Étude/Réalisation d'un Jumbo Multi Jamma Switcher up to 12-in-1

[gc339]

Pourquoi utiliser un système sans fil ?

Le commutateur possède un axe relativement court et dans la plupart des cas il sera nécessaire d'utiliser un prolongateur d'axe ou une tringlerie de renvoi pour que le bouton du commutateur soit facilement accessible, Cette contrainte a déjà été évoquée au début de ce fil de discussion.
La télécommande permet d'éviter cet écueil. Bien que la transmission par radio soit plus pratique car elle évite d'avoir "un fil à la patte", il n'est pas interdit de raccorder directement la sortie de l'encodeur de la télécommande sur l'entrée du décodeur du "truc" par l'intermédiaire d'un cordon multifilaire d'un mètre ou deux.

[yarga]

Vue que je ne n'y connait pas trop. Combien  coûteraient les élements de cet appareil ?  Risque-t-il de dépasser le prix du commutateur ?

[gc339]

Vue que je ne n'y connait pas trop. Combien  coûteraient les élements de cet appareil ?  Risque-t-il de dépasser le prix du commutateur ?

Malheureusement oui, le commutateur NSF controls préconisé n'est certes pas donné mais je pense qu'il revient moins cher qu'un dispositif avec télécommande.
Le commutateur est une bonne solution pour le bricoleur de base, il est plus simple à mettre en oeuvre, mécaniquement il n'y a qu'un trou à percer pour fixer le commutateur en place et son câblage ne nécessite que des connaissances électriques. La réalisation d'un système à télécommande nécessite un outillage plus complet, elle est aussi plus pluridisciplinaire. Il faut être un bon bricoleur pour intégrer le clavier, l'électronique, les piles ... dans le boîtier de la télécommande, avoir des connaissances minimum en électronique pour câbler les différents circuits de la télécommande et du récepteur/décodeur.
Je suis en train de modifier le schéma original pour incorporer un détecteur de changement de position du contacteur ainsi qu'un temporisateur pour pallier à l'alimentation intempestive des cartes. je le publierai dés qu'il sera finalisé.

[yarga]

En fait, comme je compte ne mettre que 4-5 jeux dans ma borne (je sais, je pourrai acheter un switcher 6in1 tout prêt. Mais quelle joie de le faire sois-même quand on bosse dans l'électricité et qu'on adore bricoler. On peut aussi l'adapter à sa borne, qui manque souvent de place ), je pense acheter ce commutateur: http://ch.mouser.com:80/ProductDetail/Electroswitch/C4D0806N-A/?qs=sGAEpiMZZMvNbjZ2WlReYkj4TnT6O8G1sDYFZNWHjBY%3d
Normalement, ça devrai jouer puisque c'est aussi un non-shorting ?

[yarga]

J'ai fait un schema pour comprendre un peux ce système de temporisations du 0v :

C'est bien à peut près comme ça que sa devra fonctionner ?

[gc339]

Bonsoir.

J'ai effectivement songé à une solution similaire mais avec mutualisation du temporisateur :

• En regroupant toutes les commandes de relais en sortie de la galette associée grâce à un "ou" câblé constitué par des diodes, il doit être possible de détecter l'absence fugitive de toute commande sur l'ensemble des relais à chaque saut de position puisque les galettes du commutateur sont du type "break before make".
• Le détecteur pourra être constitué par exemple par la LED d'un photo-coupleur en série avec une résistance limitatrice, le tout connecté entre la sortie du "ou" câblé (le point commun à toutes les diodes) et la masse.
• Ce détecteur armera alors une temporisation qui coupera momentanément la masse ou 0 volt sur toutes les bobines de relais. Cette temporisation devra être réalisée à l'aide d'une bascule monostable réamorçable (retriggerable) genre 74HC123.

Le schéma initial doit être modifié, le point froid des bobines de relais ne doit plus être connecté directement à la masse mais raccordé sur un nouveau rail dont la continuité électrique avec la masse sera interrompue par le temporisateur à chaque fois qu'il sera armé.

Voici, en image, la solution à laquelle je pensais.
J'ai réalisé ce schéma à la "va vite" et n'ai fait figurer qu'un commutateur à 6 positions.
Le schéma définitif au propre pour 12 positions viendra plus tard.

Juste quelques remarques sur ce schéma de principe :

• Les diodes 1N4148 constituent le "ou" câblé qui regroupe les sorties de la galette dédiée à la commande des relais en +12 volts. Lors d'un changement de position du commutateur, chaque saut engendre une disparition fugitive du 12 volts en sortie de ce "ou" cablé.
  
