CENTRAL MEDIACV 1 condensateur variable de 4 à 30 Pico farad LED 1 Diode électroluminescente rouge...

CENTRAL MEDIAPROJET

Réf.KCM 494

ÉMETTEUR F.M.

Version 2.00

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CENTRAL MEDIA Echelle :Nom :

Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 2

ÉMETTEUR F.M.KCM 494

c CENTRAL MEDIA Site internet http://www.centralmedia.fr

AVANT PROPOS

Ce projet est étudié en tenant compte de son aspect ludique et éducatif pour

les ateliers de technologie.

Chaque élève apprend à réaliser un projet dans les conditions réelles

d'une entreprise.

Central Media fabrique tous ses projets dans un seul souci :

vous donner une entière satisfaction par des contrôles stricts et rigoureux.

Nous sommes toujours à votre disposition

En cas de doute, d'hésitation ou d'explication supplémentaire

n'hésitez pas à contacter nos services technique et assistance.

Par téléphone : 01 48 65 45 59

Par fax : 01 48 65 45 65

Par E-mail : [email protected]

- SOMMAIRE -

I : OBJECTIF

I-1 Étude de base

I-2 Définition du besoin

I-3 Désignation du produit

II : ÉTUDE DE LA FAISABILITÉ

II-1 : Fonctionnalité

II-2 : Critères d'appréciation

II-3 : Facteurs de succès

III : DOSSIER TECHNIQUE

III-1 : Diagramme structurel

III-2 : Schéma électronique

III-3 : Principe de fonctionnement

III-4 : Liste des composants

IV : DÉFINITION

IV-1 : La modulation de fréquence

IV-2 : L'oscillateur en haute fréquence

IV-3 : Calcul de la self

IV-4 : Le micro électret omnidirectionnel

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V : RÉALISATION PRATIQUE

V-1 : Opération de brasure

V-2 : Opération d'implantation des composants

V-3 : Opération de perçage du circuit imprimé

V-4 : Opération de perçage du coffret

VI : FABRICATION

VI-1 : Typon

VI-2 : Synoptique d'implantation des composants

VI-3 : Instruction de montage

VII : TEST TECHNIQUE

VII-1 : Norme électrique

VIII : UTILISATION

VIII-1 : Notice de réglage

ANNEXES

Code des résistancesCode des condensateurs céramiques et polyesters EuropéensCode des condensateurs céramiques et polyesters non EuropéensKits disponibles

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Émetteur FM

I : OBJECTIF

Toute fabrication ou création répond à un besoin. Unindustriel ne construit pas n'importe quoi et n'importe comment, sanscibler avant tout les besoins de ses clients.

La fabrication d'un objet sans étude préalable, risque deconduire financièrement l'entreprise vers un échec : aucune garantie devente du produit et de production n'est assurée.

I - 1 : Étude de base

Les liaisons radiophoniques répondent aujourd'hui à un besoin économique. Le téléphoneportable est l'exemple qui illustre le mieux ce besoin.Une entreprise décide de produire un émetteur en modulation de fréquence. Le projet consiste àréaliser une liaison radiophonique en modulation de fréquence reçue en bande FM sur un simple posteradio du commerce.

I - 2 : Définition du besoin

Le bureau d'étude analyse l'idée pour répondre aux attentes du client.La transmission radiophonique utilise les propriétés physiques des ondes électromagnétiques.L'onde électromagnétique est l'association d'un champ électrique et celui d'un champ magnétiquevibrant à une fréquence déterminée et se déplaçant à la vitesse de la lumière.

Le projet consiste à réaliser un émetteur qui permettra, sur une petite distance dequelques dizaines de mètre, de transmettre une information sonore sur un poste récepteur enbande FM.

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I - 3 : Désignation du produit

ÉMETTEUR F.M.

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II : ÉTUDE DE LA FAISABILITÉ

Une fois le besoin ciblé, il reste à l'entreprise à définir lescaractéristiques du produit et ses éventuelles contraintes techniques.

Une entreprise est limitée par sa structure. Elle ne peut pasconstruire n'importe quoi et n'importe comment. À partir d'un cahier descharges, elle réalise un prototype pour garantir la faisabilité du produit.

