Cet émetteur compact (format télécommande traditionnelle) permet d’activer ou désactiver à distance jusqu’à quinze utilisateurs au moyen d’un récepteur adéquat (décrit dans ce même numéro). Les codes de cet émetteur sont transformés en impulsions infrarouges et permettent d’intervenir soit sur un seul canal soit pour une séquence prédéfinie en une seule commande.
Nous allons examiner le schéma électrique de la figure 1 puis passer à la réalisation de l’émetteur de cette télécommande infrarouge à quinze canaux.
Le schéma électrique
Le TX IR consiste essentiellement en un codeur, deux transistors et trois LED infrarouges : le codeur est relié à un clavier à matrice dont les touches le contraignent à produire des codes que le RX interprétera comme les dif férentes commandes. La sortie du codeur pilote, au moyen de l’étage amplificateur formé des transistors, les LED infrarouges qui émettent dans l’espace des impulsions de lumière modulée par les codes.
Voyons cela en détail.
Le codeur SAA3004 Philips est effectivement capable de passer jusqu’à 448 commandes, mais notre émetteur n’en utilise que quinze (quinze canaux) plus deux (pour les fonctions spéciales) : chaque commande équivaut à une séquence d’impulsions ou à un code. Pour chaque combinaison un signal numérique est produit par le circuit intégré entre la broche 1 et la masse. L’interface utilisateur est un clavier à membrane relié aux sept lignes correspondant aux broches 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et les sept colonnes aux broches 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19.
Cette structure permet théoriquement 7 x 7 = 49 combinaisons mais, grâce à une astuce de connexion, le constructeur arrive à en passer 64 ! Comme nous nous contentons de quinze (plus deux pour les séquences) commandes, le schéma électrique est simplifié et nous n’utilisons qu’une partie du clavier : les poussoirs sont reliés à des lignes et colonnes du SAA3004. Le fonctionnement du codeur est cadencé par l’horloge constituée par un résonateur céramique de 455 kHz, utilisé aussi par les télécommandes pour téléviseurs.
Les broches 11 et 12 sont reliées au résonateur (et à C1 et C2 qui le complètent) et D2 unit les broches 9 et 19, de façon à paramétrer le dernier groupe de commandes (voir plus loin). La liaison se fait par diode afin que la broche 9 ne soit activée que quand la ligne DRV6 l’est aussi.
Même discours pour D3, D4, D5, D6 et D7, insérées pour réaliser la huitième file de poussoirs et séparer électriquement entre elles les lignes de pilotes.
Jetons maintenant un coup d’oeil au poussoir placé en série avec la broche 17, entre le premier et le deuxième groupe de poussoirs : sa fonction est de subordonner à sa pression la disponibilité des deux poussoirs suivants (voir plus loin pour en saisir la fonction). La sortie du circuit intégré, broche 1, émet un fl ux de données chaque fois qu’un des poussoirs est pressé : les impulsions correspondantes pilotent la base du NPN T1 dont le collecteur les restitue inversées pour polariser la base du PNP T2. Ce dernier alimente les LED infrarouges (LD2, LD3 et LD4) lesquelles, pointées vers le récepteur, les envoient comme impulsions de lumière infrarouge. LD1, en lumière visible, sert de moniteur d’émission : elle clignote chaque fois qu’une touche impliquant une émission est pressée (les quinze des canaux plus les deux des séquences MEM1 et MEM2). L’émetteur dans son ensemble est alimenté par une pile 6F22 de 9 V (consommation 10 mA en émission) reliée aux bornes E1. D1 protège le circuit intégré contre toute inversion accidentelle de polarité.
Voyons maintenant comment utiliser l’émetteur comportant quinze commandes pour autant de canaux de sortie du récepteur et deux pour exécuter deux séquences permettant de commander plusieurs canaux successivement.