• La diode 1N4004 en // sur chaque bobine de relais est impérative pour absorber la surtension produite lors de la coupure d'alimentation de la bobine.
• Le courant dans la LED du photo-coupleur est de l'ordre d'une dizaine de mA avec une résistance série de 1 kΩ.
• Le photo coupleur HCPL-2200 a l'avantage de posséder une sortie compatible TTL/CMOS.
• Le monostable est un 4538B plutôt qu'un HC123, ce dernier ne supportant pas une tension d'alimentation supérieure à 7 volts.
• Avec un condensateur C_EXT de 4,7 µF, de préférence à film plastique, la temporisation théorique est de :
  
  
  • 1,8 seconde avec une résistance R_EXT de 390 kΩ.
  • 2 secondes avec une résistance R_EXT de 430 kΩ.
  • 2,2 secondes avec une résistance R_EXT de 470 kΩ.
• Le rail commun à tous les points froids des bobines de relais est relié au 0 volt à travers le transistor MOSFET de puissance BUZ11, le temps de réaction d'un contact de relais aurait été bien trop lent.

[gc339]

En fait, comme je compte ne mettre que 4-5 jeux dans ma borne (je sais, je pourrai acheter un switcher 6in1 tout prêt. Mais quelle joie de le faire sois-même quand on bosse dans l'électricité et qu'on adore bricoler. On peut aussi l'adapter à sa borne, qui manque souvent de place )

C'est tout à ton honneur.
Pense à ouvrir ici, sur Gamoover, un wip avec les photos qui vont bien pour exposer toutes les étapes de la réalisation de ton multi-switcher.

je pense acheter ce commutateur: http://ch.mouser.com:80/ProductDetail/Electroswitch/C4D0806N-A/?qs=sGAEpiMZZMvNbjZ2WlReYkj4TnT6O8G1sDYFZNWHjBY%3d
Normalement, ça devrai jouer puisque c'est aussi un non-shorting ?

Bien que dans l'immédiat tu n'envisages que 4 ou 5 connecteurs, pourquoi se limiter avec un contacteur à 6 positions ?
Préfère plutôt un contacteur avec un nombre de positions plus important et utilise l'ergot de verrouillage mécanique pour le limiter à 4 ou 5 positions pour commencer.
Si jamais tu veux dans le futur rajouter d'autres connecteurs, il te suffira de modifier la position de l'ergot de verrouillage pour augmenter le nombre de positions du contacteur. Nul besoin de remplacer l'existant par un modèle ayant un plus grand nombre de positions.

[gc339]

Adjonction d'un temporisateur pour éliminer les commutations intempestives des alimentations

Le but de ce temporisateur est de :

• Détecter tout changement de position angulaire du commutateur.
• D'inhiber l'alimentation de tous les relais pendant une période de 2 secondes suite à une détection.

Pendant chaque saut de position, il y a rupture momentanée d'alimentation des paires de relais : ceux de la position antérieure ne sont plus alimentés alors que ceux de la position suivante ne le sont pas encore puisque les galettes du commutateur sont du type "break before make".
Aucune des 12 paires de relais n'étant alimentée pendant cette période transitoire, une disparition fugitive de l'alimentation sur l'ensemble des relais impliquera un changement de position du commutateur.

Les points froids des bobines ayant pour rail commun celui du 0 volt, la solution la plus simple pour inhiber tous les relais en même temps sans compliquer le câblage, est de les déconnecter de ce rail pour tous les relier sur un rail indépendant.
La connexion permanente de ce nouveau rail au rail du 0 volt pourra être interrompue momentanément pour couper simultanément l'alimentation de toutes les bobines de relais.

Le schéma du temporisateur :

Quelques explications :

• Le "ou" câblé regroupant les commandes des paires de relais issues du commutateur est constitué des diodes D21 à D32.
• Le courant dans la LED du photo-coupleur HCLP-2200 est de 10 mA. Lors d'un changement de position du commutateur, chaque saut engendre une disparition fugitive de ce courant.
• La sortie du photo-coupleur HCLP-200 étant compatible TTL/CMOS, elle arme le premier monostable d'un 74HC123 chargé de fournir la commande d'inhibition momentanée de l'alimentation des bobines de relais.
  Le deuxième monostable de ce boîtier restant inutilisé.
• Le boîtier 74HC123 ne pouvant pas être alimenté directement en +12 volts, une tension d'alimentation de 5 volts lui est alors délivrée grâce au régulateur 7805 en boîtier TO92. Ce dernier assure une protection de ce +5 volts local contre les perturbations qu'aurait à subir un circuit alimenté directement par le rail +12 volts c'était le cas pour le boîtier 4538B cité dans un message précédent.
• La temporisation est calculable avec la formule θ= 0,45 × R_EXT × C_EXT. Avec les valeurs du schéma θ= 0,45 × 820 × 10³ × 4,7 ×10⁶ soit θ= 1,7 seconde.
  
