Dans la série des récepteurs de radio-commande que nous décrivons au fil des années, nous avons le plaisir de vous présenter notre dernier-né : Le RX21. Ce récepteur est un dérivé du RX18, voir MRA nø 659, dont il garde les dimensions exactes ( 31 x 52 x 17mm ), mais c'est un RX18 à SYNTHESE de FREQUENCE !

Ce récepteur est né de notre agacement face à l'irritant problème des quartz : Avec le RX21, terminée la recherche du cristal taillé à votre cote personnelle, vous avez avec lui, accès à TOUTES les fréquences de la bande, par pas de 5 kHz !

Désireux de rendre ce récepteur universel, non seulement il vous laisse le choix de la fréquence, mais aussi celui du sens de la modulation PPM.

La programmation de la fréquence reçue se fait par LOGICIEL, soit à l'aide de l'émetteur SUPERTEF ( MRA nø 681 ) si vous en disposez, soit à l'aide d'un petit module de programmation pour ceux qui ont un émetteur PPM quelconque. Le transfert des informations peut se faire par câble direct ou par liaison infra-rouge, cette dernière technique permettant la programmation du récepteur installé dans la cellule, SANS OUVERTURE de celle-ci, ce qui est agréable pour un avion, mais plus qu'utile pour un bateau dans lequel le récepteur est souvent dans un compartiment étanche et peu accessible directement.

Résumons dans le paragraphe suivant les caractéristiques du RX21 : 

I. CARACTERISTIQUES. 

- Récepteur à double changement de fréquence, éliminant totalement la fréquence image.
- Réception du 41 ou du 72 ou autre, selon le type construit.
- Ampli HF à FET d'entrée pour une bonne sensibilité.
- Filtre à quartz 10.7 MHz pour réduire l'intermodulatin
- Filtre céramique CFW455x pour une bonne sélectivité.
- Commande automatique du gain ( CAG ) de l'étage d'entrée HF pour éliminer l'intermodulation.
- Synthèse de fréquence du premier oscillateur, au pas de 5 kHz ( par ex. 72000, 72005, 72010 ... )
   Montage éprouvé ( nos RX16 et RX19 ) à 100% de fiabilité.
- Gestion de la synthèse assistée par microcontrôleur.
- Valeur de la fréquence mémorisée en EEPROM.
- Programmation par liaison série, directe ou infra-rouge.
- Décodeur PPM 8 voies classique.
- Réalisation 99% CMS
- Dimensions : 31 x 52 x17mm . Poids 35g.
- Consommation : 10 mA sous 5V

 II. ETUDE THEORIQUE. 

1. La Fig. 1 est le schéma de la section HF. Le signal capté par l'antenne est amplifié par T1 et présélectionné par L1
et L2. Injecté dans un MC3362 de MOTOROLA, il subit un premier changement de fréquence dans un mixer dont l'oscillateur, accordé par L3, est synthétisé, soit à 10700 kHz sous la fréquence reçue, soit à 10700 kHz au-dessus, selon que la modulation est de sens normal ou inversé. ( Par rapport à
nos systèmes personnels ). Ainsi, avec un SUPERTEF, pour recevoir 72250 kHz, par ex. l'oscillateur est calé sur 72250 - 10700 = 61550 kHz, mais avec un FUTABA ou autre, il le sera sur 72250 + 10700 = 82950 kHz. Dans les deux cas,
la première FI est 72250 - 61550 = 10700 ou 82950 - 72250 = 10700 kHz. On remarquera simplement que l'augmentation du 72250 fait croître le 10700 dans le premier cas et le fait décroître dans le second.
Le 10700 kHz est récupéré sur le picot 19, filtré par le filtre à quartz F10.7, réinjecté par le picot 17. Il subit alors un second changement de fréquence dans un autre mixer dont l'oscillateur associé délivre du 10245 kHz, ce qui donne la deuxième FI : 10700 - 10245 = 455 kHz lequel est recueilli en 5, filtré par le CFW455 et réinjecté par le picot 5 dans un ampli logarithmique à grand gain. Il est finalement envoyé dans un démodulateur en quadrature accordé par L4. Le signal BF de modulation est obtenu en 13. ( env. 750 mVcc )
L'amplificateur logarithmique délivre en 10 un COURANT proportionnel à l'amplitude du signal, donc du champ capté
( 0.1 microA par dB ) Ce courant est amplifié par T2 et T3, ce dernier contrôlant la tension de drain de T1, donc son gain : Avec champ fort, cette tension tombe à 0 et T1 ATTENUE de 10 dB. Avec champ faible, la tension monte à +5V et T1 AMPLIFIE de 10 dB. Soit une dynamique de CAG de 20 dB ( variation de 1 à 100 ) Cela évite au RX21 d'être saturé par des signaux très forts en créant des porteuses parasites par intermodulation. C'est une qualité assez transparente pour l'utilisateur lambda mais très précieuse sur le terrain.
Le signal BF issu de 13 est mis en forme par un comparateur 14/15. Il sort en 15 en impulsions carrées positives de 5 Vcc. Ces impulsions assurent un décodage 8 voies à l'aide d'un très classique registre à décalage 4015. 

