement ou de maison par exemple.
L’expression “pollution électromagnétique” est désormais entrée dans le langage commun. Depuis ces dernières années, nous sommes de plus en plus exposés à d’intenses champs magnétiques haute fréquence, provenant du rayonnement des relais de télévision, de radio FM, de téléphonie sans fil, etc.
De nombreux chercheurs se sont mis à l’étude de ce phénomène pour en vérifier les effets biologiques sur l’organisme humain et, également, pour déterminer le niveau des valeurs maximales supportable sans courir aucun risque.
Les valeurs actuellement reconnues sont fixées par des limites précises entre lesquelles un être humain, sain, peut rester exposé sans conséquence. Faire respecter ces limites, lorsqu’elles sont dépassées, est extrêmement difficile en raison des intérêts financiers en jeux.
Même si les organismes compétents affirment que tous les responsables d’émissions, quelles qu’elles soient, sont assujettis à la réglementation en vigueur, avez-vous déjà vu quelqu’un contrôlant périodiquement ces émissions ?
Il ne faut pas se leurrer. Si après une première vérification rigoureuse de la part des services concernés, la puissance d’un émetteur ou d’un relais est augmentée abusivement pour étendre l’aire de couverture, personne n’en saura rien et les limites acceptables seront dépassées sans qu’aucune mesure ne soit prise.
En effet, l’augmentation de la puissance a un coût infiniment moins élevé que l’installation d’un nouveau relais.
Regardons un aspect incongru de la pollution électromagnétique.
Depuis quelque temps, dans les hôpitaux, nous voyons apparaître, bien en évidence, des panneaux indiquant qu’il est strictement interdit d’allumer les téléphones portables pour éviter que leurs signaux n’interfèrent avec les appareillages sophistiqués utilisés dans certains services. Si vous faites bien attention, dans de nombreuses localités, vous verrez, installés très près de ces mêmes hôpitaux, des relais téléphoniques qui fonctionnent de façon ininterrompue, 24 heures sur 24, et qui rayonnent des puissances beaucoup plus importantes qu’un téléphone portable traditionnel !
Non seulement de nombreux relais sont installés près des hôpitaux ou dans des zones à forte densité de population faisant ainsi courir des risques à notre santé mais, en plus, ils peuvent perturber les téléviseurs et, dans certains cas, provoquer des déclenchements intempestifs de certaines alarmes électroniques.
De nombreux relais téléphoniques sont installés sur les toits d’immeubles habités sans que personne ne s’inquiète que ceux qui y habitent soient perpétuellement bombardés par des signaux HF qui ne se sentent pas et ne se voient pas.
Même si l’attention des chercheurs s’est concentrée sur les effets néfastes de tels signaux sur l’organisme humain sain, personne, à notre connaissance, ne s’est encore préoccupé des risques encourus par les porteurs de stimulateurs cardiaques.
Si ces derniers entrent dans un champ HF intense, leur appareillage délicat peut se mettre à fonctionner de manière anormale.
Il en est de même pour les utilisateurs d’appareils acoustiques, qui recevront des perturbations rendant l’écoute désagréable et difficile.
Néanmoins, pour ne pas vous alarmer inutilement, précisons que les effets du rayonnement des champs HF sont proportionnels à leur puissance et au temps d’exposition.
Pour faire une comparaison, nous pouvons prendre comme terme de référence le soleil.
Si, en plein mois d’août, nous nous exposions aux rayons du soleil durant 6 ou 7 heures consécutives, le soir nous aurions le corps complètement brûlé. Si, au lieu ce cela, nous ne restons exposés que de courtes périodes, nous bronzerons sans risque.
En disant cela, nous voulons rassurer tous les utilisateurs de téléphones portables, les radioamateurs et les cibistes qui, considérant le peu de temps relatif d’exposition aux rayonnements HF, ne courent aucun risque.