  
  
  • La temporisation pourra être portée à 1,9 seconde avec une résistance R_EXT de 910 kΩ, le datasheet du 74HC123 recommandant de pas utiliser de valeur supérieure à 1 MΩ.
  • Il faut éviter l'emploi d'un condensateur chimique pour C_EXT et lui préférer un condensateur à film plastique malgré sa taille et la difficulté à trouver une valeur supérieure à 4,7µF.
• Le schéma global a été modifié pour créer un nouveau rail sur lequel se raccordent tous les points froids des bobines de relais.
  Ce rail séparé est interconnecté en temps normal au rail du 0 volt à travers un transistor BUZ11 en boîtier TO220.
  L'emploi d'un MOSFET de puissance est préférable à celui d'un relais dont le contact ne pourrait réagir instantanément à l'impulsion d'inhibition issue du monostable.

Le schéma global, avec l'adjonction d'un rail séparé commun à tous les points froids des bobines de relais :

La diode 1N4004 en // sur chaque bobine de relais est impérative pour absorber la surtension produite lors de la coupure d'alimentation de la bobine. Elles sont indispensables pour une bonne détection des changements de position du commutateur.

[gc339]

Quel caractéristiques devront avoir les diodes utilisés pour les signaux des boutons/joysticks ? J'ai écrit " BAT42" ou "BAT43" sur le site de Conrad, mais je n'ai pas trouver grand-chose.

Réponse à ce message créé ce jour à 19H10 puis supprimé par son auteur moins d'une heure plus tard :

Il vaut mieux éviter de commander ces diodes chez Conrad et consorts, ils sont beaucoup trop cher et les frais d'expédition qu'ils pratiquent n'arrangent rien non plus.
La meilleure solution a été pour moi de les acheter à un vendeur eBay allemand. Actuellement il y a deux offres de vendeurs allemands sur ce site et ils acceptent PayPal :

• Un premier vendeur propose le lot de 50 × BAT43 pour 2,45€ et 3,90€ de frais de port (0,20€ par lot supplémentaire).
• Un second vendeur propose le lot de 50 pour 2,99€ et 3,50€ de frais de port quelque soit le nombre de lots achetés.

Il suffit de les contacter puisque leur adresse email directe figure dans les annonces, j'ai pu ainsi acheter 350 diodes BAT43 pour 16,24€ frais de port inclus.
Chaque diode BAT43 me revient donc à moins de 5 centimes d'euro. A titre de comparaison Électronique Diffusion vend actuellement la BAT42 à 0,15€ et la BAT43 à 0,25€, frais de port exclus et sans remise par quantité apparente sur leur site de VPC.

[yarga]

Bonjours, est-ce qu'il existe d'autres modèle de diodes compatibles car je ne suis pas sur ebay, par contre j'ai un compte "ricardo" ( comme ebay mais pour la suisse) et là il y a aussi un vendeur qui vend des lots de diodes pas trop cher, mais il n'y à pas un de ces deux modèles? Comme je ne n'y connait pas trop, est-ce que un de ces modèles est compatible: 1n649,  by255, baw76 et 1n4007 ?
Merci pour votre réponse

[gc339]

Comme je ne n'y connait pas trop, est-ce que un de ces modèles est compatible: 1n649,  by255, baw76 et 1n4007 ?

Les diodes BAT42 ou BAT43 sont des diodes schottky, c'est à dire des diodes à faible seuil, la chute de tension dans le sens passant est de l'ordre de 0,3 volt.
Les diodes citées sont des diodes silicium ordinaires dont la chute de tension dans le sens passant est supérieure, de l'ordre de 0,6/0,7 volt. Voir à ce sujet ce message du présent fil de discussion, il y est expliqué pourquoi les diodes schottky sont préférables dans cet emploi aux diodes ordinaires.

car je ne suis pas sur ebay, par contre j'ai un compte "ricardo" ( comme ebay mais pour la suisse)

Vu, ebay.ch n'existe qu'en langue allemande. Par contre rien ne t'empêche de t'inscrire sur ebay.fr et de spécifier ton adresse en Suisse, la liste déroulante du champ "Pays ou région" permet de se localiser dans n'importe quel pays de la planète.
Un non-inscrit ou un visiteur anonyme peut très bien rechercher les annonces eBay susceptibles de l'intéresser, en l'occurrence celles des deux vendeurs de diodes BAT42/BAT43 déjà cités. Ensuite, il suffit de récupérer l'adresse email que chacun de ces deux vendeurs a pris soin de mentionner dans son annonce pour le contacter en direct.
Le compte PayPal n'est pas indispensable pour payer ces achats puisque ces deux vendeurs acceptent aussi les virements bancaires, le transfert d'argent est par contre beaucoup plus rapide avec PayPal.

