Dans ces pages, nous avons de nombreuses fois parlé des divers supports pour communiquer un signal utile. Jusqu'à présent, le seul support immatériel que nous ayons employé était les ultrasons. A la suite des nombreuses réalisations que nous avions proposées, un grand nombre d'entre vous nous ont demandé de consacrer nos lignes à un autre type de support immatériel : les infrarouges.
Il était encore difficile, il y a peu d'années, de se procurer chez les détaillants des couples infrarouges, c'est à dire non seulement une diode électroluminescente capable d'émettre dans ces fréquences, mais également un élément capable, à la réception, de convertir le faisceau émis en un signal exploitable sur un plan électronique.
Ce point semble maintenant résolu. Pour nous familiariser avec ce nouveau type de transmission, le montage de ce mois-ci sera des plus simples ; il s'agit en effet d'une barrière infrarouge. Notons cependant que les plus passionnés d'entre vous pourront lui trouver immédiatement d'autres applications — télécommande ou détecteur de passage ... — en utilisant le montage non plus en rupture de faisceau, mais en réflexion.
Comme tout système de liaison, notre barrière comportera deux éléments distincts : un émetteur et un récepteur. La vocation de l'émetteur sera, comme on peut s'y attendre, de produire le faisceau.
Cependant, en électronique, il reste beaucoup plus facile de détecter un signal puisé (émis par intermittence) qu'une élévation constante du taux d'infrarouges. C'est pour cette raison que notre émetteur ne sera pas uniquement composé d'une diode électroluminescente infrarouge directement raccordée à une pile. Si tel était le cas, et étant donné sa puissance relativement faible, elle resterait parfaitement indétectable sur le fond d'infrarouges ambiants présents dans n'importe quel local habité.
Dans notre cas, ne confondons pas signal puisé et clignotement : la fréquence émise par l'émetteur sera de l'ordre de 1000 Hz. Donc, même si la diode émettait une lumière visible, elle semblerait être constamment allumée. Par contre, cette astuce nous permet de tricher sur sa puissance réelle d'émission.
Dans notre cas la diode sera, toutes proportions gardées, allumée peu de temps et éteinte longtemps. Ainsi la puissance moyenne qu'elle dissipera sera compatible avec les limites que fixe son constructeur tout en fournissant des " éclairs infrarouges " supérieurs à ce que permettraient, dans l'absolu, sa puissance en mode d'éclairement continu.
Notre émetteur aura donc pour coeur un NE 555 chargé de générer la fréquence d'émission sous un faible rapport cyclique. Sa sortie pilotera la diode infrarouge par l'intermédiaire d'un transistor. Le NE 555 ne serait pas directement capable de fournir ponctuellement l'intensité nécessaire à la diode, du moins sous ce type de fonctionnement.
Reste maintenant la seconde partie de notre barrière ; à savoir le récepteur. Il est évident que son coeur reste le détecteur infrarouge. Nous utiliserons ici une photodiode sensible à ce type de rayonnemement, composant qui doit être utilisé, ou plutôt " attaqué ", comme disent les spécialistes, sous des conditions bien précises. C'est pour cette raison que la première partie de notre récepteur comportera un transistor dont la fonction essentielle sera de répondre à ce type d'utilisation et d'assurer une première amplification du signal ainsi reçu.
Mais notre diode de réception n'est, hélas, pas sensible aux seuls infrarouges mais aussi à la lumière ambiante. Pour que notre récepteur soit en mesure de fonctionner vous devrez placer un filtre devant la photodiode. Rassurez vous, ce filtre reste des plus simple et ne vous coûtera rien. Une simple diapositive totalement noire, ou tout autre morceau de film d'une surface suffisante pour couvrir le trou du boîtier pratiqué devant la photodiode, fera l'affaire.
Hormis ces deux points, le signal électrique obtenu en sortie de notre transistor, bien que de faible amplitude, pourra parfaitement être exploité par des dispositif électroniques conventionnels. Pour notre part nous l'amplifierons, à l'aide d'un quadruple amplificateur opérationnel de type 741, pour commander simultanément une diode électroluminescente conventionnelle et un relais.
La diode permettra de visualiser immédiatement la rupture, ou l'absence, du faisceau infrarouge, et le refais autorisera ultérieurement le pilotage de dispositifs raccordés au secteur, à condition que leur consommation ne soit pas supérieure aux possibilités de commutation du relais.
Le câblage de cette barrière infrarouge ne doit pas poser de problème. Il faudra cependant veiller à bien couper toutes les bandes cuivrées sous les circuits intégrés et à respecter la polarité des éléments infrarouges.
Si l'émetteur peut fonctionner sans habillage particulier, il sera par contre indispensable d'équiper le récepteur d'un boîtier en plastique noir. Un trou y sera pratiqué devant la diode de réception, puis occulté à l'aide du morceau de film noir.
L'alimentation de l'émetteur, comme celle du récepteur, pourra être assurée à l'aide d'une pile 9 volts. Cependant, si vous souhaitez utiliser ce montage en permanence, nous vous conseillons de l'alimenter à partir d'un adaptateur secteur délivrant 9 volts sous 300 milliampères au moins.
Nous vous présentons ce mois-ci le câblage de l'émetteur, et nous verrons le récepteur de plus près le mois prochain.
Henri-Pierre Penel
Science et Vie N857 Février 1989