Bien différentes seraient les conséquences, pour une personne qui demeurerait durant une longue période près d’une antenne d’émission rayonnant des signaux HF avec une puissance se chiffrant en centaines ou en milliers de watts.
L’intensité des effets nocifs augmente proportionnellement à la fréquence et à la puissance des champs électromagnétiques dans lequel une personne est baignée. A ce propos, un exemple est quotidiennement sous les yeux de tout le monde : celui des fours à microondes qui fonctionnent sur des fréquences comprises entre 2 et 3 GHz et peuvent porter un liquide à ébullition en quelques secondes et cuire de la viande en quelques minutes. Imaginons que notre environnement devienne un immense four à microondes !
La limite maximale du rayonnement ne doit pas dépasser 6 volts/mètre.
Au regard de ces 6 volts/mètre, il y a une ignorance qui frôle l’absurde. En fait, de nombreuses revues donnent comme limite maximale 6 watts/mètre2, parce qu’ils confondent les watts avec les volts et, par incompétence, affirment que cela correspond à 0,01 ampère/mètre.
En réalité, un signal de 6 watts/mètre2 correspondrait à une tension de 47,5 volts/mètre qui serait équivalente à environ 0,126 ampère/mètre.
Nous avons lu récemment que cette valeur de tension était relevée à une distance de 1 mètre de l’antenne d’émission. A ce propos, nous aimerions apprendre, de la bouche des auteurs, comment une personne a pu grimper sur le pylône d’un relais téléphonique pour effectuer un tel relevé !
Dans d’autres cas, il est affirmé que pour mesurer cette tension, il faut se procurer une plaque métallique de 1 mètre2 et mesurer, avec un voltmètre électronique, l’intensité du signal capté par cette plaque. Ce système de mesure des volts/mètre est complètement erroné !
Comme nous sommes en droit et que c’est notre légitime désir que de vivre sans crainte de recevoir une overdose de signaux provenant des relais pour radio FM, télévision ou téléphone, qui ces dernières années poussent comme des champignons, même à quelque pas de notre domicile, nous avons décidé d’étudier un instrument en mesure de quantifier l’intensité des signaux HF.
La mesure des volts/mètre
Tout le monde sait qu’un émetteur rayonne dans l’espace le signal HF par l’intermédiaire d’une antenne et que plus la puissance en watts est importante, plus forte est l’intensité du signal rayonné.
Ainsi, plus on se trouve proche de l’antenne, plus l’intensité du champ est importante et plus on s’en éloigne, plus cette intensité s’atténue.
Tous les installateurs d’antennes TV savent, par expérience, que plus on s’éloigne de la station émettrice, plus le signal arrive atténué et que pour le porter à sa valeur optimale, il est nécessaire d’installer des antennes avec un gain important et si cela ne suffit pas, il faut également prévoir de l’amplifier.
Pour évaluer l’intensité des signaux HF on a adopté comme unité de mesure le volt/mètre, mais il existe bien peu d’explications sur la façon de faire la mesure.
Pour obtenir cette tension de référence, il faut prendre deux plaques de cuivre ou d’aluminium de dimensions de 1 mètre/carré et les séparer d’un mètre exactement (voir figure 1).
Ces deux plaques sont ensuite placées dans une cage de Faraday, afin d’éviter que l’antenne à laquelle elles sont reliées ne capte des signaux HF provenant de sources externes.
A ces deux plaques, on applique un signal HF équilibré variable de 1 MHz à 3 GHz, puis au centre des deux plaques, est placée une petite antenne destinée à capter le signal rayonné par les deux plaques.
Le signal ainsi capté, doit être amplifié de manière à ce que l’on puisse lire sur un instrument de mesure la valeur moyenne de la tension HF appliquée sur les plaques.
Cela veut dire que si nous appliquons un signal HF de 1 volt efficace sur les plaques, l’instrument devra indiquer 1 volt/mètre, si nous appliquons un signal HF de 5 volts, l’instrument devra indiquer 5 volts/mètre et si nous appliquons un signal HF de 10 volts, l’instrument devra indiquer 10 volts/mètre.
