Techniques d'astronome amateur Dossiers techniques

Télécommande radio 27MHz pour télescope

Radiocommande 27MHz du télescope TITAN. Remarquez les 3 LED d'éclairage sur l'avant du boîtier qui sont commandées par le bouton vert, les 4 boutons de commande (bleus) correspondants aux 4 points cardinaux, l'interrupteur Marche/Arrêt à gauche et l'interrupteur de droite qui permet le choix de la rapidité de la retouche (Rapide ou Lent).
Cette page décrit notre premier système de télécommande radio qui fonctionne encore sur plusieurs de nos télescopes. Je dois préciser que je l'ai conçu avec le circuit SAA1042 qui est aujourd'hui obsolète. Je ne peux donc pas recommander sa fabrication, je vous conseille plutôt de réaliser la télécommande 300MHz pour télescope.

Je vous propose donc ces plans pour votre information... ou votre inspiration...

Sur chacun des cadres suivants figurent les graphiques et schémas nécessaires pour réaliser un circuit imprimé. En cliquant dans le cadre, vous accèderez au dessin détaillé du circuit imprimé correspondant grâce auquel vous pourrez établir le masque.

Principe de cette télécommande 27MHz :

Le boîtier de commande possède quatre boutons qui correspondent aux quatre directions possibles pour la retouche et un interrupteur pour indiquer la vitesse du mouvement. Le signal HF émis est modulé en fréquence par une à quatre fréquences BF dont la présence ou l'absence code la direction et la vitesse de la retouche.

Le récepteur décode ce signal avec un système de filtres et de détecteurs qui vérifie la présence des fréquences BF. La commande ainsi identifiée est transmise au variateur du moteur concerné (ascension droite ou déclinaison). Deux vitesses de correction sont possibles. La vitesse lente correspond à un déplacement de l'objet dans le champ du télescope avec la vitesse du mouvement diurne. La vitesse rapide correspond à 10 fois la vitesse du mouvement diurne.

Avertissement ! Le système de télécommande radio que je décris ci-dessous émet des signaux radio sur une fréquence de la bande des 27MHz.
En France, l'utilisation de ce domaine de fréquences est réservé à la CB et aux télécommandes.
Le système de télécommande ci-après n'est pas homologué mais je considère que le niveau de puissance qu'il émet est négligeable car extrêmement faible. Toutefois, je ne l'ai pas mesuré et je ne peux pas garantir qu'il est acceptable par la règlementation en vigueur en France. En conséquence, avant d'utiliser ce dispositif, vous devrez vérifier sa légalité.


L'émetteur radio 27MHz :

L'information est transmise par un signal BF qui vient moduler en fréquence un oscillateur différentiel à 455kHz constitué par T1, T2 et le filtre FI 4101A.

Ce signal est ensuite mélangé avec celui d'un oscillateur à quartz 27MHz par le circuit S042P. En fait, le quartz doit avoir une fréquence de résonnance inférieure de 455kHz à celle que l'on veut émettre, certains fournisseurs le qualifient de quartz pour réception. Dans ce système de télécommande, les quartzs d'émission et de réception ont la même fréquence de résonnance.

A la sortie du SO42P, le filtre composé par C5 et Tr2 permet de sélectionner le signal dont la fréquence vaut la somme du signal 455kHz et de la fréquence d'oscillation du quartz. Il est ensuite amplifié par T3 puis appliqué dans un circuit oscillant dont la bobine est imprimée sur le circuit.

Le rayonnement est assuré par un petit bout de fil de cuivre faisant office d'antenne et par le rayonnement naturel de la bobine imprimée.

Notez la présence d'un strap, c'est un simple bout de fil électrique.

J'effectue le réglage de cet émetteur en captant son rayonnement avec une bobine que je relie tout d'abord à l'entrée d'un oscilloscope. J'agis alors sur le condensateur Cv pour augmenter au maximum l'amplitude du signal affiché puis je fais de même avec le transformateur Tr2.

Pour ces réglages, il est indispensable d'employer un tournevis isolant car l'approche d'un classique tournevis métallique influencerait le circuit oscillant et rendrait impossible le réglage fin. J'ai fabriqué mon tournevis isolant avec une bande d'époxy de circuit imprimé que j'ai débarrassée de sa couche de cuivre et dont j'ai affuté l'extrémité avec une meule.

