FMx : démarrage de l'étude

[DWK]

Bonjour

Après quelques jours de vacances, il est temps de réintégrer l’atelier pour initier l’étude de ce beau projet.

Le FMx sera organisé autour d’un module de base sur lequel pourra venir s’ajouter des options en fonctions des souhaits et besoins de l’utilisateur et/ou en fonction du poste récepteur destinataire du module (voir le site web FMx pour le détail des fonctionnalités envisagées).

Le plus simple est donc de concevoir une maquette modulaire organisée par fonction, où chacune pourra être étudiée, évaluée, testée et validée de manière indépendante.

Ce « châssis » de base est prêt :

L’étude de l’oscillateur est en cours d’évaluation : c’est un point délicat car sa stabilité, notamment en température, doit être la plus grande possible, sachant l’environnement des châssis à tubes dans lequel le FMx sera implanté.
C’est pourquoi nous retenons un circuit de type LC (montage Hartley), justement réputé pour sa stabilité.
Les mesures en cours semblent confirmer cette performance.
Mais des essais complémentaires en étuve de laboratoire sont prévus dès lors que le montage sera définitif, afin de caractériser sérieusement les performances de cet oscillateur.

Par ailleurs, le design et la maquette du circuit de sélection des sources AF réalisés à base d’un commutateur analogique 4 voies, ainsi que l’amplificateur de sortie AF, sont quasiment validés.

Il a été prévu de pouvoir ajuster le niveau de la sortie audio afin de permettre une adaptation avec tout type de sensibilité des entrées PU ou AF (potentiomètre) des postes récepteurs, mais aussi de pouvoir ajuster le niveau audio de sortie du FMx en rapport avec le niveau AF des bandes AM d’origine du récepteur hôte, afin d’éviter des écarts de niveau sonore injustifiés et désagréables.

Par ailleurs, la courbe de réponse de cet étage est travaillée pour éviter un talonnement possible des HP de nos vieux postes TSF, peu habitués au « gros son » des stations FM musicales actuelles…

Prochainement, publication ici des schémas de ces différents étages, dès leur mise au point estimée terminée.

Parallèlement, l’équipe travaille sur la gestion logicielle de l’exploitation fonctionnelle du FMx.

Le projet avance au rythme des grandes vacances…

A plus tard…

L’équipe FMx

[Grocrabe]

Bonjour DWK,

prototyper un oscillateur sur une plaque de montage rapide, fusse-t’elle de marque Velleman…

Bonne journée

[DWK]

Bonsoir Grocrabe

Rassurez-vous, bien que le module FMx soit destiné à piloter un récepteur FM entre 88 et 108 MHz, l’oscillateur dont il est question ici concerne des fréquences entre 500 kHz et 1,5 MHz, avec des signaux à haut niveau.
Donc, pour évaluer la fonctionnalité, aucun soucis sur ce genre de platine.

Lorsqu’il s’agira de valider et de chiffrer les caractéristiques définitives, cet oscillateur fera l’objet d’un design sur PCB, comme il se doit…

Bonne soirée
Daniel

[Kapps_Francis]

Encore une étude de montage qui commence bien.
Bon courage et merci pour vos projets toujours intéressants.
Francis

[P-Y_Debaes]

Bonjour, quels sont les grands principes de ce montage, merci d avance
Py Debaes rfl1563

[DWK]

Bonjour Pierre-Yves,

Le schéma synoptique fonctionnel est représenté sur la page du site web du FMx.

En ce qui concerne le module de base, le principe de fonctionnement est le suivant :
On utilise une cage du CV du récepteur TSF, via une commutation AM/FMx, pour ajuster la fréquence d’un oscillateur dans une bande de fréquence comprise globalement entre 500 et 1500 kHz.
Ce signal est transposé en équivalence des commandes digitales de pilotage de la fréquence du récepteur FM, via un processeur de type Raspberry Pico.
Ces commandes sont ensuite transmises au circuit de réception FM de type RDA5807, via un bus I2C.
Sachant que tous les modèles de CV n’ont pas des caractéristiques totalement identiques et, qu’en fonction du câblage, apparaissent des capacités parasites, un étalonnage est prévu lors de la première mise en service, afin de faire en sorte que les valeurs mini et maxi du CV correspondent aux valeurs limites de la bande FM (88 et 108 MHz).

En exploitation, lorsque le module FMx est en fonction, la commande habituelle d’accord du récepteur TSF permet alors de syntoniser les stations FM sur la largeur totale du cadran du poste.

Par ailleurs, des options sont prévues pour qui souhaiterait pousser plus loin l’intégration : commande de l’œil magique, substitution de la FM par une réception via un modem Bluetooth, commande par touche sensitive, etc.

L’objectif est de proposer un module de base le plus simple et le plus facile à assembler soi-même et de le compléter, même ultérieurement, par des composants ou modules optionnels afin d’en élargir les fonctionnalités, si nécessaire.

Nous en sommes au stade de l’étude, la faisabilité n’est pas encore totalement démontrée pour toutes les options, mais nous sommes confiants et motivés…

Il est évident que vos conseils, idées et suggestions sont les bienvenues !