Connaissant la valeur de la tension, il est possible d’en déduire la valeur en watt/mètre2 et la valeur en ampère/mètre en utilisant ces deux simples formules :
Note : le nombre 377, présent dans ces formules, est l’impédance caractéristique de l’espace vide.
Ainsi, une tension de 6 volts/mètre correspond à :
qui sont équivalents à :
Ces chiffres sont arrondis à la valeur de 0,1 watt/mètre2 et 0,016 ampère /mètre.
Dans le tableau 1 sont indiquées les valeurs exprimées en watt/mètre2 et ampère/mètre par rapport à la valeur volt/mètre.
Il a été prouvé scientifiquement qu’un être humain peut demeurer exposé à un champ HF de 6 volts/mètre durant des années sans aucune conséquence.
Plus la valeur en volts/mètre augmente, plus la durée d’exposition doit être réduite. En fait, les limites entre lesquelles on peut rester exposé durant une journée entière ne devraient pas dépasser les 25 volts/mètre.
L’instrument que nous vous proposons de réaliser est en mesure de quantifier un champ électrique quelconque compris entre 1 mégahertz et un maximum de 3 gigahertz. Même s’il n’a pas la prétention de concurrencer les appareils professionnels coûtant plusieurs centaines de milliers de francs, nous pouvons vous assurer qu’il est en mesure de fournir des mesures suffisamment précises, grâce auxquelles vous pourrez évaluer si le niveau des signaux HF qui vous entourent, se situe dans la norme ou non.
Il nous semble honnête de vous signaler que même les instruments professionnels, si coûteux, ont néanmoins des tolérances élevées. Nous avons pu le constater personnellement car, pour étalonner nos prototypes, nous nous sommes fait prêter ces appareils par trois fabricants différents.
En effectuant des mesures, à partir d’un même point, sur les signaux rayonnés par un relais, un de ces instruments indiquait 5,9 volts/mètre, le second donnait 5,3 volts/mètre et le troisième 4,9 volts/mètre.
Sachant que l’intensité du champ du signal rayonné était de 5,3 volts/mètre, le premier mesurait 10 % de plus que la valeur réelle et le troisième 10 % de moins. Nous en avons tiré comme conclusion que tous ces instruments avaient une tolérance de ±10 %.
Figure 1 : La mesure des volts/mètre est obtenue en appliquant une tension HF efficace sur deux plaques métalliques d’une surface de 1 mètre2, distantes de 1 mètre l’une de l’autre. En plaçant une antenne au centre du montage, le signal capté sera amplifié, afin de lire sur un voltmètre la valeur moyenne de la tension appliquée sur les deux plaques. Pour réaliser un instrument capable de mesurer la pollution électromagnétique, il est indispensable d’utiliser un module préamplificateur à large bande en mesure d’amplifier de façon logarithmique un signal HF d’un minimum de 1 MHz jusqu’à un maximum de 3 GHz.Tableau 1
Figure 2 : Avec cet instrument, vous pouvez immédiatement savoir si les relais installés près de chez vous dépassent les 6 volts/mètre.Schéma électrique
Le secret pour faire fonctionner cet instrument, est renfermé dans le module CMS référencé IC1, qui est un Logarithmic Amplifier Detector (détecteur amplificateur logarithmique) en mesure de détecter un signal HF quelconque entre 1 MHz et 3 GHz avec une linéarité en fréquence optimale.
Ce module est alimenté avec une tension stabilisée de 5 volts positifs, il est donc possible de prélever de sa broche de sortie 2, une tension continue proportionnelle à l’intensité du champ HF capté par l’antenne.
L’augmentation de la tension en sortie est de 18 millivolts pour chaque dB de variation.
La faible tension fournie par le module IC1 est appliquée sur l’entrée non-inverseuse du premier amplificateur opérationnel IC2/B, qui procède à son amplification de 5,7 fois. La tension présente sur sa sortie est envoyée, à travers R9, sur la broche 7 de IC3.