Figure 1 : Schéma électrique de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 2a : Schéma d’implantation des composants de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 2b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 3 : Photo d’un des prototypes de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Liste des composants
R1 .... 1,8 kΩ
R2 .... 1 kΩ
R3 .... 33 Ω
R4 .... 68 Ω
R5 .... 1 Ω
C1 .... 100 pF céramique
C2 .... 220 pF céramique
C3 .... 10 μF 35 V électrolytique
C4 .... 470 μF 16 V électrolytique
C5 .... 470 μF 16 V électrolytique
D1 .... 1N4148
D2 .... 1N4148
D3 .... 1N4148
D4 .... 1N4148
D5 .... 1N4148
D6 .... 1N4148
D7 .... 1N4148
T1..... BC547
T2..... BC640
Q1 .... résonateur 455 kHz
LD1 ... LED rouge 1,8 mm
LD2 ... LED IR
LD3 ... LED IR
LD4 ... LED IR
U1 .... SAA3004
Divers :
1 ..... support 2 x 10
1 ..... prise de pile 6F22 de 9 V
1 ..... barrette femelle pour clavier
1 ..... clavier à matrice
Sauf spécification contraire, les résistances sont des 1/4 W à 5 %.
L’utilisation de l’émetteur infrarouge : les quinze canaux seuls et les deux séquences
Pour intervenir sur un pilote du récepteur, il suffit de presser le poussoir correspondant de l’émetteur : 1 commande le canal 1, 2 commande le deuxième pilote et donc le deuxième canal et ainsi de suite jusqu’au quinzième et dernier canal. Pour les modes de commande, voyez l’article suivant concernant le récepteur.
Présentement, occupons-nous plutôt des séquences : il s’agit de commandes multiples que l’émetteur peut envoyer en une seule pression d’une touche prévue à cet effet. Leur but est d’intervenir sur plus d’une ligne de sortie (récepteur) en une seule commande, soit de répéter une séquence d’activation de canaux préalablement mémorisée.
Avec ses fonctions de mémoire, le TX peut sauvegarder une certaine combinaison des relais de sortie du RX pour la répéter chaque fois qu’elle est réclamée : en réalité ces fonctions de mémoire regardent physiquement le récepteur et non l’émetteur, en effet, le circuit intégré ne comporte aucune mémorisation de combinaisons des touches, mais se limite à produire le code correspondant à la pression de chaque poussoir singulier.
Donc, quand on mémorise une séquence, on ne fait rien d’autre que d’ordonner au récepteur, c’est-à-dire à son microcontrôleur, de sauvegarder la position actuelle des canaux : l’émetteur pourra à tout moment réclamer la combinaison correspondante en donnant la commande adéquate au microcontrôleur qui agira en conséquence en réglant convenablement les canaux.
Pour qu’une séquence puisse être exécutée, on doit d’abord la mémoriser dans le RX : pour cela, le TX est pourvu d’une touche de mémorisation (STORE) et de deux autres, MEM1 et MEM2, à presser pour enregistrer une séquence. Les deux autres poussoirs (CALL1 et CALL2) permettent d’exécuter les séquences mémorisées et un dernier (CLEAR) réinitialise d’un seul coup toutes les sorties du récepteur.
Voici la procédure de programmation et d’utilisation des séquences (dans tous les cas, l’émetteur doit avoir les LED infrarouges pointées vers la photodiode du récepteur, car la programmation se fait par le récepteur et la commande, bien sûr, par l’émetteur).
Pour paramétrer un groupe, il faut presser ensemble la touche STORE et celle, parmi MEM1 et MEM2, à laquelle on veut attribuer la combinaison.
Dans le premier cas la séquence sera rappelée simplement en pressant CALL1 et dans le second CALL2.
Pour remplacer une combinaison de sorties par une nouvelle, il suffit de pointer l’émetteur vers le récepteur et de presser ensemble STORE et MEM1 ou 2 : la nouvelle combinaison remplace la précédente.
À propos de la touche STORE, poussoir placé en série avec la ligne 17 du codeur et servant à subordonner l’utilisation de MEM1 et MEM2 : comme STORE ne relie ces derniers à la broche 17 que lorsqu’il est pressé, il permet de n’habiliter la mémorisation que si on le presse en même temps que MEM1 ou MEM2.
Ce mode de fonctionnement a pour but d’éviter de superposer (et d’effacer) par inadvertance une combinaison de sorties (en pressant par erreur MEM1 ou MEM2, justement…).
Figure 4 : Le boîtier et le clavier à matrice.
