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Electronique > Réalisations > Interphone 003

Dernière mise à jour : 05/01/2010

Présentation

Cet interphone est destiné à une application d'intercommunication (intercom), avec plusieurs postes branchés sur un même réseau de câblage filaire à 3 fils. Pour fonctionner, l'appareil doit être construit en trois modules séparés au moins :
- 2 * modules interphone 003a, postes intercom individuels
- 1 * module interphone 003b, alimentation générale.
L'alimentation générale permet de disposer d'une unique source d'énergie pour l'alimentation de plusieurs postes intercom raccordés sur le même réseau, en évitant de chercher une prise secteur pour chacun. Chaque poste intercom est doté d'un système d'appel et de visualisation d'appel, facultatif mais conseillé. Bien sûr, il est conseillé d'installer au moins deux postes sur le réseau, car se contenter d'un seul poste et se parler à soi-même nécessite une attention particulière, qui n'est pas forcement donnée à tout le monde.

Avertissements

- Je n'ai pas réalisé pratiquement cet interphone, conçu à la demande d'un internaute travaillant dans le domaine du spectacle. A priori pas d'erreur grossière, confirmation du bon fonctionnement après réalisation par le demandeur.
- Aucun procédé d'annulation audio locale n'est prévu, ce qui signifie que l'on ne peut pas utiliser un petit HP en guise de reproducteur sonore : l'usage d'un casque est obligatoire pour se prémunir des risques de bouclage accoustique (larsen). Ce qu'on dit dans le micro de l'intercom s'entend dans le casque du même poste, en même temps que dans le casque branché sur les autres postes.
- La connectique employée pour le raccord au réseau d'intercom est similaire à un standard déjà existant, mais sa conformité (compatibilité) avec ce dernier n'est pas garantie.



Je ne conseille pas l'usage du poste intercom décrit ici, sur un réseau existant d'origine industrielle, même si un bon fonctionnement peut être observé.
- Pour ce qui est de la connectique du micro et du casque, vous êtes libre de faire comme bon vous semble. Soit adopter deux prises séparées, soit adopter une prise unique à quatre broches.

Synoptique général

Le synoptique ci-après montre que l'on peut disposer plusieurs postes interphone sur un même réseau trois fils.



Dans la pratique, trois fils partent de l'alimentation principale et aboutissent sur le premier poste interphone, via un câble de liaison audio standard possédant une XLR à chaque extrêmité. Puis un autre câble de liaison similaire part du premier interphone pour aller au second interphone, un troisième câble de liaison part du second interphone pour aller au troisième interphone, etc. Pour faire ça simplement, chaque poste interphone possède deux fiches XLR (une mâle et une femelle) raccordées en parallèle. Le fil de modulation est aussi utilisé pour véhiculer le signal d'appel, transmis quand le bouton Appel est enfoncé sur au moins un poste. A ce moment, le voyant Appel s'allume sur l'ensemble des postes, annonçant que quelqu'un veut faire passer un message. Ce fil modulation / appel n'a pas un besoin impératif de remonter vers le poste d'alimentation principal, et est de ce fait facultatif. Mais comme on ne va pas s'amuser à retirer un fil d'un cordon audio existant parce qu'on n'en a pas besoin pour le premier tronçon...

Schéma 003a (poste interphone)

Le schéma de l'interphone est donné ci-après.



Il peut être décomposé en quatre sections distinctes
- régulation d'alimentation
- préamplificateur pour microphone
- amplificateur pour casque
- système d'appel et de visualisation d'appel.

Régulation d'alimentation

L'ensemble du circuit électronique est alimenté sous une tension de +15 V, par rapport à la masse. Cette tension de +15 V est obtenue après abaissement et régulation d'une tension de +24 V fournie par l'alimentation principale (schéma 003b), via le réseau trois fils. Les seuls fils qui sont réellement indispensables en sortie de l'alimentation principale sont ceux reliés sur la broche 1 des deux fiches XLR (masse) et sur la broche 2 de ces mêmes fiches (+24 V). Un petit filtre LC constitué de L1 et de C2 permet de stopper toute réception HF (téléphone portable à proximité par exemple) et de l'empêcher de se balader dans les diverses parties du montage via la ligne d'alimentation. Rien à dire de plus pour cette partie, qui reste conventionnelle.

Préamplificateur pour microphone

Ce préamplificateur n'est pas ce qui se fait de mieux dans le domaine de la préamplification, mais qu'importe car ce qu'on lui demande est juste une amplification suffisante pour un petit microphone dynamique, avec une bande passante qui ne descende pas trop dans le grave et qui ne monte pas trop dans l'aigu, pour ne conserver que le nécessaire pour une bonne intelligibilité. Un AOP simple de type TL071 fait ici l'affaire, on pourra le remplacer sans trop de risque par un autre type d'AOP (éviter tout de même le classique 741, qui serait un peu juste ici vu le gain qu'on demande à cet étage). Le gain du préampli micro est fixé par le rapport entre les valeurs des deux résistances R2 et R3, qui est ici de 220 (ce qui correspond à environ 45 dB). Les deux résistances R5 et R6 de même valeur et montées en pont diviseur fournissent une tension de référence égale à la moitié de la tension d'alimentation, pour polariser l'entrée non-inverseuse de l'AOP U2. C'est notre petite masse virtuelle qui permet de bien centrer le signal audio issu du microphone et de ne pas écrêter trop trop sur les pointes positives ou négatives de modulation. Le condensateur C7 diminue le gain dans les fréquences élevées et contribue à la stabilité de l'étage.