Ce dernier est un microcontrôleur ST62T01 programmé, qui convertit cette tension en valeurs exprimées en volt/mètre, ampère/mètre ou bien watt/mètre2. Ces données sont envoyées sous forme de série sur les broches 21 et 22 du circuit intégré IC5.
Elles sont ensuite visualisées sur l’afficheur LCD.
Même si de la sortie du module IC1 se produit une tension proportionnelle à l’intensité du champ capté, il faut toujours considérer la tolérance des résistances et la tension d’offset de l’amplificateur opérationnel IC2/B. Ainsi, pour obtenir des mesures cohérentes, le circuit sera réglé en agissant sur le trimmer R2 relié, à travers les résistances R7 et R8, à la broche inverseuse 2 de IC2/B.
La tension négative de 2,5 volts nécessaire pour alimenter le broche 4 de IC2/B, est obtenue en redressant, avec DS5 et DS6, le signal carré de 2600 Hz présent sur la broche 13 de IC3.
Comme vous pouvez le noter en observant le schéma électrique de la figure 3, l’interrupteur qui sélectionne l’échelle à visualiser, est relié à un diviseur de tension composé de trois résistances.
Les résistances R12 et R13 reliées à la broche 9 de IC3, peuvent êtres mises en court-circuit à la masse par l’intermédiaire de l’inverseur à trois positions S1.
En positionnant S1 de façon à relier la résistance R13 à la masse, nous visualiserons sur l’afficheur les volts/ mètre (champ électrique).
Le levier de S1 placé en position centrale, de façon à ne relier à la masse aucune résistance, sur l’afficheur les valeurs seront exprimées en ampères/mètre (champ magnétique).
S1 positionné de façon à relier à la masse la broche 9 de IC3, les valeurs lues sur l’afficheur seront exprimées en watt/mètre2 (densité de la puissance).
Le second amplificateur opérationnel IC2/A est utilisé pour faire apparaître sur l’afficheur l’inscription “Lobat” (Low batterie), lorsqu’il est nécessaire de changer la pile.
Lorsque la tension de la pile descend au-dessous de 7,6 volts, sur la sortie de l’amplificateur opérationnel IC1/A nous aurons un niveau logique 0. Ce niveau entre sur la broche 8 du microcontrôleur IC3 qui fait apparaître sur l’afficheur le message “Lobat”.
Figure 3 : Schéma électrique de l’appareil de mesure de pollution électromagnétique HF. Le gain de l’étage IC2/B a été calculé pour les dimensions de l’antenne utilisée dans cette description. En agissant sur l’inverseur S1, vous pouvez mesurer soit les volts/mètre, soit les ampères/mètre, soit les watts/mètre2.
Figure 4 : Plan d’implantation des composants du détecteur de pollution électromagnétique. Les trois fils S, M et +V, sont reliés au module IC1 comme cela est visible sur le dessin représenté sur la figure 11.
Figure 5 : Dans de nombreuses localités, des relais sont installés très près des habitations, mais peu de gens savent que ceux-ci rayonnent des puissances supérieures à celles normalement admises, à savoir 6 volts/mètre.
Figure 6 : Le circuit de la figure 4 du côté opposé. Avant de fixer l’afficheur, contrôlez que son repère-détrompeur est bien orienté vers la gauche.
Figure 7 : Avant de souder les broches des connecteurs de l’afficheur, il faut positionner le circuit imprimé à l’intérieur du coffret puis appuyer vers le bas l’afficheur. Le module IC1 ne sera inséré dans la rainure située sur ce que l’on désignera comme l’avant du coffret plastique, qu’après avoir monté dans les deux trous, les deux entretoises métalliques qui serviront à la fixation de l’antenne.
Figure 8 : Photo du module préamplificateur IC1, avec le circuit imprimé d’antenne déjà fixé.