Ensuite, je relie la bobine à un fréquencemètre et j'ajuste précisément la fréquence à la valeur voulue en agissant sur le transformateur Tr1.

Le multivibrateur de l'émetteur 27MHz

L'ordre à transmettre est codé sous la forme de 4 fréquences BF. Par leur présence ou leur absence, elles composent un mot de 4 bit. Ainsi, si on transmet seulement la fréquence 1 le mot composé est 1000.

En fait, j'ai décidé d'émettre la fréquence 1 pour chaque commande. Sa présence témoigne donc qu'un ordre est transmis. Pour cela, il ne faut pas oublier de souder le strap indiqué sur le schéma suivant. C'est la combinaison des trois autres fréquences, choisies par le circuit de commande de l'émetteur, qui désigne la commande concernée. Le système peut désigner 8 ordres différents (1000 à 1111).

Voici les valeurs que j'utilise pour ces fréquences :
F1 = 660 Hz
F2 = 760 Hz
F3 = 870 Hz
F4 = 1000 Hz

La génération des fréquences est assurée par quatre multivibrateurs astables conçus avec des circuits ICM75555. La fréquence de chacun d'eux peut être ajustée grâce au potentiomètre qui lui est associé.

IMPORTANT : Pour les composants IC1 à IC4, il ne faut surtout pas employer la version CMOS (c'est à dire ICM7555) car le principe de ce dispositif est incompatible avec cette technologie. J'ai perdu beaucoup de temps et d'énergie avant de l'apprendre.
Les premiers circuits que j'ai construits selon ce plan fonctionnaient très bien avec des NE555 mais j'ai voulu essayer le ICM7555 pour une nouvelle réalisation. C'est alors que j'ai constaté un dysfonctionnement désagréable et incompréhensible. Les multivibrateurs pouvaient démarrer instantanément (c'est ce que je souhaitais) ou mettre plusieurs secondes avant de fonctionner, et ce délai était différent à chaque fois!
L'explication de ce problème réside dans la rapidité d'établissement de la tension d'alimentation. En l'absence de commande, ce circuit n'est pas alimenté. L'appui sur un bouton de commande provoque une brutale mise sous tension des circuits de l'émetteur qui est incompatible avec les circuits CMOS. Un tel cas de mise sous tension rapide peut provoquer un dysfonctionnement des circuits logiques CMOS qui peuvent prendre des états "logiques" incohérents avec leurs fonctions normales.

Le circuit de commande de l'émetteur 27MHz

Câblage de l'émetteur 27MHz


Les récepteurs 27MHz

Ce dispositif comprend deux récepteurs. Il y en a un qui commande le moteur d'ascension droite, il est placé sur le socle du télescope. Le deuxième commande le moteur de déclinaison, il est installé sur le tube de l'instrument.

Trois circuits sont identiques sur ces deux équipements, il s'agit de l'alimentation, du récepteur et du circuit de filtrage et détection.

L'alimentation du récepteur 27MHz

Cette alimentation comprend un limiteur de décharge de la batterie semblable à celui qui est présent sur l'alimentation du récepteur 300MHz.

Ce circuit comprend aussi le décodeur (IC1) qui pilote les 4 LED indicatrices de la direction des commandes.

L'éclairement de la LED D8 témoigne de l'état de charge de la batterie. Elle s'éteint quand la charge est insuffisante. Dès lors, le limiteur de décharge ne va pas tarder à interrompre l'alimentation électrique du récepteur.

Le circuit du récepteur 27MHz

Ce module doit être monté sur un circuit imprimé double face. Les deux faces sont reliées entre elles par trois straps recto-verso. Chacun d'eux est constitué par un fil de cuivre soudé sur chacune des deux faces. Ils sont situés sous les circuits intégrés IC1, IC2 et IC3.

Pour être fonctionnel, ce récepteur doit être relié à une antenne sommaire. Un bout de fil électrique d'une cinquantaine de centimètres punaisé sur le télescope (en bois) pourra fort bien faire l'affaire.