2. La Fig. 2 contient la section logique gérant la synthèse de fréquence, celle-ci étant directement assurée par un circuit dédié un 145170 de MOTOROLA, au fonctionnement remarquable.
Le 145170 reçoit deux informations :
- La REFERENCE de FREQUENCE,
sur le picot 1. Il s'agit du 10245 kHz généré par le 3362 ( Fig. 1 ). Ce signal
est divisé par 2049 par une cascade de diviseurs R. On obtient le 5 kHz/REF.
- La fréquence fabriquée par le VCO du MC3362 ( s/VCO ) injectée sur le picot 4. Cette fréquence serait divisée par 12310 dans le cas de la réception du 72250, sens normal, ce qui donne 61550/12310 = 5 kHz/VCO. Les diviseurs N assurant cette mission sont programmés sur 12310 à la mise sous tension du récepteur.
Les deux 5 kHz REF et VCO sont comparés en permanence. Toute différence est envoyée par le picot 13 en correction convenable de la tension de varicap du MC3362. ( 5000 corrections par seconde ) Dans ces conditions la fréquence du VCO est VERROUILLEE sur la fréquence de référence et en a la stabilité et la précision. Tous les canaux d'une bande sont obtenus avec une précision MATHEMATIQUE, ce qui est loin d'être le cas quand on change de quartz sur un récepteur traditionnel.
Attention, le quartz 10245 kHz servant de référence, ne doit pas être quelconque. En effet, lorsque nous synthétisons du 61550 kHz, toute dérive du quartz se retrouve dans le 61550 multipliée par 61550/10245, soit par 6 environ. Il faut donc un quartz très stable en température.
Les données utiles : le "2049" et le "12310" de notre exemple sont injectés à la mise sous tension par le microcontrôleur 68HC705J2 de MOTOROLA qui se charge de cette mission après avoir lu ces valeurs dans la mémoire EEPROM 93Cx6. Son travail accompli ( en moins de 50 ms ! ) le 705J2 passe en mode STOP, toutes sorties bloquées et oscillateur interne arrêté ( 800 kHz par résonateur ) Dans ces conditions, le uC ne génère AUCUN bruit HF parasite et le RX21 devient aussi "propre" que son équivalent à quartz.
Lors de sa mise sous tension, le 705J1 commence par lire le niveau de son entrée PA2 ( DATA ). Si cette entrée est à 0
( rien de branché sur le connecteur PROGR ) les choses se passent comme dit ci-dessus.      
 Si cette entrée est à 1 ( SUPERTEF ou module de programmation connecté ) le 705J2 n'envoie rien au 145170 mais attend les nouvelles données : Les lignes PA3 et PA0 passent à 1, concrétisant cette attente.
Lorsque le 705J1 les reçoit :
- il les range tout d'abord en RAM ( mémoire vive )
- Les données envoyées étant en double exemplaire, il vérifie l'égalité des deux "paquets".
- Si c'est bon il programme la 93Cx6, sinon ERREUR
- Ceci fait, il relit cette 93Cx6 et vérifie que les données relues sont bien égales aux données reçues ( RAM )
- Si c'est le cas, les lignes PA3 et PA0 retombent à 0, sinon ERREUR.
Si c'est bon, il faut alors couper l'alimentation du RX21, déconnecter le programmateur et remettre sous tension pour un fonctionnement sur la nouvelle fréquence.
Si ERREUR, les lignes restent à 1. Il faut recommencer le processus, mais rassurez-vous .... ça n'arrive jamais ! 