[gc339]

Le boîtier de la télécommande

Ce sera un boîtier BOPLA T-889 ivoire :

Dimensions : 150×125×30/15 mm
http://www.bopla.de/uploads/tx_commerce/mediando/P_Zeichnungen_PDF/47899001__2301981.pdf

En fait le choix du boîtier est connexe à celui du clavier. Seul Selectronic proposait en ligne un clavier alphanumérique de marque Secme et le boîtier a donc été commandé de pair avec ce clavier pour mieux rentabiliser les frais de port.

La description du dit clavier ainsi que la photo associée ne devaient pas être contractuelles puisque j'ai en fait reçu un clavier téléphonique 16 touches de marque Velleman à la place, celui que tous les détaillant vendent et que je voulais éviter d'acheter.


[EDIT = ON : Dimanche 18 Septembre 2011]
Sélectronic ne propose plus le clavier Secme sur son site de VPC, il a été remplacé par le clavier Velleman.
Le site de "L'impusion" propose ce clavier Secme sous la référence ECO 16 250 06 :
http://www.limpulsion.fr/?c=art&sc=fic&idart=ECO1625006&msc=fam&mrt=inter&mview=50&moffset=2
[EDIT = OFF]

Le clavier téléphonique Velleman reçu en lieu et place du clavier alphanumérique Secme

La découpe du couvercle avec le clavier Velleman modifié en clavier pseudo alphanumérique compatible avec le matriçage imposé par l'encodeur MM74C922 :

les touches "étoile" et "dièse" figurent les touches "E" et "F" du clavier alphanumérique.

La découpe dans le couvercle a été réalisée de façon standard : traçage, perçage d'une trou pour y insérer la lame d'une scie à chantourner, sciage à l'intérieur du tracé, finition et ajustage de la découpe à la lime.

La disposition des touches du clavier Velleman est relativement facile à modifier.
Le clavier est constitué principalement de quatre éléments : le cache noir ajouré, les cabochons de touche, la membrane et le circuit imprimé.
Le cache maintient les cabochons en appui sur la membrane et plaque celle-ci contre le circuit imprimé qui fait office de plaque de fond. Quatre tiges cylindriques du cache traversent le circuit imprimé à chaque angle, leurs extrémités ont été ramollies à la chaleur pour sceller l'ensemble.
Pour ouvrir le clavier, il faut d'abord éliminer le plastique fondu des 4 scellements avec un cutter. Puis glisser la lame de ce cutter entre le cache et le circuit imprimé pour s'en servir de levier afin de déboîter les 4 tiges qui verrouillaient l'ensemble.
Une fois le cache dégagé, c'est un jeu d'enfant que de redisposer les cabochons dans l'ordre désiré, il ne reste alors lus qu'à reclipser le cache et resceller le clavier en faisant fondre ce qui reste des 4 tiges avec la panne d'un fer à souder.



Le clavier est maintenu en place dans la découpe du couvercle par deux brides en plexiglass épaisseur 3 mm. Cette épaisseur de 3 mm correspond pile poil à la différence de hauteur entre le fond du clavier et le sommet des colonnettes de fixation.
Les extrémités des brides doivent englober les colonnettes Ø6 mm du couvercle, à cet effet elles ont été percées au Ø6,5 mm et leur face supérieure est maintenue au ras du sommet des colonnettes grâce aux rondelles Ø10 mm, les têtes de vis ayant un Ø trop faible.

Vue des brides de fixation à l'arrière du couvercle.


Face avant du couvercle avec le clavier en place.

Un circuit-imprimé prépercé avec de simples pastilles est fixé sur les colonnettes, par dessus les brides, il remplace avantageusement les rondelles de la photo précédente tout en renforçant la rigidité globale.

L'espacement de 3 mm maintenu par les brides entre le fond du clavier et la face pastillée du circuit-imprimé est confortable vis à vis de l'épaisseur des soudures de tous les composants qui vont être cablés sur ce circuit-imprimé.