Figure 9 : Dans les trous centraux du module IC1, seront montées deux entretoises métalliques.L’écrou est placé sur la partie interne du module (voir figure 7).
Figure 10 : Le circuit imprimé est fixé à l’intérieur du coffret avec les écrous des inverseurs S1 et S2. Si le module IC1 devait bouger, vous pouvez le fixer dans la rainure avec une goutte de colle.
Figure 11 : Dans l’espace visible en bas du coffret, il faut placer une pile de 9 volts.Veillez avec attention à ne pas inverser la polarité des trois fils S, M et +V lorsque vous les relierez aux broches situées sur le module IC1. Une erreur entraînerait la destruction du module.
Figure 12 : Voici comment se présente le coffret de l’appareil de mesure de la pollution électromagnétique, avec son antenne déjà fixée. Entre les deux inverseurs S1 et S2, sera appliqué la petite étiquette adhésive avec les indications W/m2, A/m et V/m.
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.Liste des composants du “polluomètre HF”
R1 = 8,2 kΩ
R2 = 2,2 kΩ trimmer
R3 = 27 kΩ
R4 = 47 kΩ
R5 = 220 kΩ
R6 = 1 kΩ
R7 = 10 kΩ 1 %
R8 = 47 kΩ 1 %
R9 = 1 kΩ
R10 = 47 kΩ
R11 = 10 kΩ
R12 = 4,7 kΩ
R13 = 18 kΩ
R14 = 47 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 100 nF polyester
C3 = 100 nF polyester
C4 = 180 pF céramique
C5 = 100 nF polyester
C6 = 10 μF électrolytique
C7 = 10 μF électrolytique
C8 = 1 μF électrolytique
C9 = 22 pF céramique
C10 = 22 pF céramique
C11 = 100 nF polyester
C12 = 10 μF électrolytique
C13 = 47 μF électrolytique
C14 = 100 nF polyester
C15 = 10 nF polyester
XTAL = Quartz 8 MHz
DS1-DS6 = Diode 1N4148
IC1 = Module KM.1436
IC2 = Intégré TL082
IC3 = μcontrôleur ST62T01 préprogrammé (EP.1435)
IC4 = Régulateur MC78L05
IC5 = Intégré MM5452
LCD = Afficheur S5018
S1 = Inverseur 3 pos.
S2 = Inverseur 2 pos.
Réalisation pratique
L’électronicien confirmé ne nous tiendra pas rigueur des explications détaillées qui suivent : elles sont destinées au débutant. Il pourra s’en affranchir et pratiquer selon son habitude.
Si vous suivez toutes nos instructions, vous ne rencontrerez aucune difficulté dans le montage de ce mesureur de pollution HF.
Pour commencer, nous vous conseillons d’insérer les trois supports des circuits intégrés IC2, IC3 et IC4 sur le circuit imprimé. Cette opération terminée, insérez sur le côté opposé du circuit imprimé les deux inverseurs à levier S1 et S2 en plaçant sur le côté gauche celui à trois positions comme cela est représenté sur la figure 6.
Avant de souder les broches sur le circuit imprimé, contrôlez que l’inverseur S1 à trois positions est effectivement connecté à gauche.
Cette opération terminée, prenez l’afficheur LCD et insérez-le dans les deux connecteurs femelles que vous utiliserez comme support.
Insérez ces deux connecteurs dans les trous présents sur le circuit imprimé, mais ne les soudez pas, car avant, il est préférable d’installer le circuit imprimé à l’intérieur du coffret, en le fixant provisoirement à l’aide des deux écrous des inverseurs S1 et S2.
A ce point, vous devez pousser vers le bas le corps de l’afficheur, de manière à ce que sa partie antérieure sorte complètement de la fenêtre située sur le couvercle du coffret (voir figure 7).
Cette condition étant obtenue, vous pouvez, en premier, souder deux broches latérales seulement du connecteur de manière que les autres 40 broches restantes ne puissent pas bouger.
