Un Récepteur 7 voies / 7 grammes double changement de fréquence pour Indoor ( ou autre)
Serge LAFOREST
Un peu d'histoire: Tout à commencé à la rencontre de Indoor de Chelles en octobre 1996. Cela m'a tellement emballé‚ que j'ai décidé de me lancer. Par contre il faut gagner du poids sur tout. Avec un ami nous avons projeté de fabriquer un Indoor pour la prochaine rencontre de Thiais un mois plus tard, le temps était compté. Lui fera l'avion ( tout en carbone), moi l'électronique en particulier le récepteur et le variateur, chacun son métier. Le jour de la rencontre de Thiais il était tout juste prêt; et il volait pas si mal que ca pour un premier Indoor. Depuis j'ai réalisé une dizaine de récepteurs et visiblement ils marchent même pour du "Outdoor" ( un moto planeur "Indoor" étant très limite pour faire du Indoor, ca serait plutôt un lancer main motorisé! !).
La technique: Le problème au début était de choisir les caractéristiques du récepteur: Encombrements donc poids, nombres de voies, type de modulation AM ou FM, simple ou double changement de fréquence, codage PCM ou PPM etc, etc.. Par élimination j'arrivais à une ébauche: modulation FM, (je n'ai que des émetteurs FM 41Mhz ), Codage PPM (PCM étant beaucoup plus complexe et donc plus lourd de plus des problèmes de disponibilité vont très certainement voir le jour rapidement), nombres de voies 7. La différence de poids de l'électronique entre 3 ou 7 voies étant minime. Objectif moins de 10 grammes. Donc tout en CMS ( nous verrons que les approvisionnements n'étant pas facile il faudra faire un compromis). Il restait le simple ou double changement de fréquence. Le simple changement a des avantages de "poids" : un quartz et un filtre en moins pour les éléments lourds. D'un autre coté les avions Indoor passent très près des antennes des autres, et à Chelles le hollandais volait seul pourquoi?? peur pour son magnifique Indoor ou peur des interférences? Donc dans le doute j'ai décidé de faire un double changement de fréquence. A vue de nez on devrait pouvoir faire quelque chose à moins de 10 grammes. Le pari est gagné : 7 grammes. Le problème suivant est de choisir le circuit intégré qui s'occupe de la partie réception proprement dite. Les questions d'approvisionnement arrivant, le choix va être limité, ce sera un Motorola, mais lequel? les derniers nés sortis ? non, ils ont trop de pattes, donc gros, donc lourds, de plus les pattes qui sont en plus servent pour des fonctionnalités que nous n'utilisons pas en modélisme (champmètre et squelch). Après élimination il restait le MC3335DW (CMS), de plus il fonctionne à partir de 2 Volts, gage de sécurité. Après, tout va très vite, un coup d'oeil sur les notes d'applications de Motorola quelques petites modifications et voila c'est fait. Il reste le décodage: un classique compteur décimal à 10 sorties 4017 CMS fera l'affaire, il sera capable de me sortir 7 voies. Une petite régulation d'alimentation avec une diode zener la dessus et le tour est joué en théorie bien sur.
La technique en détail: ( pas trop quand même). Le schéma théorique se trouve en figure 1. Le signal venant de l'antenne attaque le MC3335DW à travers un filtre d'entrée C9,C8 et L1, il est ensuite mélangé avec le premier oscillateur local constitué de R1, L2 et du quartz X2 ( votre fréquence d'émission moins 10.7 Mhz) puis il passe le filtre de 10.7 Mhz pour obtenir un signal centré sur 10.7 Mhz. On recommence avec ce nouveau signal ( C'est ca le double changement de fréquence). Il est mélangé avec le second oscillateur local (C1, C2, X1), puis il passe à travers le filtre FL1 de 455Khz. Ce signal centré sur 455 Khz est enfin appliqué au détecteur de quadrature (L3), noter que la résistance R7 est supprimée, la sortie "analogique" se retrouve sur la patte 12 du MC3335. On filtre ce signal avec R2, R3 et C5 ( et le MC3335) et l'on retrouve le signal "digital" en patte 14 du MC3335 prêt à être appliqué au décodeur. Voila pour la chaîne de réception, reste le décodage: le signal de la modulation arrive sur la patte d'horloge du 4017. Les composants C10, D2 et R6 sont là pour ré-initialiser le 4017 lorsque il arrive à la fin d'une trame. Les 7 voies sont aiguillées sur les sorties Q1 à Q7. L'alimentation est confiée à la diode zener D1 et à la résistance R5, le tout filtré par un condensateur C7.
