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Mesures > Indicateur niveau HF 003
Dernière mise à jour : 14/09/2014Présentation
Les montages présentés ici, quand ils sont placés à côté d'un téléphone portable, allument (font clignoter) une LED pendant les phases de "négociation" et les transferts de données (texte ou voix).
Quatre montages sont proposés, trois sans alimentation et un avec. Oh, un détail : j'ai appelé par erreur "Indicateur de niveau HF" ces montages qui n'affichent pas un niveau mais signale uniquement la présence d'un rayonnement HF.
Schéma 003a
Aurai-je la force d'aller plus loin ?
On ne change pas le couple démodulateur gagnant diode + condensateur, sauf qu'ici le condensateur est une LED. La LED1 se voit directement appliquer les signaux redressés au travers des diodes D1 et D2, D1 laisse passer les alternances négatives et D2 laisse passer les alternances positives des signaux HF. La capacité parasite de la LED est mise à contribution pour "lisser" les signaux redressés par les diodes. Avec une LED de tension de seuil de 1,6 V et deux diodes schottky ou germanium de tension de seuil 300 mV, on peut estimer que la LED s'allume pour un champ électrique de 2,2 V crête-à-crête. Valeur qu'il est aisé d'obtenir avec le téléphone à proximité !
Choix des diodes
Les deux diodes ont idéalement une tension de seuil la plus faible possible, j'ai fait des tests avec des HP5082-2900 (je ne vous conseille pas ces diodes en particulier car elles sont hors de prix) et diverses diodes au germanium (OA95, 1N37, 1N70) dont la tension de seuil est d'environ 300 mV (testé au contrôleur en régime statique). Ceci dit le montage est supposé fonctionner aussi avec des classiques diodes silicium 1N4148, mais au détriment de la sensibilité.
Réalisation de l'antenne
L'antenne est un bout de fil conducteur de longueur comprise entre 15 cm et 20 cm de préférence rigide, un poil de chat ne peut donc pas convenir. Cette longueur de 15 cm à 20 cm n'est pas critique, mais en toute rigueur le maximum de sensibilité est obtenu avec une longueur d'antenne qui est en rapport avec la longueur d'onde des signaux qu'on souhaite mettre en évidence. La longueur d'onde est de :
L (m) = 300 / F (MHz)
Pour 900 MHz :
L = 300 / 900 = 0,333 m = 33,3 cm
Pour 1800 MHz :
L = 300 / 1800 = 0,166 m = 16,6 cm
Allez, disons qu'une antenne de longueur de 15 cm convient ;-)
Schéma 003b
Ce montage est un peu plus surprenant, car contrairement au montage précédent il ne comporte pas d'antenne.
En réalité, les neuf diodes montées en série (en tenant compte de leur broches qui ne sont pas coupées à ras) assurent en même temps les rôles d'antenne et de redresseuses. Pour mon prototype (voir plus loin), j'en ai utilisé sept dont je n'ai pas coupé les pattes (il paraît qu'il faut un diplôme).
Schéma 003c
On retrouve ici la boucle qui fait office d'antenne, avec une longueur totale d'un peu plus de 30 cm et donc plutôt accordée sur du 900 MHz.
Des quatre montages réalisés, c'est celui qui a montré la plus grande sensibilité, la LED s'éclairait encore bien quand l'indicateur était à 20 cm du téléphone.
Schéma 003d
C'est le même montage que le 003c, mais avec un étage amplificateur qui rend l'ensemble plus sensible.
Il faut en effet une tension d'amplitude moindre pour faire conduire le transistor Q1 que pour faire conduire la LED (deux à trois fois moins). J'ai utilisé un BC517 et un 2N2222 parce qu'il en traînait dans ma cuisine, mais un BC109 ou tout autre NPN basse puissance devrait convenir. L'inconvénient de ce montage est qu'il réclame une source d'énergie annexe (j'ai représenté une pile de 9 V sur le schéma mais j'ai essayé avec trois piles de 1,5 V en série, je vous laisse calculer combien ça fait).