Les premiers composants en place : barrettes à wrapper, supports des circuits-intégrés.
Le coupleur pour piles AA rentre sans problème, ce qui n'est plus le cas quand on l'équipe de son connecteur, il faudra probablement s'en passer et souder les fils de sortie directement sur les contacts du coupleur ou alors le remplacer par un coupleur de piles AAA beaucoup moins large.
Des accumulateurs NiMH devraient convenir, j'ai mesuré une tension de 4,95 volts avec les accumulateurs à demi-déchargé de la photo. Cette tension est très proche des 5 volts nominaux nécessités par le module émetteur TX-SAW MID/5V Aurel.



Normalement le boîtier BOPLA T-889 est conçu en forme de petit pupitre aux dimensions 15×12,5 cm dont l'épaisseur varie de 1,5 à 3 cm. Les deux coquilles, couvercle et fond devant être assemblées comme ci-dessous :

J'ai découvert par la suite que les deux coquilles étaient en fait mécaniquement réversibles et rien n'empêche d'en inverser une par rapport à l'autre pour obtenir un boîtier d'une épaisseur constante de 2,4 cm.

Bien que l'esthétique originale s'en retrouve chamboulée et que la nouvelle soit tout à fait discutable, c'est la disposition que je vais conserver car une hauteur constante facilite grandement l'installation des sous-ensembles de la télécommande à l'intérieur du boîtier.

Maintenant, il reste encore à immobiliser le coupleur de piles afin qu'il ne se balade pas à l'intérieur du boîtier tout en le conservant amovible pour le remplacement des piles. Ensuite pourra s'effectuer le câblage en mini-wrapping.



Et pour conclure, un gif animé sur le fonctionnement de la paire de circuits encodeur/décodeur 45026/45027 :

http://microc.galeon.com/controlre3.htm

[gc339]

Câblage de la télécommande.

Le câblage est réalisé en miniwrapping avec des barrettes à picots. Le wrapping est ainsi effectué coté composants ce qui permet d'utiliser des supports standards et surtout d'obtenir une épaisseur réduite pour ce montage. L'emploi de supports à wrapper aurait imposé une épaisseur plus conséquente à cause de la longueur de leurs tiges à wrapper.

Des accumulateurs NiMH au format AAA ont été préférés au format AA de ceux de la précédente photo. Leur taille plus réduite permet de les loger plus facilement dans le boîtier.
Le coupleur quadruple comportant aucune oreille pour sa fixation, un berceau a été réalisé dans un bout de plexiglass de 6 mm. Un évidement central de mêmes dimensions que celles du coupleur permet de l'immobiliser en place.

1^er test sans le module émetteur Aurel.

L'analyseur Scanalogic2 a été utilisé pour visualiser les trames émises par le télécommande :

http://www.ikalogic.com/scanalogic2/

• La trace bleue correspond au signal DA (Data Available) de l'encodeur de clavier MM74C922. Un état haut indique l'enfoncement d'une touche, ici en l'occurrence, c'est la touche "A" (10 en décimal) qui est appuyée.
• La trace jaune correspond au signal émis par l'encodeur 45026, broche 15 : D_OUT
• Le signal en rouge correspond à l'horloge qui assure le cadencement interne de l'encodeur 45026, elle est prélevée sur sa broche 12 : C_TC

Environ 11 ms après la détection de l'enfoncement d'une touche (passage du signal DA à l'état haut), l'encodeur émet la première trame, cette trame est répétée cycliquement avec un repos de 15 ms ente chaque jusqu'à ce que la touche soit relâchée (retour de DA à l'état bas).

La trame comporte 9 séquences correspondant aux 5 valeurs ternaires de l'adressage (A1...A5), A1 émise en premier, suivies des 4 bits du code touche (D6...D9). Chaque séquence comporte 2 impulsions à l'état haut reflétant la valeur ternaire/binaire sur chaque entrée de l'encodeur 45026 avec le codage suivant :

• État 0 (entrée au niveau 0 volt) : 2 impulsions courtes.
• État 1 (entrée au niveau + 5 volts) : 2 impulsions longues.
• État 2 (entrée en l'air, non connectée) : 1 impulsion longue suivie d'une impulsion courte.

Sur le montage testé, l'entrée A1 est connectée au 0 volt (état 0) et les 4 autres entrées d'adressage A2 à A5 sont laissées en l'air (état 2). Le code de la touche "A" correspond respectivement aux états binaires 0, 1, 0 et 1 sur les entrées D6, D7, D8 et D9.

