Ce mini-émetteur audio/vidéo en VHF, peut être activé et désactivé au moyen d’une télécommande codée sur 433 MHz. Il est adapté aux contrôles vidéo dans des locaux divers, mais également à la surveillance à distance d’une habitation, d’une chambre d’enfants, etc. La transmission peut être facilement reçue sur un téléviseur quelconque.
C’est l’appareil idéal pour de nombreuses applications, que ce soit dans des locaux industriels (par exemple, à un endroit dangereux ou sensible), ou dans des locaux domestiques (comme une chambre d’enfant), etc. Alimenté sur 230 volts, ce circuit se différencie d’autres émetteurs analogues par la présence d’un système d’activation à distance par l’intermédiaire d’une télécommande codée. L’émetteur de télévision est normalement éteint jusqu’au moment où la personne qui veut surveiller le mette en service à l’aide de ladite télécommande.
Cette solution permet de contrôler plusieurs lieux équipés d’un émetteur. Néanmoins, les émetteurs utilisant le même canal vidéo, ils ne pourront être activés qu’alternativement. Pour ce faire, il suffit Figure 1 : Schéma électrique de la vidéosurveillance d’ambiance VHF télécommandée en UHF.
d’utiliser une télécommande multicanaux et de programmer chaque émetteur vidéo de façon à être activé par un code approprié.
Etude du schéma
La transmission du signal vidéo est confiée au module hybride U5, le très populaire Aurel TX-AV, C’est un émetteur complet audio/vidéo opérant sur la fréquence de 224,5 MHz (canal 12 en bande III) avec un étage HF de tout juste 2 milliwatts, capable toutefois d’être reçu par un quelconque téléviseur dans un rayon de 50 à 100 mètres Ce module accepte directement un signal vidéo composite de 1 volt sur 75 ohms suivant la norme CCIR ou PAL. Il peut ainsi être directement piloté par une petite caméra CCD ou CMOS comme celles que l’on trouve actuellement dans le commerce.
Pour simplifier les raccordements, nous avons prévu un bornier 3 points pour fournir la tension de 12 volts nécessaire à l’alimentation de la caméra et l’entrée du signal vidéo. Si on veut utiliser une caméra alimentée en 5 volts, il ne faut surtout pas utiliser les points “+” et “–” du bornier de la carte mais une alimentation extérieure.
Pour ce qui concerne l’audio, les voix et les bruits sont captés par l’intermédiaire d’un petit microphone. Nous avons prévu un amplificateur de signal, formé par les deux amplificateurs opérationnels U6a et U6b, dimensionné de manière à garantir une sensibilité très élevée et une fidélité que vous ne pourrez qu’apprécier.
Aux bornes MIC, il faut appliquer une capsule microphonique préamplifiée à deux fils (le “+” est sur le point nodal R13/C13) de sorte que le faible signal généré, rejoigne l’entrée de U6a, monté comme amplificateur inverseur à gain variable (par l’intermédiaire du trimmer R9, il est possible de le faire varier entre 1 et 230 fois). De cet amplificateur, le signal passe par le second étage pratiquement identique.
De ce dernier étage, le signal sort avec un niveau 10 fois supérieur et peut ainsi piloter de façon adéquate la broche 2 du module hybride TX-AV, l’entrée audio. Notez que les deux amplificateurs opérationnels fonctionnent en alimentation simple, c’est pour cela qu’il a été nécessaire de polariser les broches non inverseuses à la moitié du potentiel d’alimentation (5 : 2 = 2,5 volts) de façon à avoir 2,5 volts au repos sur la sortie de chacun d’eux. Cela permet d’avoir une bonne excursion du signal sur les deux alternances.
Les deux étages sont isolés du courant continu par les condensateurs C13, C12, C10 qui laissent passer la BF seulement en bloquant la composante continue. Le préamplificateur et le module hybride sont alimentés avec la tension de 5 volts stabilisée fournie par le régulateur U4, (7805).
Ce dernier prend l’alimentation sur la ligne principale à +12 volts en aval de la cathode de la diode de protection D1.
Il faut noter que l’émetteur ne fonctionne pas en permanence car, même s’il reçoit le +5 volts, sa ligne commune (masse) n’est pas constamment reliée au négatif d’entrée.
Cette fonction est confiée au transistor T1, qui passe en conduction (ON) en présentant une résistance minimale (Rdson < 0,1 ohm) lorsqu’il est polarisé, sur sa porte, avec un niveau positif.
Le mosfet est donc l’interrupteur statique que le récepteur de télécommande utilise pour allumer ou éteindre l’émetteur vidéo.
Voyons de quelle façon en nous référant à la partie gauche du schéma électrique.
Un second module CMS Aurel NB-CE, U1, accordé sur 433,92 MHz est utilisé comme récepteur haute fréquence.
Le signal radio capté par l’antenne est amplifié et démodulé en amplitude. Il est ensuite mis en forme de manière à obtenir en sortie un train d’impulsions, le plus possible identique à celui envoyé par l’émetteur.