Prototypes
Un prototype a été réalisé pour les quatre systèmes.
Prototype 003a
Pour le premier montage (le plus simple avec les deux diodes), j'ai essayé avec et sans condensateur série en entrée (100 pF entre l'antenne et les diodes), pour constater que ça ne changeait pas grand chose. Je sais que les plaques d'expérimentation sans soudure ne sont pas idéales pour des circuits HF (haute fréquence), mais comme ça fonctionne...
Tests OK avec diodes HP5082-2900 (photos de gauche) et OA95 (photo de droite)
Pour le redressement HF, j'ai essayé plusieurs diodes silicium, germanium et schottky, et pour la LED j'ai essayé avec plusieurs couleurs. Les différentes combinaisons conduisent sans grande surprise à des sensibilités différentes, sensibilité plus grande avec LED rouge et diodes germanium. J'aurais bien aimé essayer avec une de mes schottky 1N5711, mais je n'ai pas retrouvé le sachet. Encore un truc trop bien rangé !
Prototype 003b
Montage sans antenne ni boucle (ce sont les diodes et leurs longues pattes qui font tout le boulot), à peu près la même sensibilité que le téléphone soit à l'horizontal ou à la verticale. Et cela fonctionne aussi si on raccourcit au max les pattes des diodes.
Prototype 003c
C'est avec ce montage entièrement passif à trois composants que j'ai obtenu la plus grande sensibilité. Le cadre fait environ 7 cm de côté.
Tests OK avec diode HP5082-2900 et 1N70
Prototype 003d
Ce montage est aussi très sensible avec une boucle, il l'est beaucoup moins avec un simple bout de fil (essayé avec fils de 10 et 20 cm). Son inconvénient est de nécessiter une alimentation additionnelle, ici un set de 3 piles de 1,5 V.
Tests OK avec une boucle (entre anode diode et masse), très faible sensibilité avec un simple bout de fil
Conclusion
Aucune méthodologie dans mes tests, je me suis contenté de laisser les différents montages à côté de mon téléphone portable et de voir ce qui se passait quand je l'appelais depuis mon téléphone fixe ou quand j'appelais ma messagerie vocale. Bah, que dire de plus que ça clignote... et ce avec une intensité lumineuse qui dépend de la distance entre l'antenne de l'indicateur et celle du téléphone portable. Bien pratique pour localiser l'antenne cachée dans le téléphone portable, puisqu'il suffit de s'éloigner un peu et de trouver l'orientation du téléphone qui provoque la plus haute luminosité de la LED. Ah si, une remarque tout de même : au bout d'un certain temps, la LED de mes indicateurs ne réagissait plus du tout aux appels de mon téléphone portable. J'ai essayé avec un autre téléphone et cela s'est remis à fonctionner parfaitement. Curieux, c'est comme si mon téléphone avait réduit sa puissance d'un coup (je précise que là où j'habite, je suis en limite de réception et le téléphone doit "normalement" communiquer à plein pot en permanence). Nouveaux tests effectués le lendemain, aucun soucis, les montages fonctionnaient parfaitement. Un mystère parmi d'autres, ceux qui pensent que ma maison est hantée sont cordialement invités...
Circuits imprimés
Aucune obligation de réaliser un circuit imprimé, surtout pour les premier et troisième montages qui ne comptent que 3 composants. Mais si vous trouvez que cela fait plus sérieux, alors go ! Comme dans tout montage haute-fréquence, les connexions doivent être les plus courtes possible pour limiter les pertes (ah oui ? pourtant, sur les protos...). On peut réaliser un circuit imprimé avec des composants courants ou avec des CMS, mais les broches des composants traversants doivent être proches les unes des autres.
C'est un exemple simple, je vous laisse réfléchir pour les autres circuits ;-)
Historique
14/09/2014
- Première mise à disposition.