Après avoir monté ce circuit, il convient de l'accorder sur la fréquence de l'émetteur. Pour cela, on mesure la tension de la fréquence intermédiaire (455 kHz) entre les points P1 et P2 avec un oscilloscope. On le relie ensuite à une antenne (un bout de fil conducteur) et à la tension d'alimentation, on met en marche l'émetteur et on règle successivement les transformateurs Tr1, Tr2 et Tr3 avec un tournevis isolant dans le but de faire augmenter au maximum la tension visualisée par l'oscilloscope.

Pour le réglage du démodulateur, on connecte l'oscilloscope sur le fil de la résistance R5 qui est relié au condensateur C5. On met en marche l'émetteur et on recherche alors à obtenir le signal maximum en agissant sur le transformateur Tr4.

Pour le réglage final, il faut relier l'entrée du l'oscilloscope sur le signal de sortie BF. On met en marche l'émetteur en appuyant sur le bouton B4 en mode "Avance Rapide". En agissant sur la résistance variable Rv, on règle le niveau du signal BF pour qu'il soit maximal sans saturation (en fait, une légère saturation peut être bénéfique pour la sensibilité).

Filtres et détection du récepteur 27MHz

Ce dispositif isole une fréquence BF avec un filtre à variable d'état et la détecte avec un redresseur à diodes. En sortie, il fournit le signal Fx qui est à l'état bas quand la fréquence correspondante est détectée. Ce circuit comprend deux ensembles de filtrage et détection. Il faut donc deux de ces circuits par récepteur pour interpréter les quatre fréquences BF qui codent la commande.

Sur le circuit imprimé, les deux modules indépendants sont séparés par l'alimentation IC2.Celle-ci fournit une masse fictive aux amplificateurs opérationnels. Ceux-ci fonctionnent ainsi comme s'ils étaient reliés à une alimentation symétrique.

Le filtre doit tout d'abord être accordé sur la fréquence souhaitée en agissant sur Rv.

Nous utilisons parfois nos télescopes à des températures aussi basses que -20°C. Pour que ce circuit fonctionne correctement dans ces conditions nous avons appris qu'il faut choisir des circuits à boîtier céramique pour IC1 et IC1'.

Faites attention à ne pas oublier le strap.

Décodage du récepteur d'ascension droite 27MHz

Ce circuit interprète les signaux détectés pour commander le moteur d'entraînement. De plus, il possède une alarme sonore pour signaler que le secteur lisse va bientôt arriver en fin de course.

Ici aussi, les amplificateurs opérationnels IC1 et IC2 doivent être choisis avec un boîtier céramique.

Commande du moteur d'ascension droite

Le potentiomètre P (modèle 10 tours) permet un réglage fin de la vitesse du moteur et la résistance ajustable Aj sert au réglage de la vitesse maximale du moteur lors des retouches rapides.

Câblage du récepteur 27MHz d'ascension droite

Ce schéma ne montre pas le fusible de 1 Ampère qu'il faut placer entre l'alimentation et la batterie.

Le sens de rotation que nous obtenons pour le moteur est adapté à nos montures. Pour faire tourner le moteur en sens inverse, il suffit d'intervertir les fils gris et noir.



Décodage du récepteur de déclinaison 27MHz

Outre la fonction semblable au module d'ascension droite on trouve sur ce circuit le générateur de la fréquence de dérive grâce auquel l'utilisateur peut provoquer une dérive de l'instrument en déclinaison pour permet de suivre un astre errant (ex : une comète).

Je recommande de choisir pour IC1 et IC2 des circuits avec boîtiers céramique.

Commande du moteur de déclinaison

Le commutateur rotatif permet de choisir entre l'absence de mouvement de dérive en déclinaison et trois gammes de vitesses pour ce mouvement. Le réglage fin étant assuré par le potentiomètre 10 tours du circuit précédent.

Câblage du récepteur 27MHz de déclinaison

Ce schéma ne montre pas le fusible de 1 Ampère qu'il faut placer entre l'alimentation et la batterie.

Serge BERTORELLO

Electronique pour télescopes

Retour à la page d'accueil

© Serge BERTORELLO : Tous les documents présents sur ce site sont protégés par les lois sur les droits d'auteur.
La reproduction et la diffusion de ces documents sont interdites sans le consentement de l'auteur.