II - 1 : Fonctionnalité

La fonctionnalité définit les diverses applications prévues par le produit :

- Générer une onde électromagnétique

- Moduler une onde électromagnétique

- Transcrire une onde sonore en une tension électrique

- Transmettre une onde électromagnétique sur la bande FM

II - 2 : Critères d'appréciation

Les critères d'appréciation doivent répondre aux besoins du client face au produit.Ce projet est conçu spécialement pour des essais expérimentaux.Sa grande autonomie électrique lui assure de nombreuses heures de service.L'utilisation d'un micro électret omnidirectionnel (suivi d'un étage haute amplification) garantit unconfort audiométrique maximum.

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II - 3 : Facteurs de succès

Les facteurs de succès sont l'ensemble des remarques d'appréciation du client faceau produit :

- la possibilité de régler la sensibilité du micro électret omnidirectionnel

- une réalisation rapide et fiable

- un ensemble compact et simple

- un réglage d'émission simple et agréable

- une consommation électrique très faible

- facilement transportable

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III : DOSSIER TECHNIQUE

Le cahier des charges et celui du besoin définis, reste àl'entreprise à élaborer le dossier technique.

Ce dossier permet de comprendre les diverses fonctions dumodule proposé : dans son usage, dans son fonctionnement global etdans son principe.

Le dossier technique coordonne les divers services internesde l'entreprise.

III - 1 : Diagramme structurel

DEBUT

Mise en oscillation et création d' uneonde radio d'où émission

Transcription électrique d'un son parle micro électret omnidirectionnel

Codage du son sur l'onde radio,d'où émission du message sonore

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III - 2 : Schéma électronique

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III - 3 : Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est la description littérale du schéma électronique.

Un premier transistor génère une onde électromagnétique qui est définie par son amplitude etsa fréquence d'oscillation.

Le transistor, la self et le condensateur forment l'oscillateur. Ici la boucle de contre-réaction estréalisée par le condensateur et la self.

Un second transistor module la fréquence de l'étage oscillateur. Toute variation de tension surla base de ce transistor influence directement la valeur de la fréquence de l'oscillateur. Ainsi il estpossible de transmettre un message par variation de fréquence.

Le module électronique utilise un micro électret omnidirectionnel, pour transcoder un messagephonique en courant électrique. Le signal électrique est directement amplifié par un amplificateuropérationnel.

Ce signal amplifié est directement appliqué à la base du transistor qui commande lesvariations de l'oscillateur.

L'oscillateur est construit autour d'un transistor bipolaire de type NPN et de deux autreséléments : une self et un condensateur. La self et le condensateur forment le circuit d'accord. Dès lamise sous tension, la self et le condensateur ne réagissent pas tous les deux de la même façon. Eneffet, la tension aux bornes du condensateur varie graduellement tandis que la self à l'inverse laissepasser directement la tension. Ce qui bloque et débloque le transistor. Le transistor oscille et safréquence d'oscillation est déterminée par les valeurs de la self et du condensateur.

Le second transistor commande directement le courant de collecteur du premier transistor quioscille. Ainsi une variation de celui-ci entraîne une variation de tension, qui à son tour influencel'oscillateur proprement dit.

L'étage préamplificateur micro électret est assuré par un amplificateur opérationnel uA 741, dontle gain est supérieur à 100.

Le micro électret omnidirectionnel est alimenté par une résistance de charge de 2.2 KΩ.

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III - 4 : Liste des composants

DessinRep. Nb. Désignation Symbole

R1 1 résistance de 1 Kilo ohms


R3 1 résistance de 2.2 Kilo ohms

R4 1 résistance de 1 Méga ohms

R5 1 résistance de 1 Méga ohms



C1 1 condensateur radial électrochimique 10µF/25V


RV 1 résistance variable verticale 2 Méga ohms

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Rep. Nb. Désignation Symbole Dessin

C4 1 condensateur polyester de 470 Nano farad

C5 1 condensateur céramique de 10 Pico farad

C6 1 condensateur céramique de 10 Pico farad

TR1 1 transistor 2N 2222 (boîtier métallique)

TR2 1 transistor 2N 2222 (boîtier métallique)

IC1 1 Circuit intégré µa 741

CV 1 condensateur variable de 4 à 30 Pico farad

LED 1 Diode électroluminescente rouge Φ 5 mm

MIC 1 Micro électret omnidirectionnel

INT 1 interrupteur miniature à glissière

CP 1 coupleur à pression pour pile 9V type 6F22


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SA123 1 Coffret dim = 65 x 100 x 23

ANT 1 Fil d'antenne long = 70 cm

Rep. Nb. Désignation Symbole Dessin

SU08 1 Support de C.I à 8 broches

FIL1 1 Fil rigide monobrin (pour réaliser la self) long = 11 cm

CI 1 Circuit imprimé dim = 64 x 54 mm

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IV : DÉFINITION

Le prototype utilise des éléments dans sa conception et sa mise au point.Ceci nécessite une définition pour chaque phase successive de fabrication. Ellesserviront de base pour la fabrication de l'objet par l'entreprise.