• A1 = 0 : 2 impulsions courtes en premier.
• A2 = A3 = A4 = A5 = 2 : une impulsion longue suivie d'une impulsion courte chacun.
• Le code de la touche, bits D6, D7, D8, et en dernier D9 :
  
  
  • D6 = 0 : 2 impulsions courtes.
  • D7 = 1 : 2 impulsions longues.
  • D8 = 0 : 2 impulsions courtes.
  • D9 = 1 : 2 impulsions longues.
• Une pause de 15 ms fait fonction de séparateur entre deux trames consécutives.

Prochaine étape : câblage et test avec le module émetteur Aurel...

[gc339]

Installation de l'antenne dans la télécommande.

Les documents relatifs à l'antenne d'émission n'incitent pas à la réaliser si on ne dispose pas des appareils de mesure appropriés :

• http://www.rfm.com/corp/appdata/antenna.pdf
• http://www.telecontrolli.com/area-documenti-tecnici/96-antenna-design-considerations_it.html

Autant utiliser une antenne du commerce pour simplifier le problème.  



L'antenne flexible :

Aurel commercialise bien une antenne flexible pour ses modules, c'est une antenne dont l'embase est prévue pour se fixer sur le boîtier, sa tige caoutchoutée à l'extérieur :

http://www.aurelwireless.com/wp-content/uploads/shortform/650200448G_sf.pdf

Cette antenne Aurel n'est pas des plus appropriée pour un boîtier plastique bien qu'une longueur calibrée de fil rouge soit livré avec elle pour lui servir de "contrepoids", office qui aurait du normalement être assurée par le boîtier si celui-ci avait été métallique.



L'antenne céramique multi-couches :

Les technologies GSM, GPS ... ont favorisé le développement de puces antenne céramique multi-couches, ces puces permettent de réduire la taille de l'antenne à une surface de 4 ×7 cm dans le cas du 433 MHz, comme les 6/7^em de cette surface correspondent à une surface de cuivre "contrepoids", le module émetteur peut être localisé au-dessus.
Ce type d'antenne aurait convenu à merveille pour cette télécommande si elle avait été réalisée en circuit-imprimé double-face plutôt qu'en miniwrappig.

La puce antenne céramique Yageo/Phycomp 38 mm×7 mm		La puce antenne céramique Yageo/Phycomp 12 mm×4 mm
Disposition de la puce 38×7 (en bleu) sur le circuit imprimé double-face.		Disposition de la puce 12×4 (en bleu) sur le circuit imprimé double-face.
Le datasheet de l'antenne 38×7 : http://www.farnell.com/datasheets/311705.pdf		Le datasheet de l'antenne 12×4 : http://www.farnell.com/datasheets/48858.pdf

L'antenne patch :

• http://en.wikipedia.org/wiki/Patch_antenna
• http://fr.wikipedia.org/wiki/Antenne_patch

Lextronic distribue une antenne patch pour le 433 MHz : Référence : ANT433-PAT3 :

Antenne "patch" rectangulaire (pour émission ou réception) Fixation par adhésif double face Dimensions: 117 × 20 × 4 mm Sortie sur câble coaxial (1,90 m env.) Sortie sur connecteur SMA mâle reverse. Bande : 433 MHz WSWR <= 1,5 Gain : 2,5 dBi Puissance max : 1 W Impédance : 50 ohms Polarisation : verticale

Cette antenne patch distribuée par Lextronic ressemble bigrement au modèle BY-433-05 de Beyondoor :

Product Description Frequency(MHz) : 433±15 Bandwidth(MHz) : 30 VSWR = 1.5 Gain(dBi) : 2.15 Max Input power(W) : 60 Input Impedance(O) : 50 Polarization : Vertical Size(mm) : 115 × 22 × 4 Cable Length(m) : 2,3,5 etc. Cable Type : RG174 Connector : SMA/SMB/SMC/BNC/FME/TNC/MCX/MMCX etc. Mounting : Adhesive

C'est le type d'antenne le plus approprié pour cette télécommande :

• Sa sortie sur câble coaxial mince type RG174 facilite le raccordement sur les broches de sorties du module émetteur Aurel TX-SAW MID/5V. Il suffit de :
  
  
  
  • Dénuder le câble pour mettre à jour la tresse et l'âme centrale.
  • Souder sa tresse sur l'une des broches de masse (broche 7 ou 9 ).
  • Souder son âme sur la sortie RF (broche 8 ).
• Ses dimensions sont compatibles avec le boîtier Bopla T899 pour qu'elle soit logeable à l'intérieur.