Bon dimanche !

Daniel

[Grocrabe]

Aucun doute que ce projet ira à son terme, comme les précédents…

Bonne journée

[P-Y_Debaes]

Merci pour ces precisions, a suivre donc…

[En_melody]

@DWK

valeurs limites de la bande FM (88 et 100 MHz).

Bonsoir, je suppose qu’il s agit d’une coquille et que c’est bien 108 MHz la limite haute?

[EverOndia]

Voilà d’excellentes nouvelles. Merci à toute l’équipe pour ce travail de haute qualité.

[DWK]

Bonjour

@En_melody

je suppose qu’il s’agit d’une coquille et que c’est bien 108 MHz la limite haute?

Oups !
Oui, bien sûr, c’était une faute de frappe, que je viens de corriger.
La limite haute de la bande est bien fixée à 108 MHz.
Merci de l’avoir repérée et signalée !

[RenoTSF75]

C’est là un beau projet qui est en route, a priori mené avec le même sérieux que les précédents.

Souhaitons que l’équipe trouve les solutions qui vont bien pour ce super module FM !
Quoi qu’il arrive, bravo pour cet esprit de partage et de désintéressement

[DWK]

Bonsoir

Voici un état d’avancement de l’étude du projet FMx.

Le matériel :
L’oscillateur de base est validé et a été mis au propre sur un circuit imprimé à trous.

Le récepteur FM RDA5807 est opérationnel et après une optimisation via le logiciel (voir section suivante) le taux de distorsion mesuré a été très optimisé (<0,40 % à 1 kHz pour une déviation de ±75 kHz) !

Une protection a été intégrée sur l’entrée RF (antenne) contre les surtensions

Le multiplexeur audio (sélecteur des sources AF) est validé : il gère 4 sources : AM, FM, Bluetooth et AF-EXT.

L’amplificateur AF de sortie est validé : son gain (ajustable) et son impédance de sortie autoriseront un raccordement vers quasiment n’importe qu’elle type d’entrée PU ou de potentiomètre d’un poste TSF.

Un travail a été mené sur chacune des sources pour optimiser la courbe de réponse globale et une équivalence des niveaux sonores en sortie.

L’option « CV déporté » est validée.

L’option « Coupure cathode » est validée.

L’option Bluetooth est validée.

Le circuit principal comme les circuits optionnels font l’objet d’une étude pour proposer différentes solutions mécaniques de fixation, simples et fiables.

Le logiciel :
La décision a été prise collégialement d’utiliser le langage de programmation Python. Libre et proposant quantité de bibliothèques, il est particulièrement adapté dans le cas qui nous occupe.

Par ailleurs nous avons adopté l’interpréteur Thonny pour édité et « voir » en direct l’exécution du programme.

Les membres de l’équipe peuvent ainsi développer chacun leur partie et évaluer / mesurer précisément les résultats en un temps record !

Notamment pour le récepteur RDA5807, cette technique nous permet d’explorer, puis d’exploiter les fonctionnalités peu visibles de cette puce en condamnant certaines fonctions dédiées à la mobilité et à la restriction des performances (très utile en mobile, type autoradio, mais largement contre-productif ici).

Ainsi nous avons pu ramener de la performance et de la sensibilité, à l’identique d’un bon tuner de salon !

Dans l’option « affichage digital » en cours de développement, nous pourrons ainsi afficher plusieurs infos : la fréquence de réception en MHz, mais aussi le nom de la station, par le décodage du code PS de la trame RDS et d’autres infos non encore déterminées.

La procédure de calibrage du récepteur est terminée afin de déterminer les extrémités de la bande FM en fonction du type de CV raccordé.

Le programme de gestion des sources sonores est validé (séquence par boucle : AM, FM, BT, EXT, puis à nouveau AM, FM, etc…)

L’accusé de réception de chaque commande sera sonore et non visuel : un buzzer plutôt qu’une led.

Avantage : lorsque le module est câblé dans le poste TSF, pas simple de voir une led… Alors que le son passe au travers de l’ébénisterie !

Une option télécommande RF est à l’étude : si elle est validée, cela signifie qu’il ne sera pas nécessaire de percer ou de fixer un bouton de sélection ou d’A/M ni de led sur le poste récepteur. Gain de temps et surtout un respect total de l’intégrité du récepteur : aucune modification mécanique, c’est précieux pour la plupart des amateurs collectionneurs !

Conclusion provisoire :
Ce projet passionnant est sur une très bonne voie.

Évaluation du coût : le montant des composants (PCB inclus) pour la version FM est actuellement de 13,50 € (ramené à l’unité).

Nous devons encore beaucoup travailler sur l’optimisation afin de fiabiliser au mieux le fonctionnement, améliorer encore les performances, et réfléchir à une réduction de la consommation en ne validant que la ou les fonctions en cours d’exploitation : respect environnemental oblige !

Ensuite ce sera l’heure de vérité avec les sessions de mesure et le design du circuit imprimé principal, suivi de ceux des options.

Mais quel plaisir !!!

Grand merci à tous mes camarades de jeu et respect pour leur grande compétence et leur énergie consacrées à ce projet !