De la broche 14 (sortie du module), le signal est envoyé au circuit intégré UM86409 ou MM53200 utilisé comme décodeur (la broche 15 est au 0 logique), son rôle est d’interpréter le signal codé.
Sa broche 17, qui se trouve normalement au niveau haut, passe à zéro lorsque sur la broche d’entrée (broche 16) arrive un code produit par un émetteur dont le codeur sur 12 bits est positionné de façon analogue à DS1 et DS2.
En pratique, le décodeur est activé seulement si le signal reçu a été transmis par un émetteur dont les dip-switchs sont disposés un à un comme ceux de notre circuit.
Par exemple, si dans l’émetteur les dix premiers dip-switchs sont fermés, les autres ouverts, et que dans le récepteur nous avons tous les dip-switchs de DS1 et DS2 ouverts, chaque commande éventuelle sera inopérante.
Si, au lieu de cela, nous avons tous les dipswitchs de DS1 fermés et les deux de DS2 ouverts, lorsqu’un ordre est envoyé par l’émetteur, le décodeur U2 active sa sortie en émettant une impulsion négative.
L’émetteur de télécommande a été étudié non pas pour prendre en compte le niveau logique dû à l’activation, mais le front de relâchement. Ainsi, tant que le bouton poussoir de l’émetteur est appuyé, la sortie du UM86409 reste à zéro, à son relâchement, le niveau passe au 1 logique. C’est vraiment à ce moment, que la bascule U3 reçoit le signal d’horloge (transition 0/1) et inverse l’état des sorties Q et Q barre.
Il faut noter que, de par l’effet du réseau C2/R14, U3 est remis à zéro au moment où le circuit est alimenté. Donc, initialement, la bascule se retrouve avec la broche 1 (Q) à l’état 0 et la broche 2 (Q barre) au niveau haut.
A la suite de la première impulsion, la situation s’inverse, Q passe à l’état haut, ce qui permet au transistor T3 de devenir conducteur.
Le collecteur de celui-ci passe pratiquement au potentiel de la masse et polarise également T2 (qui est un PNP). Un niveau positif est ainsi transmis au transistor mosfet, ce dernier est activé, devient donc passant, et ferme ainsi le retour de l’alimentation de l’émetteur vidéo qui commence à transmettre les images captées par la caméra ainsi que les sons captés par le microphone.
Le tout reste en l’état jusqu’au moment où le bouton de l’émetteur de télécommande est appuyé, puis relâché une seconde fois.
Alors, la sortie de U2 passe de nouveau au zéro logique donnant une nouvelle impulsion à la bascule. La broche 1 de U3 se positionne à l’état bas, T3 et T2 sont bloqués, ainsi que le transistor mosfet, étant donné qu’il ne reçoit plus de polarisation. Le drain est isolé et la section TV est éteinte.
La portée de la commande à distance est d’environ 50 à 100 mètres, en utilisant un petit émetteur standard de 10 milliwatts et nous pensons que cela est suffisant car c’est également la portée de l’émetteur audio/vidéo.
Il est logique de commander le fonctionnement de l’appareil de l’endroit où les images seront regardées, de façon à contrôler immédiatement si la réception est correcte.
Liste des composants
R1 : 1,5 kΩ
R2 : 10 kΩ
R3 : 220 kΩ
R4 : 10 kΩ
R5 : 10 kΩ
R6 : 10 Ω
R7 : 10 kΩ
R8 : 2,2 kΩ
R9 : 470 kΩ trimmer
R10 : 4,7 kΩ
R11 : 47 kΩ
R12 : 4,7 kΩ
R13 : 4,7 kΩ
R14 : 22 kΩ
R15 : 22 kΩ
R16 : 10 kΩ
R17 : 2,2 kΩ
C1 : 100 μF 16 V électr.
C2 : 22 μF 25 V électr.
C3 : 100 pF céramique
C4 : 10 nF céramique
C5 : 10 nF céramique
C6 : 470 μF 16 V électr.
C7 : 100 μF 16 V électr.
C8 : 100 nF multicouche
C9 : 10 μF 63 V électr.
C10 : 100 nF multicouche
C11 : 100 nF multicouche
C12 : 100 nF multicouche
C13 : 10 pF céramique
C14 : 10 μF 63 V électr.
C15 : 10 μF 63 V électr.
C16 : 100 nF multicouche
C17 : 1000 pF céramique
D1 : diode 1N4007
DZ1 : diode zener 5,1V
T1 : transistor mosfet BUZ11
T2 : transistor PNP BC557
T3 : transistor NPN BC547
U1 : module Aurel 433 MHz NB-CE
U2 : intégré UM86409
U3 : intégré 4013
U4 : régulateur 7805
U5 : module Aurel TX-AV
DS1 : dip switch 10 inter
DS2 : dip switch 2 inter
MIC : microphone préamplifié 2 sorties
ANT1 : antenne 433 MHz
ANT2 : antenne 224 MHz
Divers :
1 : support 2 x 9 broches
1 : support 2 x 7 broches
1 : support 2 x 4 broches
2 : borniers 2 contacts
1 : bornier 3 contacts
1 : circuit imprimé réf. 299
(Sauf indication contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %)
Quelques recommandations
La proximité de l’émetteur TV et du récepteur de télécommande nous impose l’utilisation d’un module à bande étroite. Nous avons choisi le récepteur à super-réaction blindé Aurel NB-CE (accord à 433,92 MHz, sensibilité 2,24 μV, sélectivité meilleure que 300 kHz). Ne le remplacez par aucun autre module.