Le boîtier métallique utilisé contient la platine et la pile 9 V. Le clavier à membrane prend place sur sa partie supérieure. La structure de ce clavier de commande du SAA3004 est une sorte de matrice à lignes et colonnes, mais en réalité elle dispose de deux ordres de lignes : les sept premières (DRV0 à 6) sont des sorties et les autres (SEN0 à 6) des entrées. Les lignes DRV (“driver”) ont chacune un FET canal N en configuration drain ouvert (chaque ligne correspond au drain de son transistor) cycliquement activé. Les broches SEN correspondent chacune à la gâchette d’un FET canal P normalement maintenu au niveau logique haut par une résistance de “pull-up” interne et entraîné au niveau logique zéro quand le poussoir le ferme sur une sortie DRV actuellement active. La matrice fonctionne à balayage : le S A A 3 0 0 4 active une à une les sorties DRV (elle polarise, en le faisant conduire, un seul FET en drain ouvert à la fois) et teste séquentiellement les niveaux logiques fournis par les FET canal P correspondant aux lignes SEN. S’il trouve un zéro, soit une fermeture, il exécute la commande correspondante.
La réalisation pratique
Une fois qu’on a réalisé le circuit imprimé simple face (la figure 2b en donne le dessin à l’échelle 1), on monte tous les composants (commencez par le support du circuit intégré et finissez par le résonateur Q1) en suivant les figures 2a et 3 et la liste des composants. Évitez toute inversion de polarité et soignez bien les soudures.
Les LED infrarouges doivent être repliées à 90° pour être dirigées vers l’avant (vers le récepteur) en un faisceau parallèle à l’axe long de la platine (et du boîtier).
La LED de signalisation en revanche doit affl eurer en face avant du boîtier et elle doit donc rester bien verticale.
Le clavier à matrice 5x4 est à relier en regardant bien le schéma électrique de la figure 1 : les colonnes sont les fils allant aux broches 13, 14, 15, 16, 17 du SAA3004 et les lignes ceux allant aux broches 4, 6, 7, 8.
Comme le montre la figure 4, après avoir relié la platine à son clavier à membrane, logez le tout et la pile dans le boîtier métallique prévu à cet effet.
Nous allons examiner le schéma électrique de la figure 1 puis passer à la réalisation de l’émetteur de cette télécommande infrarouge à quinze canaux.
Le schéma électrique
Le TX IR consiste essentiellement en un codeur, deux transistors et trois LED infrarouges : le codeur est relié à un clavier à matrice dont les touches le contraignent à produire des codes que le RX interprétera comme les dif férentes commandes. La sortie du codeur pilote, au moyen de l’étage amplificateur formé des transistors, les LED infrarouges qui émettent dans l’espace des impulsions de lumière modulée par les codes.
Voyons cela en détail.
Le codeur SAA3004 Philips est effectivement capable de passer jusqu’à 448 commandes, mais notre émetteur n’en utilise que quinze (quinze canaux) plus deux (pour les fonctions spéciales) : chaque commande équivaut à une séquence d’impulsions ou à un code. Pour chaque combinaison un signal numérique est produit par le circuit intégré entre la broche 1 et la masse. L’interface utilisateur est un clavier à membrane relié aux sept lignes correspondant aux broches 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et les sept colonnes aux broches 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19.
Cette structure permet théoriquement 7 x 7 = 49 combinaisons mais, grâce à une astuce de connexion, le constructeur arrive à en passer 64 ! Comme nous nous contentons de quinze (plus deux pour les séquences) commandes, le schéma électrique est simplifié et nous n’utilisons qu’une partie du clavier : les poussoirs sont reliés à des lignes et colonnes du SAA3004. Le fonctionnement du codeur est cadencé par l’horloge constituée par un résonateur céramique de 455 kHz, utilisé aussi par les télécommandes pour téléviseurs.
Les broches 11 et 12 sont reliées au résonateur (et à C1 et C2 qui le complètent) et D2 unit les broches 9 et 19, de façon à paramétrer le dernier groupe de commandes (voir plus loin). La liaison se fait par diode afin que la broche 9 ne soit activée que quand la ligne DRV6 l’est aussi.