3. ALIMENTATION du RX21 

A notre humble avis ( ... expérience de près de 20 ans d'une pratique exclusive de la synthèse de fréquence !! ) la sécurité impose la DOUBLE BATTERIE.
- une mini batterie ( 4.8 V, 250 mAh par ex. ) alimente le RX21, sections HF et logique, SANS REGULATEUR.
- une seconde 4.8 V ( ou 6 V ) à xxx  mAh alimente les servos.
Bien sûr, cette solution ne vous plait pas ! Alors, pour vous satisfaire, nous avons prévu de garder le régulateur autorisant la batterie unique. Cela aura deux inconvénients :
- Un régulateur introduit toujours un BRUIT sur la ligne régulée. Ce bruit tend à se retouver dans le signal.
- Un régulateur ne peut que REDUIRE la tension batterie. Il faut donc toujours garder Vbatt > Rrégul et même Vbatt - Vrégul > Vdéchet ( de l'ordre de 0.2 V avec un 2931 ) Si Vbatt tombe en dessous du seuil fatidique ( par ex. sur un mouvement de servos ), la chute de tension se retouve dans la ligne régulée, donc dans la tension de varicap, donc dans la fréquence VCO, donc dans le SIGNAL ! Tous les servos font alors EN MEME TEMPS un petit mouvement ce qui précipite la chute de Vbatt, introduisant le système dans une boucle infernale SANS FIN : C'est le CRASH assuré ! Le seul remède consiste à augmenter l'écart entre Vbatt et Vrégul, soit en mettant 5 éléments à la batterie, soit en diminuant la tension régulée ( + 4V nominal ). Mais ce remède ne fait que retarder l'échéance. Il n'assure aucune tranquillité !

Avec les deux batteries, le RX21 aura une autonomie de plus de 10 heures : Vous abandonnerez avant lui ! Les servos pourront épuiser leur propre batterie sans autre incidence qu'une perte de puissance et de rapidité.

A vous de choisir ! Nous l'avons fait depuis longtemps ! 

III. REALISATION 

La réalisation du RX21 ne requiert pas de connaisances électroniques, mais simplement des qualités de SOIN. Bien sûr, il faut savoir très bien souder en général et les CMS en particulier.
Sur le plan matériel, il faut un oscilloscope, un fréquencemètre ... et quelqu'un qui sait s'en servir !
Dans cet article, pour ne pas envahir la revue, nous limiterons les explications au strict minimum. Les réalisateurs éventuels devront nous contacter pour obtenir le dossier détaillé de montage et de réglage.

1. Liste des composants.                  Ci-contre
                                                   une vue intérieure
4. Pose des composants.             du RX21  terminé

5. Réglage.  

IV. La PROGRAMMATION. 

Si vous possédez déjà un SUPERTEF, un simple câble est nécessaire. Voir Fig. 15 . Pour une liaison infra-rouge, vous utiliserez les modules déjà décrits ( article RX16 ) Il suffira simplement de faire un petit adaptateur, le connecteur du RX21 étant différent de celui des RX16/19. Les procédures sont les mˆmes que pour ces récepteurs. S'y reporter
Si votre émetteur est autre, il vous faut obligatoirement monter le programmateur décrit ci-dessous. 