IV - 1 : La modulation de fréquence

La modulation de fréquence consiste à moduler une fréquence d'émission pour transmettre unmessage. Un oscillateur oscille sur une fréquence F, le codage du signal à transmettre se fait de manière àce que l'écart entre la fréquence modulée et la fréquence de référence F soit proportionnel au signal àtransmettre. Le récepteur décode ainsi le message en restituant l'écart entre la fréquence reçue et celle deréférence F.

IV - 2 : L'oscillateur en haute fréquence

Le principe de base d'un oscillateur est de générer des signaux périodiques, de forme connue etstable.

La structure de l'oscillateur est simple, il s'agit d'une boucle de réaction, qui utilise un transistorbipolaire type NPN, avec une cellule de réaction réalisée par un condensateur et une self.

IV - 3 : Calcul de la self

Le calcul de la self S est une difficulté pour tous les projets radio-transmission. Il n'existe pas de règleprécise, mais un calcul moyen.

Ainsi dans le cas d'une bobine cylindrique à air de longueur L (en cm), de diamètre D (en cm), et denombre de spire N, la valeur de la self est :S (en micro-henry) = (D x D x N x N) / (45 x D + 102 x L)

IV - 4 : Le micro électret omnidirectionnel

Le micro électret omnidirectionnel est constitué de deux parties :- un transducteur qui convertit le signal audio en courant électrique- et un transistor FET qui amplifie ce courant électrique

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V : RÉALISATION PRATIQUE

V - 1 : Opération de brasure

Pour réaliser une brasure, il suffit de chauffer l'ensemble des parties métalliques des éléments àassembler. Puis de faire fondre du fil dit à "souder" sur les conducteurs. Une bonne brasure se reconnaît àson aspect clair et brillant. Procédure qui ne doit pas dépasser plus de 4 secondes de temps de chauffe.

- maintenir le fer à souder comme un stylo

- chauffer à l'aide de la pointe du fer à souder en la plaquant sur la pastille cuivrée et lapatte du composant simultanément

- approcher le fil d'étain jusqu'au contact avec la pointe du fer à souder et la patte ducomposant

- l'étain se répand par fusion

- retirer le fil d'étain lorsque le dépôt est suffisant

- ôter le fer à souder

- vérifier la brasure

- dans le cas d'une mauvaise brasure : chauffer la brasure en question puis à l'aide de la tresseou de la pompe à dessouder retirer la brasure. Attendre quelques instants, et recommencer l'opération debrasure.

V - 2 : Opération d'implantation

L'insertion des résistances et des capacités est assez aisée : à l'aide d'une pince plate oncintre les divers éléments. Avec une pince coupante plate on coupe les pattes des composantsdébordantes, de façon qu' elles ne dépassent pas plus de 1mm par rapport à la surface cuivrée.

Pour l'implantation de la LED, un gabarit est préférable.

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*

*

*

***

**

V - 3 Opération de perçage du circuit imprimé

* percer au Φ = 1.2 mm percer au Φ = 2 mmpercer le reste au Φ = 0.8 mm

Vue face cuivrée

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Φ 5

100

23

31.5

54,5

55

66.5

V - 4 Opération de perçage du coffret

Φ 5.5

12

fond

couvercle

65

Perçage du couvercle

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Perçage du fond

10

19 Φ 2

Vue de dessus

Vue intétieure du fond du boîtier

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VI : FABRICATION

VI - 1 : Typon

Vue face cuivrée

Vue côté composants

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VI - 2 : Synoptique d 'implantation

IC1

R1

R5

R4

R6

R2

R7

LED

C1

C3

C2

Self

C5 C6

C4

RV

- 9V

+ 9V

MIC

R3

-

+

++

antenne

CV TR1TR2e

eb

bc

c

INT

-

-

--+


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VI.3.1

- Braser les résistances R1 à R7

R1

R5

R4

R6

R2

R7

R3


VI - 3 : Instruction de montage

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VI.3.2

- Braser le support du circuit intégré

SU 08


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VI.3.3

- Braser les condensateurs :- céramique C5 - C6- polyester C4- électrochimique C1 à C3 en respectant leur polarité (voir le schéma)- ajustable CV