Amplificateur pour casque

Nous retrouvons ici notre petit adoré LM386, que tant d'autres circuits intégrés ou petits transistors de récupération pourraient aujourd'hui remplacer. Mais que voulez-vous, on est bien en droit de tomber amoureux de ce petit bout de technologie à 8 pattes qui ne rechigne pas trop à bosser. Attention simplement à la référence du circuit, dont le préfixe peut varier : ici il nous faut impérativement un modèle LM386N-4, le seul qui supporte une tension de +15 V. Si vous voulez à tout prix utiliser un autre type de LM386 (le LM386N-3 par exemple), il vous faudra réduire la tension d'alimentation à +12 V, en remplaçant le régulateur de tension U1 / LM7815 (15 V) par un régulateur de tension LM7812 (12 V). Comme rien n'est branché entre les pattes 1 et 8 du LM386, son gain est fixé à +26 dB. Le réglage de volume est assuré par le potentiomètre logarithmique RV1 situé à l'entrée de l'amplificateur. Pour quelques informations supplémentaires concernant le LM386, vous pouvez faire un petit saut à la page Ampli BF 003.

Système d'appel et de visualisation d'appel

Deux ensembles de composants sont mis en oeuvre :
- un pour la fonction d'appel,
- un pour la visualisation des appels.
Pour émettre un appel, les composants SW1, R11, C13, R12 et D4 sont mis à contribution. Au repos (SW1 relaché), le condensateur C13 est déchargé, et aucune tension continue n'est transmise sur le fil Modulation / Appel (fil appelé Mod sur le schéma). L'appui sur le poussoir d'appel SW1 provoque la charge rapide du condensateur C13. Quand la tension aux bornes de ce condensateur a atteint au moins 0,6 V, la diode D4 devient passante et la tension présente sur C13 se retrouve véhiculée sur le fil Modulation / Appel au travers de R12 et D4. Le condensateur C13 n'est pas absolument indispensable, mais il évite que la tension envoyée sur la liaison monte trop rapidement et provoque un cloc désagréable dans les écouteurs des casques.
Pour visualiser un appel, ce sont les composants D3, R9, R14, Q1, R10 et D2 qui sont sollicités. Tant que la tension continue présente sur le fil Modulation / Appel est inférieure à 3,4 V (addition de la tension de zener de la diode D3 avec la chute de tension de la jonction base-émeteur de Q1), Q1 reste bloqué et la led D2 (de type haute luminosité) reste éteinte. Quand la tension continue présente sur le fil Modulation / Appel dépasse le seuil de 3,4 V, Q1 se met à conduire et la led D2 s'allume. Et c'est justement ce qui arrive quand on appuie sur le poussoir d'appel SW1 pendant au moins 20 ms. Notons au passage que le fait de parler en même temps qu'un appel à lieu, peut provoquer une légère distorsion du son si l'amplitude du signal utile, lui aussi véhiculé sur le même fil Modulation / Appel, est élevé. La diode zener D3 prévient tout clignotement accidentel de la led d'appel D2 sur une modulation sonore costaud (en pratique il est rare que l'on ait besoin de hurler dans le micro, surtout pendant un direct).

Schéma 003b (alimentation générale)

Ce montage n'a besoin d'être réalisé qu'en un seul exemplaire et permet d'alimenter en même temps plusieurs postes intercoms tels que ceux présentés ci-avant (schéma 003a).



La régulation de la tension est assurée par l'excellent LM723, épaulé par un transistor de puissance de type darlington. Avec la valeur donnée ici aux composants R1 et R2, la tension de sortie doit être comprise entre +23 V et +25 V. La valeur exacte de cette tension de sortie importe peu, on lui demande juste d'être bien stable. La présence du détecteur d'appel (autour de Q2) n'a rien d'obligatoire, vous pouvez le supprimer si vous le souhaitez. Pour finir cette alimentation, voius devez lui adjoindre un transformateur d'alimentation de type 230 V / 20 V / 2 A. Un transfo dont le secondaire est de 18 V conviendra aussi mais ce sera un peu plus limite pour une parfaite régulation. Un transfo dont le secondaire est de 24 V conviendra aussi mais l'échauffement du transistor Q1 sera plus important, et le dissipateur thermique dont il sera (dans tous les cas de figure) impérativement coiffé devra être plus gros.