La face rouge estampillée "3M" correspond à la pellicule de protection de l'adhésif qui doit être retirée pour pouvoir coller l'antenne sur son support.

Le boîtier de cette télécommande, qu'il soit maintenu à une ou deux mains, est généralement saisi par sa moitié inférieure plutôt que par sa partie supérieure. La meilleure solution serait d'incorporer cette antenne en haut du boîtier pour minimiser les effets dus aux mains de l'opérateur.
L'antenne pourrait donc être installée parallèlement au coupleur de piles, quitte à rapprocher ce dernier du clavier pour gagner la place nécessaire.

Le boîtier Bopla T899 ayant une largeur intérieure de 117,5 mm et l'antenne "patch" une longueur de 116 mm (115,8 exactement), cette disposition était possible puisqu'il restait 1,5 mm d'espace. Cela était sans compter sur le rayon de courbure minimal du câble RG 174 qui ressort par une des extrémités. Ce rayon de courbure minimal (Minimum Bend Radius ) étant de 10,5 mm pour le câble RG174, cette disposition n'est mécaniquement pas viable.

La seule autre possibilité est de disposer l'antenne "patch" dans la longueur du boîtier, puisque cette dernière  mesure 142,5 mm, le plus au centre possible pour minimiser les effets dus aux paumes des mains qui enserrent les flancs du boîtier.
Les accumulateurs Ni-MH dans le coupleur ayant une épaisseur de 12,5 mm et le boîtier une hauteur intérieure de 17 mm, il ne reste pas assez de marge pour loger les 4 mm de l'antenne plus un quelconque support de fixation dans l'espace restant. L'antenne devra donc être disposée à coté du coupleur de piles et non pas au-dessus, ce dernier devra être remplacé par un modèle plus compact, ce sera le modèle carré où les quatre piles sont disposées tête bêche comme des sardines :

Le coupleur de piles compact en place :

• Le berceau qui maintient le coupleur de piles a été refait en plexiglass de 3 mm, il sert maintenant aussi de bride pour maintenir le haut du clavier.
• Une des colonnettes du boîtier a été sacrifiée pour pouvoir loger le coupleur.
• Autour des deux colonnettes supérieures, des entretoises sciées dans un tube d'aluminium de Ø intérieur 6 mm, maintiennent le berceau à une hauteur de 3 mm correspondant à l'épaisseur du clavier.

L'antenne "patch" sera fixée à gauche du coupleur, la plus éloignée possible du bord gauche du boîtier à défaut de position centrale.

L'antenne "patch" en place. Elle est maintenue par sa face autocollante sur un support en plexiglass de 3 mm, lui même fixé par deux vis contre le circuit imprimé pour que l'ensemble soit démontable.
Cet arrangement permet d'obtenir un rayon de courbure du câble RG174  supérieur au rayon minimal et aussi une grande longueur de ce câble pour faciliter toute modification ultérieure.
Normalement le lobe principal de rayonnement de cette antenne patch devrait se trouver coté bombé, à l'opposé de la face autocollante, donc dirigé vers le fond du boîtier de la télécommande où il n'y a aucune masse métallique pour le perturber.

Il ne reste plus qu'à câbler le module émetteur Aurel et vérifier le bon fonctionnement de cette télécommande une fois terminée...

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Test de la télécommande



Tout d'abord câblage et fixation du module émetteur Aurel TX-SAW-MID/5V :

Le module devant être facilement déconnectable, il sera enfiché dans des contacts tulipe. Le module ne pouvant être disposé perpendiculairement au circuit imprimé pour une question de hauteur, il devra être couché à plat. Des barrettes de contacts tulipe coudées seront donc nécessaires :

Comme je n'avais pas ce type de barrette sous la main, qu'il ne fallait que 6 contacts, et que par contre je disposais de quelques exemplaires à wrapper :

J'ai transformé une barrette à wrapper comme celle ci-dessus en deux morceaux de barrettes coudées. Il a fallu préalablement cliver la barrette en deux plus petites, puis ensuite plier à 90° les queues à wrapper des 2 morceaux à 2 mm de la tulipe à l'aide d'une pince plate.
Les deux barrettes ainsi coudées ont été montées sur le circuit imprimé. Une fois soudées, l'excédent de queues à wrapper a été coupé puisque le mini-wrapping s'effectue coté composants.