C1

C3

C2

C5 C6

C4

-

+

++

CV

-

-


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VI.3.4

- Braser les transistors TR1 et TR2 en respectant leur polarisation, comme indiqué sur le schéma

TR1 TR2

ee

bb

cc


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VI.3.5

- Braser :- la résistance variable RV- le micro électret omnidirectionnel MIC en respectant son sens de montage (la masse côté -), commeindiqué sur le schéma ci dessous- et l'interrupteur à glissière INT

RV

MICINT

-


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123456789012341234567890123412345678901234

VI.3.6

- Braser la LED, à une hauteur de 10 mm entre le C.I. et le dessous la LED, en plaçant la plus grande pattedu côté (+)

Astuce pour positionner la LED à une hauteur de 10 mm par rapport à la surface du circuit imprimé :- réaliser un gabarit à partir d'un morceau de carton fin (hauteur 10 mm, longueur 30 mm)- intercaler celui-ci entre les pattes de la LED et le circuit imprimé- braser la LED

10

C.I.

LED-+


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VI.3.7

- Braser le coupleur à pression pour pile : le fil rouge au point (+ 9V) et le fil noir au point (- 9V)

- Braser le fil d' antenne au point "ant"- Braser la self- Enficher le C.I µa 741 dans son support 8 broches

Astuce pour réaliser la self :prendre le fil monobrin et effectuer 5 tours sur un mandrin (ou foret) de diamètre 3 mm.Dans cette position couper les 2 extrémités du fil (longueur environ 10 mm) et dénuder les.Oter la self ainsi réalisée du mandrin (délicatement sans la déformer) et braser la aux points "L1" et "L2"

L1 L2 ant

fil noir

fil rouge

µa 741

Self

- 9V

+ 9V

antenne


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Positionnement du C.I. dans le boîtier

Passer le fil d'antenne dans le trou prévu à cet effetPlacer le circuit imprimé au fond du boîtier (côté antenne)

- option 1 : fixer le C.I. par un point de colle thermofusible au fond du coffret- option 2 : le C.I. peut ne pas être collé, car compte tenu de son encombrement et de la placedisponible, les fils, la LED et l'interrupteur plaquent le C.I. au fond du coffret, évitant ainsi qu'il nebouge

PILE

antenne

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VII : TEST TECHNIQUE

Le produit sera mis en vente, il devra au préalable subir destests techniques, qui assureront son mode d'emploi et la rédaction de sanotice d'utilisation, ainsi que la notice technique pour d'éventuellesréparations.

VII - 1 : Norme électrique

Les fils de couleur noire sont reliés au potentiel négatif. Les fils de couleur rouge sontreliés au potentiel positif. Les autres couleurs sont utilisées pour les autres connexions dumontage.

VIII : UTILISATION

- L'émetteur est réalisé à titre expérimental dans un but pédagogique uniquement, suivant lalégislation française la possession et l'usage d'émetteur sur la bande dite "FM" est interdite.

VIII - 1 : Notice de réglage

La notice de réglage accompagne le produit. Elle explique comment utiliser l'émetteur et informe dela réglementation du produit suivant la législation en vigueur.

La mise en service est simple. Allumer le poste radio et placer vous sur une fréquence libre.Approcher l'émetteur et mettez le en marche. A l'aide d'un tournevis isolant, tourner doucement lecondensateur variable de l'émetteur jusqu' à obtenir un sifflement par effet Larsen dans le poste radio. Ace moment vous êtes "calé", vous pouvez parler et transmettre.

La résistance variable interne ajuste la sensibilité du micro électret omnidirectionnel que l'on peutrégler à sa convenance. En pratique positionner la à mi-course.

L'emplacement de l'émetteur détermine son bon fonctionnement. Eviter de placer l'émetteur à côtéde toute source métallique conductrice ou électrique : exemple mobilier métallique, grand miroir,canalisation cuivrée, etc.La porté de l'émetteur est fonction des matériaux que les ondes radio doivent traverser. L'atténuation estde 10% pour le bois, de 30% pour la brique et de 75% pour le béton.

L'emplacement géométrique agit sur la qualité de l'émission, en effet un émetteur placé en hauteuraura plus de porté qu'un autre placé au ras du sol.

De même il existe aussi des directions géométriques par rapport au plan horizontal où la distancede réception est plus grande. Ces directions géométriques se repèrent par rapport à l'axe central de la self.

