Émetteur/récepteur IR pour PC (1)

Le présent article ne se contente pas de décrire un projet d’émetteur/récepteur IR à l’aide duquel il sera possible, à partir d’un PC, de télécommander et de transférer des données. Il constitue une suite à la série d’articles intitulée « L’électronique sur PC » et donnera également des informations additionnelles sur le transfert par le biais des IR et les interfaces utilisées, de sorte que vous pourrez utiliser ces éléments lors de la conception de projets propres.La transmission de données par infrarouge (IR) ne cesse de voir sa part de marché croître. Si, il n’y a encore que peu de temps, les télécommandes étaient les seuls ustensiles à travailler avec cette lumière invisible (pour l’oeil humain) de plus en plus de périphériques allant de la souris aux claviers pour PC en passant par les imprimantes font appel à l’infrarouge pour communiquer. Aujourd’hui, on utilise même la lumière IR dans les faisceaux de câbles à fibre optique.

Il faut normalement 2 transistors pour réaliser un clignotant (pour permettre une rétroaction positive). Mais on peut aussi faire appel à une photo-résistance (Light Dependent Resistor LDR) éclairée par la LED. Les rayons lumineux assurent la rétroaction. Rien de compliqué dans ce circuit. Chaque fois que la lumière tombe sur la LDR, le courant augmente. Le condensateur se charge et augmente le courant de la base. Cela permet au transistor d’allumer tout à fait la LED. L’état de MARCHE stable passe à l’état ARRÊT dès que le condensateur est complètement chargé. La LED s’éteint donc, la tension de base devient négative et le transistor est bloqué.

Les récepteurs radio pour PC n’ont plus rien d’exceptionnel. Il reste cependant impossible de mettre la main sur un récepteur de ce type travaillant dans le domaine des ondes courtes et qui, de plus, soit du type large bande; la seule option disponible est alors d’en réaliser un soi-même. Inutile de s’encombrer d’une alimentation par piles ou secteur, l’interface sérielle du PC étant en mesure de fournir la tension d’alimentation requise. Le signal BF est appliqué à la carte-son du PC.

Voici un étage Audion à circuit collecteur. Loin d’amortir le circuit oscillant, il le « désamortit ». Cela conduit à une sensibilité et une sélectivité élevées. À cause de la faible tension d’alimentation, l’amplificateur B.F. qui suit comporte 3 étages à transistor. Le potentiomètre sert à régler le volume. La radio fonctionne bien avec un bâtonnet de ferrite interne (environ 1 cm de diamètre, 10 cm de long) sur lequel sont enroulées environ 50 spires de fil de cuivre émaillé. Mais le nombre d’émetteurs reçus est encore plus élevé avec un fil de 2 m comme antenne supplémentaire.

L’époque des tubes, c’est terminé –en principe. Mais ils refusent de disparaître ! Un grand nombre de radio à tubes fonctionnent encore, et un grand nombre de lampes attendent leur jour dans la caisse à bricolage. Si seulement il n’y avait pas ces hautes tensions ! Il existe toutefois un tube qui fonctionne sous 6 V, l’ECC86 !L’industrie électronique s’est vue placée devant un dilemme au début des années 60. Le transistor venait de naître et on pouvait enfin construire des autoradios sans vibreurs et gros transformateurs.

Les céramiques piézo-électriques nous environnent. Les fabricants ont optimisé des céramiques spéciales pour diverses applications. Les petits transducteurs acoustiques circulaires utilisés dans les expériences présentées ici en constituent un exemple.Comment se fait-il que les transducteurs acoustiques piézo-électriques puissent faire tant de bruit alors que l’expansion réalisable est très faible ? Il y a un truc : la céramique est toujours collée sur une plaquette métallique. Si maintenant le disque de céramique se dilate quelque peu mais pas la plaque de métal, il se produit une flexion dont l’excursion est considérablement plus importante (figure 1). En outre, la dureté et le poids sont choisis de sorte que la résonance propre se situe dans la plage des kilohertz.