Même discours pour D3, D4, D5, D6 et D7, insérées pour réaliser la huitième file de poussoirs et séparer électriquement entre elles les lignes de pilotes.
Jetons maintenant un coup d’oeil au poussoir placé en série avec la broche 17, entre le premier et le deuxième groupe de poussoirs : sa fonction est de subordonner à sa pression la disponibilité des deux poussoirs suivants (voir plus loin pour en saisir la fonction). La sortie du circuit intégré, broche 1, émet un fl ux de données chaque fois qu’un des poussoirs est pressé : les impulsions correspondantes pilotent la base du NPN T1 dont le collecteur les restitue inversées pour polariser la base du PNP T2. Ce dernier alimente les LED infrarouges (LD2, LD3 et LD4) lesquelles, pointées vers le récepteur, les envoient comme impulsions de lumière infrarouge. LD1, en lumière visible, sert de moniteur d’émission : elle clignote chaque fois qu’une touche impliquant une émission est pressée (les quinze des canaux plus les deux des séquences MEM1 et MEM2). L’émetteur dans son ensemble est alimenté par une pile 6F22 de 9 V (consommation 10 mA en émission) reliée aux bornes E1. D1 protège le circuit intégré contre toute inversion accidentelle de polarité.
Voyons maintenant comment utiliser l’émetteur comportant quinze commandes pour autant de canaux de sortie du récepteur et deux pour exécuter deux séquences permettant de commander plusieurs canaux successivement.
Figure 1 : Schéma électrique de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 2a : Schéma d’implantation des composants de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 2b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de l’émetteur de télécommande infrarouge.
Figure 3 : Photo d’un des prototypes de l’émetteur de télécommande infrarouge.Liste des composants
R1 .... 1,8 kΩ
R2 .... 1 kΩ
R3 .... 33 Ω
R4 .... 68 Ω
R5 .... 1 Ω
C1 .... 100 pF céramique
C2 .... 220 pF céramique
C3 .... 10 μF 35 V électrolytique
C4 .... 470 μF 16 V électrolytique
C5 .... 470 μF 16 V électrolytique
D1 .... 1N4148
D2 .... 1N4148
D3 .... 1N4148
D4 .... 1N4148
D5 .... 1N4148
D6 .... 1N4148
D7 .... 1N4148
T1..... BC547
T2..... BC640
Q1 .... résonateur 455 kHz
LD1 ... LED rouge 1,8 mm
LD2 ... LED IR
LD3 ... LED IR
LD4 ... LED IR
U1 .... SAA3004
Divers :
1 ..... support 2 x 10
1 ..... prise de pile 6F22 de 9 V
1 ..... barrette femelle pour clavier
1 ..... clavier à matrice
Sauf spécification contraire, les résistances sont des 1/4 W à 5 %.
L’utilisation de l’émetteur infrarouge : les quinze canaux seuls et les deux séquences
Pour intervenir sur un pilote du récepteur, il suffit de presser le poussoir correspondant de l’émetteur : 1 commande le canal 1, 2 commande le deuxième pilote et donc le deuxième canal et ainsi de suite jusqu’au quinzième et dernier canal. Pour les modes de commande, voyez l’article suivant concernant le récepteur.
Présentement, occupons-nous plutôt des séquences : il s’agit de commandes multiples que l’émetteur peut envoyer en une seule pression d’une touche prévue à cet effet. Leur but est d’intervenir sur plus d’une ligne de sortie (récepteur) en une seule commande, soit de répéter une séquence d’activation de canaux préalablement mémorisée.
Avec ses fonctions de mémoire, le TX peut sauvegarder une certaine combinaison des relais de sortie du RX pour la répéter chaque fois qu’elle est réclamée : en réalité ces fonctions de mémoire regardent physiquement le récepteur et non l’émetteur, en effet, le circuit intégré ne comporte aucune mémorisation de combinaisons des touches, mais se limite à produire le code correspondant à la pression de chaque poussoir singulier.
