Electronique > Réalisations > Télécommandes > Télécommande 005 [Pro]
Dernière mise à jour : 07/07/2019Présentation
Cette réalisation permet de piloter un équipement à distance en superposant des ordres de télécommande sur une liaison audio analogique filaire ou sans fil. Les ordres de télécommande sont inaudibles car à fréquence très basse (20 Hz, 27 Hz ou 40 Hz) ou très haute (supérieure à 20 kHz). Le choix de la "fréquence d'ordres" se fait en fonction de la bande passante du support de transmission (modulé ou non modulé, filaire ou sans fil). Par exemple pour un transport par radiodiffusion FM (bande passante du signal audio bornée de 40 Hz à 15 kHz) il faut utiliser une fréquence de télécommande basse de 27 Hz ou 40 Hz. Pour une liaison filaire, une fréquence de 20 Hz ou de 20 kHz est recommandée.Principe général de fonctionnement
Le système est composé de deux parties :- un "émetteur" qui superpose le signal de télécommande au signal audio utile
- un "récépteur" qui extrait le signal de télécommande du signal utile
L'émetteur comporte un quadruple générateur de signal sinusoïdal (20 Hz, 27 Hz, 40 Hz et 20 kHz) activé à la demande et superposé au signal audio utile (une seule fréquence doit être choisie parmi les quatre). L'émetteur fait donc à la fois office de générateur BF et de mélangeur. Le récepteur extrait le signal de télécommande du signal utile grace à des filtres et des décodeurs de tonalité, et active une sortie logique (ou relais) si le signal de télécommande reçu est valide.
Choix de la fréquence des signaux de télécommande
Le choix des fréquences proposées ici répond à une logique simple. Une fréquence de 20 Hz est inaudible mais ne passe pas forcément très bien dans tous les systèmes audio. Une fréquence de 27 Hz ou 40 Hz passe bien dans quasiment tous les systèmes audio, et est inaudible pour beaucoup de gens, mais sa présence, même brêve, peut cependant se faire "sentir" sur une installation hi-fi (surtout en présence d'un subwoofer). Il faudra donc, le cas échéant, procéder à des tests avec les équipements cibles pour déterminer le meilleur choix. La fréquence de 20 kHz n'a pas non plus été choisie au hasard. Quand j'ai entamé le développement de ce système, je comptais utiliser une fréquence de 25 kHz, située bien au-delà de la bande passante audible (pour liaison filaire uniquement). Mais cela peut poser un problème s'il reste un résidu de cette fréquence dans le signal délivré par le récépteur et que ce signal fait ensuite l'objet d'une conversion A/N (Analogique/Numérique) avec une fréquence d'échantillonnage Fe de 44,1 kHz ou 48 kHz (possible repliement de spectre gênant, si le filtre passe-bas qui précède le convertisseur A/N n'est pas de bonne facture). Pour éviter tout risque d'entendre des gazouillis désagréables dans le signal audio utile, il faut limiter la fréquence max du signal de télécommande à Fe/2, soit 22,05 kHz pour une Fe de 44,1 kHz (ou 24 kHz pour une Fe de 48 kHz). Mais dans la pratique, mieux vaut rester entre 20 kHz et 21 kHz. Ma préférence va au 20 kHz, qui selon moi est "moins risqué".Emetteur de télécommande obligatoire ?
Il faut bien émettre les signaux de télécommande... Mais il n'y a aucune obligation d'utiliser le générateur quadruple inclus dans l'émetteur-mélangeur que je propose. On peut en effet utiliser un quelconque générateur de signal matériel ou logiciel (émission manuelle ou automatisé par le biais d'un ordinateur) et effectuer le mélange avec le signal utile via une tranche de table de mixage dédiée pour la fonction de télécommande, avec son bouton Mute bien pratique.Schéma(s)
Le système est composé de deux parties, l'émetteur et le récepteur. Le lien entre les deux est assuré par une liaison filaire (asymétrique ou symétrique) ou sans fil.Emetteur
L'émetteur comporte un générateur BF qui délivre des signaux sinusoïdaux de 20 Hz, 27 Hz, 40 Hz et 20 kHz, et un mélangeur audio.Schéma non diffusé
Générateur de signaux
Les signaux BF de télécommande possèdent une fréquence très stable pilotée par quartz. Ils s'agit de signaux sinusoïdaux produits de manière logicielle par un PIC24FJ64GA102 et nettoyés ensuite par des filtres passe-bas. Une grande précision est en effet requise pour garantir une détection fiable par le récepteur.
Mélangeur audio
Le mélangeur à proprement parler est classique, il possède une entrée symétrique et une sortie symétrique pour le signal utile, qui peuvent le cas échéant être utilisées en asymétrique.
Récepteur
Le circuit récepteur est composé de deux parties distinctes :- un filtre qui sépare (extrait) le signal de télécommande du signal audio utile
- un détecteur de tonalité (mixte analogique/numérique) qui reconnaît automatiquement les signaux de télécommande de fréquence basse (20 Hz, 27 Hz ou 40 Hz) ou haute (20 kHz).
Schéma non diffusé
Les filtres sont nécessaires pour limiter les risques de faux déclenchements (à cause du bruit de fond ou de composantes audio d'amplitude élevée aux extrêmités du spectre sonore). Les décodeurs de tonalité ont une fenêtre de mesure très étroite, là encore pour limiter les faux déclenchements. La durée minimale du signal de télécommande pour une détection fiable est de 500 ms pour le signal de 20 kHz, mais doit être d'au moins 1 seconde pour les signaux de très basse fréquence (la période d'un signal de 20 Hz est de 50 ms, et il y a vingt périodes seulement par seconde). La détection de tonalité est assurée par un circuit spécialisé avec PLL, auquel est associé un microcontrôleur PIC pour "assistance à la validation".
Circuit imprimé
Non réalisé par mes soins.Historique
07/07/2019- Première mise à disposition