Quel est le point commun entre des condensateurs, des microphones à électret et des capteurs passifs à infrarouge ? Il est souvent intéressant d’aller au fond des choses et d’effectuer ses propres expériences sur les phénomènes de base. L’électronique et la physique forment un tout. C’est pourquoi nous envisageons d’examiner ici les bases physiques des composants électroniques.Commençons par une expérience simple : prenons un condensateur céramique, appliquons-lui une tension aussi élevée que possible. Chauffons-le ensuite brièvement à une température de 80 à 100 °C avant de le laisser refroidir tout en continuant à lui appliquer la même tension. Le condensateur a été métamorphosé en un tout nouveau composant aux propriétés surprenantes. La tension utilisée devrait être aussi proche que possible de la valeurlimite que puisse supporter le condensateur. Elle peut, selon le type, se situer entre 50 V et plus de 500 V. Il faut être très prudent avec les tensions importantes ! La figure 1 montre comment on peut engendrer une haute tension sans potentiel. On peut en outre ajuster la tension sur une certaine plage. On réalise une sorte de transformateur variable à partir de 2 transformateurs. Un transformateur de train miniature sans redresseur peut aussi faire l’affaire. Une résistance limite le courant à des valeurs inoffensives.

Les CAN (Convertisseur Analogique/Numérique) présentés dans les articles précédents de la série étaient basés sur le principe du comptage. Un « véritable » CAN convertit directement une tension en un nombre. On pense immédiatement à un circuit intégré, mais nous allons voir qu’il est possible de s’en tirer à bien meilleur compte.Un seul transistor suffit pour réaliser un CAN à entrée de tension. Le transistor de la figure 1 fonctionne comme comparateur de la tension aux bornes du condensateur à une valeur déterminée, en l’occurrence 0,7 V. Le condensateur est alternativement chargé et déchargé par la sortie DTR à travers une résistance de façon à ce que la tension soit toujours proche du seuil de comparaison. La sortie est excitée plus ou moins fréquemment selon la tension d’entrée pour obtenir la valeur nominale. Le comptage de ces états fournit la valeur de mesure convertie. La figure 2 reproduit le montage du circuit.

L’article du précédent fascicule traitait de la mesure de condensateurs et de résistances. Quelqu’un a-t-il ressenti un doute sur le sens de cet exercice alors qu’il existe tant de multimètres numériques peu coûteux et précis ? Il lui faut tenir compte des potentialités offertes. Il existe en effet un grand nombre de capteurs dont on peut mesurer la résistance.L’exemple le plus frappant est celui d’une photorésistance (Light Dependent Resistor, LDR). La figure 1 reproduit le circuit, la figure 2 le montage d’un photomètre simple. Mais on a souvent besoin d’observer les variations en fonction du temps. Quoi de mieux alors qu’un diagramme ?

Permettre une commutation sans pertes à l’aide d’un transistor à effet de champ et la fonction de décharge d’un condensateur, voici les thèmes de cette édition de « Circuits de base »L’éclairage temporisé dont on retrouve le schéma en figure 1 comporte 6 composants aux fonctions aisément identifiables : une pile de 6 V, qui fait office de source de tension continue, aux bornes de laquelle est prise une branche comportant une ampoule mignonnette et un transistor, qui sert ici d’interrupteur, de commutateur marche/arrêt en fait.Une seconde branche prise en parallèle sur la pile comporte elle un bouton-poussoir et une résistance de valeur relativement élevée. Le BUZ10 est un transistor à effet de champ (FET = Field Effect Transistor) qui se différencie d’un transistor « ordinaire » par le fait qu’il ne nécessite pas, pour entrer en conduction, de courant de base, mais requiert l’application d’une tension à sa broche de grille (gate). Ceci permet de réaliser une commutation sans perte, caractéristique on ne peut plus pratique et intéressante surtout dans le cas d’une alimentation par pile.