Important : L’afficheur est monté sur le circuit imprimé en prenant soin d’orienter son repère de positionnement vers la gauche comme cela est indiqué sur la figure 6. Ce repère presque toujours constitué par une petite protubérance en verre présente sur un seul coté du corps de l’afficheur.
Par fois, en correspondance de ce repère, sur le cadre interne nous trouvons également le signe <.
Si vous avez soudé toutes les broches et que vous vous rendez compte que ce repère est orienté dans le sens opposé à celui requit (la fameuse loi de Murphy*), il vous faudra retirer l’afficheur de ses deux connecteurs sans courir le risque de casser le verre. La solution la plus efficace consiste à insérer une lame de couteau à bout rond entre le corps de l’afficheur et le circuit imprimé afin de faire levier et de le soulever de quelques millimètres. Cette opération sera répétée sur le côté opposé, jusqu’à extraction complète de l’afficheur.
Poursuivons le montage, par la mise en place de toutes les résistances, puis les diodes, en orientant vers le haut la bague noire qui sert de repère de positionnement pour DS1, DS2, DS3, DS4 et DS5 et vers le bas celle de la diode DS6 comme vous pouvez le voir sur la figure 4.
Près du circuit intégré IC3, montez les deux condensateurs céramiques C9 et C10 et le quartz en le plaçant en position horizontale.
Après ces composants, soudez le trimmer R2 sur le circuit imprimé, puis tous les condensateurs électrolytiques (en respectant la polarité de leurs pattes le positif est la patte longue) et les condensateurs polyester.
Les trois condensateurs électrolytiques C6, C12 et C13 sont soudés horizontalement car, dans le cas contraire, vous ne parviendrez pas à fermer le coffret.
Soudez le régulateur de tension IC4 en orientant la partie plate de son boîtier vers le trimmer R2.
Pour compléter le montage, soudez la prise pour la pile et insérez les trois circuits intégrés sur leur support respectif en veillant à orienter leur repère-détrompeur en forme de “U” vers la gauche pour IC2 et IC3 et vers la droite pour IC5.
Le circuit peut à présent être installé dans son coffret plastique.
A ce moment, vous pouvez prendre le module précâblé en CMS référencé IC1, et monter dans ses deux trous centraux, les entretoises métalliques qui vous serviront à la fixation de l’antenne.
Ce module a la taille et remplace la face avant du coffret comme on peut le voir sur la figure 11.
Lorsque vous connecterez les trois fils du module IC1 au circuit imprimé LX.1435, faite attention à ne pas les intervertir afin de ne pas détruire le circuit intégré CMS.
Comme pour chaque montage que nous décrivons, vérifiez scrupuleusement que chaque composant se trouve bien à sa place et avec la bonne orientation pour ceux qui sont polarisés.
Contrôlez également qu’il n’existe aucun pont ou grain de soudure entre les pistes côté cuivre.
* La loi de Murphy : Chaque fois qu’une tartine beurrée tombe sur le sol, elle tombe toujours du côté du beurre. Appliqué à l’électronicien : Chaque fois que l’on soude un circuit intégré 40 pattes, c’est toujours à la 40ème que l’on se rend compte qu’il est monté dans le mauvais sens !
Réglage du circuit
Le montage étant terminé, il faut passer au réglage du trimmer R2 et c’est une opération vraiment simple.
Pour effectuer cette opération, vous devez vous installer à au moins 1 kilomètre d’un quelconque relais de télévision ou téléphonie. La solution la plus simple, est celle de prendre la voiture et de s’installer quelque part en pleine campagne !
Lorsque vous aurez trouvé l’endroit idéal, mettez le circuit sous tension et tournez tout d’abord le trimmer R2 de façon à lire sur l’afficheur un nombre quelconque, par exemple 1,5 ou 2,4 volts/mètre. Tournez ensuite lentement le curseur en sens inverse, jusqu’à faire descendre cette valeur à 0,1 volt/mètre.