A plus tard pour un nouveau point d’avancement et bonnes vacances !

Daniel

Quelques illustrations :

Test du Bluetooth avec un Smartphone branché sur RTL…

Modifier le logiciel, voir l’affichage en direct de l’exécution du programme et constater toujours en live les performances via l’instrumentation de mesure, quel régal !

Pour les curieux : la maquette dans tous ses états !

[P-Y_Debaes]

Bonjour, quelle est la plage de fréquence de l oscillateur Hartley, est elle dépendante de la tension d alim, est il possible de voir son schéma ?
Merci d avance.
Py Debaes RFL 1563

[DWK]

Bonjour Pierre-Yves

Le mieux est de prendre connaissance du dossier d’étude en cours relatif à cet oscillateur, dont copie ci-après.
Vous y trouverez les réponses à vos questions.

FMx - Oscillateur Hartley v1.1.pdf (959,1 Ko)

Tous les documents d’étude seront mis à disposition des amateurs, fonction par fonction, option par option, au fur et à mesure de la validation des montages et de la rédaction des fiches de mesure et de test.

Bonne journée !

Daniel

[Radiolo]

je pense que REL1 a un diode anti surtension integrée
si ce n’est pas les cas le transistor de commande T3 aura des problemes

[DWK]

Oui ce relais dispose d’une diode anti surtension, c’est pourquoi sa polarité de raccordement a été repéré par un « + ».

Merci de la remarque, on n’est pas à l’abri d’une coquille !

[bellancourt_guy]

@DWK

La procédure de calibrage du récepteur est terminée afin de déterminer les extrémités de la bande FM en fonction du type de CV raccordé.

Bonjour. sera-t-il possible, d’utiliser le montage, sur des appareils a transistors, alors, que leurs CV, ont en général, des valeurs inférieures. En clair, quel seraient, les valeurs limites . Merci, pour ce travail !

[DWK]

Bonjour Guy

Oui il sera possible d’utiliser le FMx avec à peu près n’importe quel type de CV, donc n’importe quel type de récepteur utilisant un CV pour la syntonisation.

Un petit mot sur le principe adopté et vous allez de suite comprendre.
La translation entre la fréquence de l’oscillateur piloté par le CV et la fréquence FM s’effectue de manière linéaire, suivant une formule simple :
y = ax + b
y représente la fréquence FM exprimée en MHz
x représente la fréquence de l’oscillateur exprimée en kHz
a et b sont les coefficients obtenus lors de la calibration (F mini et F maxi)
L’incrémentation s’effectue suivant une boucle avec une décimale, ce qui permet de syntoniser la fréquence FM tous les 100 kHz.

En pratique :
Admettons que le CV soit un modèle de 20 à 450 pF
Je calibre le début avec le CV fermé soit C = 450 pF
J’obtiens par le logiciel un coefficient qui m’indique que je suis en début de la bande FM : 88,00 MHz.
Puis je calibre la fin de bande avec le CV ouvert soit C = 20 pF
J’obtiens par le logiciel le coefficient qui m’indique que je suis en fin de bande FM = 108,00 MHz
La bande FM va donc bien être comprise entre 88 et 108 MHz pour un CV variant de 450 pF à 20 pF suivant la formulation linéaire, au pas de 0,1 MHz.

Si j’effectue maintenant un calibrage avec un CV qui varie de 100 pF à 250 pF, après calibration, je vais obtenir la même chose : la fréquence FM va varier de 88 à 108 MHz pour une variation de capacité de 250 pF à 100 pF.

Bien sur, plus la plage de variation de la capacité sera restreinte et plus l’accord sera « pointu » car il faudra considérer la bande de 88 à 108 MHz au pas de 0,1 MHz, soit 200 pas, dans la plage de variation du CV.
Mais ça fonctionne, pas de soucis !

Nous avons prévu le cas de figure où le CV est difficilement accessible voire pas du tout accessible, ou bien le cas où le poste récepteur est syntonisé via un autre système d’accord qu’un CV (des selfs à noyau plongeur par exemple).

Il sera possible alors d’utiliser en option un potentiomètre à variation angulaire, très pratique et très précis, qui permet une vingtaine de pas par rotation de 360°, ce qui garantirait la couverture de la bande FM en 10 tours (ou davantage suivant l’approche logicielle que nous allons valider).

Ce genre de potentiomètre est aujourd’hui d’un coût très abordable (moins cher qu’un bon potentiomètre classique ! et en plus il ne risque pas de « cracher » ) : environ 1,50 € ici par exemple.

Nous n’avons pas encore développé cette option mais elle ne pose aucun problème particulier.
Des informations seront fournies ici au fur et à mesure des développements des options.

En espérant avoir répondu le plus clairement possible à la question posée…
Sinon ne pas hésiter à insister !!!

Bonne soirée
Daniel

[bellancourt_guy]

Merci, pour cette explication fort claire. Le fait que le réglage des stations devient pointu, avec une valeur plus serrée, est de toute façon compensé, par la démultiplication (éventuelle) de la commande. L’option de recherche par potentiomètre (que j’avais tout de suite repérée sur le synoptique) sera sans doute un sérieux avantage !