Le module émetteur Aurel TX-SAW-MID/5V en place :

• Le câble coaxial RG174 a directement été soudé sur les contacts tulipe, âme en 8 (RF Output) et tresse en 7 (Ground). Il est maintenu mécaniquement en place par deux brides en fil de cuivre étamé.
  
• Le câblage de tous les autres contacts (Tx Dati, bus d'alimentation) est réalisé en miniwrapping coté composants.
• Les contacts de masse 2, 7 et 9 (Ground) sont interconnectés par un fil de cuivre étamé de 10/10 soudé coté soudures.

Quelques indications supplémentaires sur cette télécommande :

• Consommation au repos : ≈200 µA, lors de l'appui sur une touche : ≈7 mA.
• Poids : 310 grammes avec les accumulateurs, 255 grammes sans ceux-ci.

L'autonomie avec des accumulateurs format AAA de 1000 mAh convenablement chargés serait de 1000 ÷ 0,2 soit 5000 heures, valeur théorique qui ne correspond en rien à la réalité puisque les accumulateurs Ni-MH s'auto-déchargent mensuellement de 20% de leur capacité (1 mois de 30 jours = 720 heures) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_nickel-hydrure_m%C3%A9tallique



Et pour en finir, le schéma final de la télécommande :

L'alimentation +5 volts est directement issue du coupleur de piles (4 accumulateurs Ni-MH format AAA )

Le test de la télécommande à proprement parler :

Pour tester la télécommande et son émetteur, il faut un récepteur :

• Pour mesurer le champ reçu par le récepteur, c'est à dire la puissance reçue en sortie de l'antenne de réception ou en entrée du récepteur.
  Ce champ reçu est fonction de la puissance rayonnée par l'antenne de la télécommande et inversement proportionnel au carré de la distance entre les deux antennes.
  Cette mesure devrait permettre de connaitre la portée théorique en espace libre du couple télécommande/récepteur de test.
• Pour analyser la trame émise par la télécommande et vérifier qu'elle est conforme et non altérée par la liaison radio.

Le module récepteur Aurel de type RX-4MM5 a été câblé à la hussarde sur un bout de circuit imprimé à l'aide d'une barrette à wrapper.

• Alimentation simplement réalisée avec un coupleur équipé de 4 accumulateurs Ni-MH, condensateur de découplage de 0,1 µF céramique préconisé par Aurel omis.
• Aucune antenne, rien n'est connecté sur la broche impliquée (3).
• Idem pour le condensateur de 10 µF sur la broche "RSSI OUT" (14), il a aussi été omis.
• Le Contrôle Automatique de Gain ou CAG (broche 11 : AGC On-Off ) n'est pas inhibé, il est actif puisque la broche 11 n'est pas connectée.
• Juste un bout de fil wrappé (orange) sur les broches "RSSI OUT" pour mesurer le champ reçu avec un voltmètre, un autre (blanc) sur la broche 14 "Data output" pour raccorder l'analyseur logique IKALOGIC et enfin un dernier (bleu) pour la masse commune.

La mesure du champ reçu :

• Sans aucun champ reçu, c'est à dire aucune touche de pressée sur la télécommande, la tension mesurée sur la broche "RSSI OUT" (14) du récepteur Aurel est de 1,27 volt, ce qui est tout à fait conforme à la figure 1 (RSSI output with AGC disabled ) de l'user manual du récepteur RX-4MM5.
• Émission activée par l'appui sur une touche, la tension mesurée sur la broche "RSSI OUT" est de 1,65 volts quand la télécommande est éloignée d'environ 4 mètres et de 1,85 volts quand elle est à proximité immédiate.
  A partir de ces 2 dernières tensions mesurées, on ne peut rien déduire de la courbe de la figure 1 précitée sur la puissance exacte reçue en entrée du récepteur car le Contrôle Automatique de Gain ou CAG est actif.
  
  
  
  • En supposant que le CAG (ou AGC) soit inhibé (broche 11 au + 5 volts) on pourrait déjà constater que le champ reçu est plus que confortable pour assurer une transmission correcte des ordres puisque supérieur de 3 décades de dBm au champ minimal de -110 dBm ( une différence de 30dBm équivaut à une puissance reçue 1000 fois supérieure ).
  • En fait, avec le CAG non inhibé, cette puissance reçue est bien supérieure à celle que l'on pourrait déduire de la courbe de la figure 1 car la régulation "CAG" diminue le gain du récepteur avec l'accroissement de la puissance reçue.

Graphe ci-dessus issu de l'user manual du récepteur RX-4MM5 Aurel.

La trame en sortie du récepteur :

En cours de rédaction ...

[Iro]

Super travail !!!!