A ce point, tournez encore un peu le curseur du trimmer jusqu’au moment ou vous lirez 0,0 volt/mètre sur l’afficheur.
Si vous continuez encore à tourner le curseur du trimmer, l’affichage restera toujours 0,0 mais l’étalonnage sera faux. Si vous pensez être allé trop loin, retournez sur 0,1 volt/mètre et recommencez l’opération.
Si vous notez que le dernier chiffre de l’afficheur oscille de 0,0 à 0,1, ne vous en préoccupez pas, car l’unique inconvénient revient à lire une tension égale au bruit de fond dû à la HF.
Concrètement, si, lors d’une mesure, l’instrument indique une tension de 4,2 volts/mètre et que la valeur réelle est de 4,0 volts/mètre seulement, cette différence n’est pas déterminante.
Il faut vraiment commencer à être préoccupé dès lors que, dans votre habitation, vous relevez des valeurs de 6 ou 7 volts/mètre constants durant 24 heures consécutives.
Les effets négatifs de la pollution électromagnétique
Nonobstant la multitude de recherches expérimentales, il n’existe pas encore de données certaines qui démontrent le réel danger des champs électromagnétiques, toutefois préventivement ont été fixées des limites précises “de sécurité” qu’il est conseillé de ne pas dépasser.
Il existe aussi les exceptions, en fait, il a été constaté que certaines fréquences, entrecoupées de pauses bien précises, du type de celles utilisées dans tous les appareils de magnétothérapie et dans d’autres appareils électromédicaux, ont des effets bénéfiques sur les cellules de notre organisme.
Pour mesurer la pollution électromagnétique il est nécessaire de disposer de deux instruments, un pour la BF et un pour la HF.
Pour les basses fréquences, inférieures à 500 Hz, le champ électromagnétique exprimé en microtesla peut être facilement mesuré avec un appareil comme le LX.1310. Il en est de même pour le champ électromagnétique rayonné par les lignes électriques haute tension.
Pour les hautes fréquences, comprises entre 1 MHz et un maximum de 3 GHz, l’intensité du champ électrique exprimé en volt/mètre peut être mesuré avec le LX.1435 proposé aujourd’hui. Précisons que cet instrument ne détecte que le champ électromagnétique rayonné par les antennes d’émission.
Il faut savoir que les effets néfastes que pourraient provoquer les radiations électromagnétiques, ont été définis à la suite d’expériences effectuées sur divers animaux.
Les effets biologiques observés sont des altérations neurocomportementales et des lésions aux structures oculaires, apparitions de leucémies, tumeurs aux poumons, aux mamelles, aux testicules, au système nerveux, etc.
Ainsi, on suppose que si les sujets les plus faibles, comme par exemple les enfants, les personnes âgées ou malades, sont exposés durant de longues périodes aux valeurs maximales, ils peuvent courir des risques réels.
Certains chercheurs affirment qu’il pourrait exister également une relation entre l’exposition à d’intenses champs électromagnétiques et des effets neurologiques comme, par exemple, les syndromes dépressifs, la maladie Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose amyotrophique et la leucémie, mais ces affirmations sont encore à démontrer avec certitude.
Grâce à l’utilisation de cet appareil de mesures, tout le monde a maintenant la possibilité de mesurer l’intensité des champs électriques de haute fréquence présente dans son environnement.
Comment utiliser cet instrument ?
Pour utiliser cet instrument, il faut un peu de pratique et savoir qu’un signal est rayonné dans l’espace soit avec une polarisation verticale soit avec une polarisation horizontale.
Si l’antenne émettrice rayonne un signal avec une polarisation verticale, le signal maximum sera capté en tenant l’antenne de réception en position verticale, si l’antenne d’émission rayonne un signal en polarisation horizontale, le signal maximum sera capté en tenant l’antenne de réception en position horizontale.
Ceci sert à comprendre pourquoi en basculant notre détecteur, donc son antenne étalement, de la position verticale à la position horizontale ou vice-versa, on peut lire des valeurs notablement différentes.