1. Le SCHEMA. Fig. 9. 

Nous utilisons encore un 705J1A, mais en format DIL. Le uC lit sur son port PA, le nø du canal désiré. Il vérifie qu'il est correct, compte tenu de la bande choisie : 0 à 100 en 72 MHz , 0 à 40 en 41 MHz.
Il indique par sa led d'ERREUR, si le nø est incorrect. Si le canal est accepté, le 705J2 calcule la donnée fréquence. Lors de l'appui sur le poussoir, il transmet les données dans le format requis.

Le modèle décrit permet la liaison directe, sans batterie dans le programmateur, ou
la liaison infra-rouge, la batterie étant cette fois indispensable. 

2. MONTAGE.                                                    Cliquez pour figure de pose des composants  --> POSE CP

Liste des composants :                                          

1 68HC705J1A programmé par l'auteur
1 Led IR LD271 ou équiv.
1 BC849C CMS
1 1N4148 ( si pile )
1 BAT85 ( si pile )
1 résonateur 800 kHz ( voir RX21 )
2 leds rouge et verte 3mm
1 support tulipe 2x10 pts
1 bloc de 2 inters DIL
1 roue codeuse miniature BCD
1 roue codeuse miniature HEXA ( voir texte )
1 connecteur à 5 picots 2.54 coudés
1 pile de 6V type PX28L
1 circuit imprimé ( film disponible auprès de l'auteur )
1 boîtier au choix 

   R et C CMS 1206 sauf indication.                                           Vue du  programmateur terminé        

NB. En 72 MHz le nø maximal est 100 ( 72500 ) ce qui oblige à une roue codeuse des dizaines de type HEXA, allant de 0 à 15, le 10 étant réprésenté par A, le 11 par B ... le 15 par F. Si l'on admet de perdre le canal 100 ( qui est en fait hors bande ) on peut remplacer cette roue hexa par une roue BCD ( 0 à 9 ) sans aucun problème.

Liaison directe. ( sans batterie interne )
Brancher le cordon Fig. 15 sur le RX21 et le programmateur. Mettre le RX21 sous tension. La diode du cordon s'allume. Appuyer sur le poussoir PRG. La diode s'éteint. C'est fait. Mettre le RX21 hors tension. Supprimer le cordon. Le RX21 fonctionne après remise en marche, sur la nouvelle fréquence.
Liaison opto . ( avec batt. interne + module opto Fig. 16 )
Mettre le programmateur en marche en plaçant le connecteur interrupteur. Placer la diode ID émission à proximité immédiate de la diode IR réception, hors soleil. Mettre le RX21 sous tension : le buzzer retentit. Appuyer sur le poussoir PRG. Le buzzer se tait. C'est fait.

NB. Si le module, Fig. 16, reste connecté en permanence sur le RX21, la diode IR de réception doit ˆtre installée dans une cavité obturée normalement pour ne pas recevoir le soleil à la mise sous tension. L'injecteur IR remplaçant l'obturateur au moment de la programmation. Ne pas rˆver ! La programmation n'est pas possible d'un bout du terrain à l'autre !! 

V. UTILISATION  du RX21

Le RX21 s'utilise comme un récepteur normal. Il requiert cependant un peu plus de soin pour le mettre à l'abri des vibrations violentes. Il faudra donc toujours l'installer dans un "cocon" de mousse souple. Ne pas utiliser ces gaines de caoutchouc noir vendues dans ce but et qui sont beaucoup trop dures.

Nous ne revenons pas sur la question de l'alimentation, déjà débattue. Si vous avez choisi la double-batterie, nous vous rappelons l'existence de "l'inter automatique" décrit dans le nø 663 de MRA. Cet interrupteur permet de n'avoir qu'UN SEUL interrupteur manuel coupant l'alimentation du RX21, l'inter automatique se chargeant d'alimenter les servos. Dans ces conditions l'inter manuel ne coupe que quelques milliampères. La sécurité est encore nettement améliorée.

Nous espérons que le RX21 vous tentera. Il s'agit d'un montage qui dépasse de très loin toutes les réalisations commerciales. A vous de savoir profiter de cette opportunité. Bien entendu, dans ce cas nous sommes, comme toujours, à votre entière disposition pour renseignements, conseils, soutien technique ...