Donc, quand on mémorise une séquence, on ne fait rien d’autre que d’ordonner au récepteur, c’est-à-dire à son microcontrôleur, de sauvegarder la position actuelle des canaux : l’émetteur pourra à tout moment réclamer la combinaison correspondante en donnant la commande adéquate au microcontrôleur qui agira en conséquence en réglant convenablement les canaux.
Pour qu’une séquence puisse être exécutée, on doit d’abord la mémoriser dans le RX : pour cela, le TX est pourvu d’une touche de mémorisation (STORE) et de deux autres, MEM1 et MEM2, à presser pour enregistrer une séquence. Les deux autres poussoirs (CALL1 et CALL2) permettent d’exécuter les séquences mémorisées et un dernier (CLEAR) réinitialise d’un seul coup toutes les sorties du récepteur.
Voici la procédure de programmation et d’utilisation des séquences (dans tous les cas, l’émetteur doit avoir les LED infrarouges pointées vers la photodiode du récepteur, car la programmation se fait par le récepteur et la commande, bien sûr, par l’émetteur).
Pour paramétrer un groupe, il faut presser ensemble la touche STORE et celle, parmi MEM1 et MEM2, à laquelle on veut attribuer la combinaison.
Dans le premier cas la séquence sera rappelée simplement en pressant CALL1 et dans le second CALL2.
Pour remplacer une combinaison de sorties par une nouvelle, il suffit de pointer l’émetteur vers le récepteur et de presser ensemble STORE et MEM1 ou 2 : la nouvelle combinaison remplace la précédente.
À propos de la touche STORE, poussoir placé en série avec la ligne 17 du codeur et servant à subordonner l’utilisation de MEM1 et MEM2 : comme STORE ne relie ces derniers à la broche 17 que lorsqu’il est pressé, il permet de n’habiliter la mémorisation que si on le presse en même temps que MEM1 ou MEM2.
Ce mode de fonctionnement a pour but d’éviter de superposer (et d’effacer) par inadvertance une combinaison de sorties (en pressant par erreur MEM1 ou MEM2, justement…).
Figure 4 : Le boîtier et le clavier à matrice.Le boîtier métallique utilisé contient la platine et la pile 9 V. Le clavier à membrane prend place sur sa partie supérieure. La structure de ce clavier de commande du SAA3004 est une sorte de matrice à lignes et colonnes, mais en réalité elle dispose de deux ordres de lignes : les sept premières (DRV0 à 6) sont des sorties et les autres (SEN0 à 6) des entrées. Les lignes DRV (“driver”) ont chacune un FET canal N en configuration drain ouvert (chaque ligne correspond au drain de son transistor) cycliquement activé. Les broches SEN correspondent chacune à la gâchette d’un FET canal P normalement maintenu au niveau logique haut par une résistance de “pull-up” interne et entraîné au niveau logique zéro quand le poussoir le ferme sur une sortie DRV actuellement active. La matrice fonctionne à balayage : le S A A 3 0 0 4 active une à une les sorties DRV (elle polarise, en le faisant conduire, un seul FET en drain ouvert à la fois) et teste séquentiellement les niveaux logiques fournis par les FET canal P correspondant aux lignes SEN. S’il trouve un zéro, soit une fermeture, il exécute la commande correspondante.
La réalisation pratique
Une fois qu’on a réalisé le circuit imprimé simple face (la figure 2b en donne le dessin à l’échelle 1), on monte tous les composants (commencez par le support du circuit intégré et finissez par le résonateur Q1) en suivant les figures 2a et 3 et la liste des composants. Évitez toute inversion de polarité et soignez bien les soudures.
Les LED infrarouges doivent être repliées à 90° pour être dirigées vers l’avant (vers le récepteur) en un faisceau parallèle à l’axe long de la platine (et du boîtier).
La LED de signalisation en revanche doit affl eurer en face avant du boîtier et elle doit donc rester bien verticale.
Le clavier à matrice 5x4 est à relier en regardant bien le schéma électrique de la figure 1 : les colonnes sont les fils allant aux broches 13, 14, 15, 16, 17 du SAA3004 et les lignes ceux allant aux broches 4, 6, 7, 8.
Comme le montre la figure 4, après avoir relié la platine à son clavier à membrane, logez le tout et la pile dans le boîtier métallique prévu à cet effet.
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