L’antenne réceptrice de l’instrument doit toujours être dirigée en direction de l’endroit où se trouve la source d’émission. Comme on ne peut pas toujours connaître cette direction, il suffit de tourner l’instrument pour la déterminer.
Pour résumer, lorsque vous effectuez une mesure, passez d’abord de la position verticale à la position horizontale pour trouver la valeur la plus forte.
Ensuite, tournez sur vous-même jusqu’à trouver l’indication maximum.
Comme vous pourrez le constater, la mesure des volts/mètre ne reste jamais stable, car de nombreux relais téléphoniques peuvent comporter plusieurs transmetteurs qui entrent en fonctionnement puis s’arrêtent. Ainsi, il est normal de voir descendre soudainement une tension de 3,5 à 3,2 volts/mètre ou augmenter vers 4,6 volts/mètre.
L’appareil additionnant tous les signaux HF que l’antenne capte, il n’est pas dit que si la valeur mesurée dépasse les 6 volts/mètre durant quelques minutes, la faute incombe à l’émetteur ou au relais que vous voulez contrôler, car à proximité, il pourrait y avoir un utilisateur de CB ou un radioamateur ou même un téléphone portable en fonctionnement.
Un téléphone portable situé à une distance d’environ 10 mètres de l’instrument peut provoquer une augmentation de la tension jusqu’à 15 volts /mètre et, placé très près de l’antenne, il peut faire monter la tension jusqu’à 25 volts/mètre. Cela ne doit pas vous préoccuper, car les téléphones portables GSM transmettent de rapides paquets d’impulsions numériques entrecoupés de pauses et l’instrument, pour pouvoir les détecter, effectue 32 lectures en un temps de 0,4 seconde, puis sélectionne l’amplitude maximum de chaque paquet envoyé vers le relais radio.
Comme nous l’avons déjà évoqué, même si ces niveaux dépassent les valeurs maximales pour 10 ou 15 minutes, ils ne sont en rien dangereux.
Sont, par contre, à considérer comme dangereux, les signaux qui demeurent sur des niveaux maximums durant plusieurs jours.
En effectuant des contrôles à proximité de relais, nous avons noté que la majeure partie de ceux-ci émettait des signaux qui ne dépassaient jamais les 4,4 volts/mètre, mais nous avons également trouvé des relais qui, durant la journée entière, émettaient des signaux dont la valeur ne descendait jamais au-dessous des 9 volts/mètre et qui par fois grimpaient sur des valeurs de 10,2 à 10,5 volts/mètre.
Évidemment, ces relais émettent en dehors de la norme.
En réalisant ces contrôles, vous noterez par fois, à proximité d’un relais, disons une valeur d’environ 3 volts /mètre et en s’éloignant à 200 ou 300 mètres, le signal au lieu de s’atténuer, augmentera jusqu’à des valeurs disons d’environ 4 à 5 volts/mètre.
Cette augmentation, peut dépendre du lobe de rayonnement de l’antenne émettrice (voir figure 14 et 15), mais également de la réflexion du signal HF qui peut parvenir en phase avec l’antenne de l’instrument.
Figure 14 : La puissance mesurée près du pylône d’un relais peut être inférieure à celle mesurée à une centaine de mètres, car tout dépend du lobe de rayonnement des antennes émettrices. Si vous voyez le signal varier d’intensité, vous pouvez être sûr que vous avez près de vous un ou plusieurs téléphones portables en fonctionnement.
Figure 15 : Même sur le plan horizontal, vous pouvez noter certaines différences importantes en volts/mètre, causées par les lobes de rayonnement de toutes les différentes antennes fixées sur le pylône.Conclusion
En réalisant cet appareil, vous serez en mesure de contrôler la pollution électromagnétique de votre environnement.
Outre les informations qu’il vous donne, il sera une précieuse aide à la décision avant un achat ou une location d’appartement ou de maison par exemple.
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