Le second point concerne les antennes.
Toujours pour éviter les retours HF et les interférences et faire cohabiter sur le même circuit imprimé un émetteur et un récepteur qui, à un certain moment, doivent fonctionner en même temps, nous avons positionné les antennes aux deux côtés opposés du circuit imprimé. La recommandation est de ne pas les approcher durant l’utilisation, mais, au contraire, de les orienter, si possible, une d’un côté et l’autre dans la direction opposée.
En pratique
Après avoir gravé et percé le circuit imprimé, placez tous les composants en vous aidant de la figure 2.
N’oubliez pas l’unique liaison (strap) qui se trouve entre C14 et C15.
Les antennes seront réalisées avec des coupes de fil de cuivre émaillé 8 à 12/10.
Pour celle d’émission, soudez sur la pastille du circuit imprimé ANT2 (broche 11 de U5), un morceau de fil de 35 cm. Pour la télécommande, il suffit d’un morceau de fil de 18 cm soudé sur la pastille ANT1 (broche 3 du module hybride U1).
Vous pouvez utiliser n’importe quelle alimentation secteur capable de fournir 12 volts avec un courant de 100 milliampères, plus la consommation de la caméra que vous comptez relier au +12 volts et au négatif (masse). Si vous le souhaitez, vous pouvez opter pour un fonctionnement sur batterie (12 volts 2 A/h).
Réglage
Pour pouvoir essayer l’émetteur audio/vidéo, il faut d’abord l’alimenter et disposer d’un petit émetteur UHF pour télécommande à 433,92 MHz avec un codeur MM53200 ou UM86409, dont les dipswitchs ont été positionnés de façon identique à ceux de DS1. Attention, seuls les émetteurs de poche ont 10 dip-switchs, car il est possible de positionner seulement les 10 premiers bits, étant donné que les deux derniers sont gérés directement par les boutons poussoirs pour obtenir des dispositifs à 1 canal, 2 canaux, ou 4 canaux. Donc, disposez les 10 dip-switchs comme ceux de DS1. Par contre, pour DS2, essayez d’abord de laisser les deux dipswitchs fermés, cela devrait être en accord avec le TX monocanal (CH1 = 0).
Allumez le téléviseur de surveillance et réglez-le sur le canal 12. De temps en temps, activez l’émetteur vidéo avec la télécommande en appuyant et en relâchant immédiatement après, le bouton poussoir.
A un certain point, vous devriez voir à l’écran les images transmises par la caméra et entendre dans le haut-parleur les sons captés par le microphone (à ce propos, maintenez le volume assez bas, car vous pourriez déclencher un désagréable effet Larsen).
Si l’échelle de votre téléviseur est graduée en bande, sur la bande III, la réception doit intervenir en correspondance avec le canal H2, par contre, pour les téléviseurs avec la numérotation de 0 à 100, le bon canal est le 12. Si vous ne recevez rien, essayez d’appuyer et de relâcher de nouveau le poussoir de la télécommande.
Vérifiez également la disposition des dipswitchs de DS1 et de ceux de la télécommande, puis essayez les quatre combinaisons de DS2, jusqu’au moment où vous trouverez celle qui active l’émetteur Audio/Vidéo et fasse apparaître à l’écran les images de la caméra.
Lorsque vous serez parvenu à capter le signal et à voir convenablement la vidéo, réglez R9 de façon à avoir le son le plus approprié, assez fort et clair sans arriver à la distorsion. Cherchez le bon compromis entre le réglage de R9 et le volume du téléviseur.
Tous ces essais terminés, installez le système dans un coffret. Laissez les antennes à l’extérieur, bien séparées l’une de l’autre pour limiter l’interférence de l’étage émetteur sur l’étage récepteur.
Conclusion
En résumé, ce mini-émetteur audio/vidéo en VHF activé à distance est une solution pratique et efficace pour différentes applications de surveillance. Il convient aussi bien à la sécurité dans des environnements industriels sensibles qu'au contrôle de l'espace domestique. Cet émetteur garantit une portée suffisante et une qualité de transmission fiable. Grâce à son système de télécommande fonctionnant sur 433 MHz, son utilisation est simple et contrôlée, tout en limitant les interférences. Facile à installer et adaptable, il s'agit d'un excellent outil pour ceux qui souhaitent intégrer un système de surveillance efficace et pratique dans leur environnement.