Réalisation: La fabrication est assez dense: il ne faut pas avoir la maladie de Parkinson. A la base tout était conçu pour être en CMS, mais l'approvisionnement des deux filtres FL1 et FL2 pose problème donc le circuit imprimé est conçu pour des filtres CMS, mais dans la pratique on soudera des filtres "normaux". Les pastilles tombent assez bien quand mêmes lorsque on utilise ces filtres. Il faut impérativement respecter un ordre de montage sous peine de ne pas pouvoir souder le reste à la fin. Commencer par la face décodage ( photo 2). Souder le 4017 en premier puis tous les autres composants se trouvant sur ce coté, sur cette face l'ordre importe peu après avoir soudé le 4017. Sur le coté réception (photo 3), en premier on soudera le MC3335 puis tous les condensateurs CMS. Lorsque ceci est fait on soudera L1 puis L2, continuer par C1 puis FL1 (un point de cyanolite entre le filtre et le circuit imprimé évitera la rupture des fils à cause des vibrations moteurs). Pour X1 je vous conseille de mettre entre le quartz et le circuit imprimé un morceau de servo scotch afin d'éviter une éventuelle rupture de ces pattes due aux vibrations du moteur. Souder ensuite L3 puis FL2 et R1. Pour le quartz X2 deux méthodes ; soit vous achetez un quartz " CMS ", soit un quartz standard. Dans le cas ou vous optez pour le quartz standard souder les deux supports de quartz à l'horizontal sur le circuit imprimé coté MC3335, sinon soudez directement le quartz CMS coté 4017. Pour l'antenne là "c'est vous qui voyez" moi j'ai adopté une nouvelle loi: la longueur de l'antenne est égale à la longueur du fuselage!!!!, pas plus. . Je sais les puristes dirons qu'il faut tenir compte de la longueur d'onde mais c'est le meilleur compromis beauté / performances, de plus en Indoor on va rarement très loin. Par contre sur notre prototype de Indoor l'antenne était dans le fuselage, lui même constitué entièrement de carbone, les servos frétillaient dans tous les sens. Il a suffit de sortir l'antenne pour que tout rentre dans l'ordre, mais quand on est pressé on ne pense pas à tout.
Réglages: Il faut dans un premier temps commencer à faire " accrocher " le détecteur de quadrature. Connectez un servo sur une des voies du récepteur, connectez un oscilloscope sur la patte 12 du MC3335DW puis mettez sous tension le récepteur. Le réglage se fait en mettant sous tension votre émetteur près du récepteur. Tournez le noyau de ferrite L3 jusqu'à l'apparition du signal de démodulation, notez la position de la ferrite, continuez à tourner la ferrite L3 jusqu'à la disparition du signal, notez la position, puis réglez le noyau de ferrite au milieu de ces deux positions, voilà pour L3. Pour le bobinage d'entrée L1, l'oscilloscope étant toujours branché sur la patte 12 du MC3335, avec un tournevis HF ou autre mais pas d'outils en fer tournez le noyau de L1 pour obtenir le moins de souffle possible, petit à petit éloigner l'émetteur en reprenant ce réglage. Les réglages sont terminés, vérifiez que toutes les sorties du récepteur fonctionnent correctement en connectant un servo dessus.
Approvisionnement: Les composants utilisés se trouvent facilement chez les commerçants d'électronique à l'exception du MC3335DW qui lui est disponible chez NEWARK mais en quantité minimale de quatre (info du 24/2/2006 le MC3335DW serait disponible chez electronique-diffusion). Si vous êtes plusieurs à vouloir réaliser ce récepteur je peux sûrement m'occuper de l'approvisionnement de ce composant ainsi que du circuit imprimé. Une partie des composants se trouve chez LEXTRONIC (self, filtres, quartz et son support) et le reste, pour ma part, se trouve chez RS COMPOSANTS par correspondance, un peu cher mais livraison dès le lendemain. Si vous optez pour la version quartz CMS celui-ci peux être fabriqué par la société MATTEL, comptez 3 semaines de délai.
La liste des composants :
1 x ANTENNE 60cm de cable
1 x Circuit Imprimé
1 x C1 120pF
1 x C2 47pF
4 x C3,C4,C7,C10 100nF
1 x C5 47nF
1 x C6 22nF
1 x C8 22pF
1 x C9 1pF
1 x D1 BZV55 3.9V
1 x D2 BAS32L
1 x FL1 SFPC455D
1 x FL2 SFECA10.7MS3
1 x L1 2K159 miniature (A029)
1 x L2 1.5uH
1 x L3 680uH
1 x R1 470
1 x R2 47K
1 x R3 22K
1 x R4 10K
1 x R5 100
1 x R6 75K
1 x R7 Supprimé
1 x U1 MC3335DW
1 x U2 4017
1 x X1 10245Khz
1 x X2 30 Mhz ( Selon votre fréquence d'émission ex : pour 41.020 Mhz X2= 41.020 - 10.7 = 30.320 Mhz)
Tous les condensateurs sont des CMS au format CR0805 ou CR0603,les résistances sont des CMS au format CR0805, les diodes au format SOD80C.
Si vous souhaitez entrer en contact avec moi pour avoir plus de renseignements écrivez moi a l'adresse ci-dessous.
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Pour les branchés voici mes coordonnées : serge.laforest