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123123123123123123123123123123

1234123412341234123412341234123412341234123412341234

123123123123123123123123123123123123123123123123123123

1 2 M T

NoirMarronRougeOrangeJauneVertBleuVioletGrisBlancOrArgent

1 Chifffre Tolérance

Code des Résistances

2 ChiffreCouleur Multiplicateur

0123456789

0123456789

x 1 Ωx 10 Ωx 100 Ωx 1 000 Ωx 10 000 Ωx 100 000 Ωx 1 000 000 Ωx 10 000 000 Ω

x 0.1 Ωx 0.01 Ω

+/- 1 %+/- 2 %

+/- 0.5 %+/- 0.25 %+/- 0.10 %+/- 0.05 %

+/- 5 %+/- 10 %

Exemple :

Rouge - violet - orange - Or = 2 7 x 1 000 Ω Tolérance + 5 %= 27 000 Ω Tolérance + 5 %= 27 KΩ Tolérance + 5 %

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Code des Condensateurs Céramiques

et Polyesters Européens

3 Chiffre

GJKM

ToléranceLettre

+/- 2 %+/- 5 %+/- 10 %+/- 20 %

1 Chifffre 2 Chiffre Lettre

0123456789

0123456789

p = picofaradn = nanofarad

0123456789

470n K

Exemple :

470 n K = 4 7 0 x 1 nanofarad Tolérance + 10 %= 470 nanofarad Tolérance + 10 %

ou 470n K

33


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 33



224 K

GJKM

ToléranceLettre

+/- 2 %+/- 5 %+/- 10 %+/- 20 %

Exemple :

224 K = 2 2 x 10 000 pf Tolérance + 10 %= 220 000 pf Tolérance + 10 %= 220 nanofaradTolérance + 10 %

1 Chifffre 2 Chiffre Multiplicateur

0123456789

0123456789

x 1 pfx 10 pfx 100 pfx 1 000 pfx 10 000 pfx 100 000 pfx 1 000 000pfx 10 000 000 pfx 100 000 000 pfx 1 000 000 000 pf

ou 224 K

Code des Condensateurs Céramiques

et Polyesters NON Européens

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Kits disponiblesAlarme de voyage( 2 projets différents )Alarme LDR (optoélectronique)( 2 projets différents )Alarme par contact (mécanique)( 2 projets différents )Alarme personnelle( 1 projets différent )Alarme magnétique( 2 projets différents )Alarme simple optoélectroniqueAlimentation et chargeur solaireAmplificateur téléphoniqueArbitre électroniqueAttente téléphoniqueBasket Ball électronique( 2 projets différents )Carillon musical( 2 projets différents )Carte musicaleChargeur solaireChenillardDé électroniqueEmetteur FMEnceinte amplifiée pour baladeur( 12 projets différents )Feu arrière de stop pour véloFeu arrière de stop + clignotant + positionpour véloFlash( 4 projets différents )Fontaine lumineuse simpleFontaine lumineuse « Arc-en-ciel »Golf musical électroniqueHorlogeHorloge + porte-styloHorloge + porte-stylo + bloc-noteHorloge Pyramide «Arc-en-ciel»Horloge canette

Horloge escargotHorloge solaire( 2 projets différents )Interphone duplexJeux vidéo( 2 projets différents )Karaoké( 2 projets différents )Kits d’énergie solaire éducatif( 4 projets différents )Porte-clés lumineux( 3 projets différents )Porte-clés siffleur et lumineuxPorte-clés musical et lumineuxRadio FMRobot 6 ème éviteur éviteur d’obstacle( 4 versions différentes )Robot « Moustache » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » télécommandéRobot « lunaire » sonoreRobot « lunaire » suiveur de lumièreRobot solaire 6 ème "éviteur d'obstacle"Vélo modèle réduitSablierSet de bureauSet de bureau pivotantSirène + torche de véloSoucoupe magique « Arc-en-ciel »Testeur de continuitéTesteur d’habileté avec remise à zéro( 2 projets différents )ThermomètreNouveauté 2006/2007Quad 6 èmeVoiture solaire 6 èmeHand Skate board + finger Skate BoardAéropropulseur 6 èmeRobot 5 ème suiveur de ligneRobot 5 ème suiveur de lumière

CENTRAL MEDIA

116, avenue Aristide Briand

93155 LE BLANC MESNIL Cedex

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