
Souvent nos articles vous proposent de construire une radiocommande codée à plusieurs canaux et c’est très bien ; cependant, dans certaines situations particulières, le signal radio peut être fortement amorti par les structures en béton armé de votre environnement : eh bien dans ce cas il peut s’avérer fort utile de disposer d’une télécommande à courant porteur utilisant comme moyen de transport de l’information … l’installation électrique 230 V existante ! Avec ce type de télécommande, à laquelle nous vouons cet article, vous pourrez activer à distance n’importe quel dispositif et éviter ainsi un câblage coûteux nécessitant des saignées dans les murs ou des tranchées dans le sol.
Combien de fois avez-vous eu le projet d’ajouter un éclairage dans l’entrée ou sur la terrasse, là où vous savez que le 230 V arrive puisqu’il y à une boîte de dérivation proche ? Mais il y a un hic ! Ce luminaire supplémentaire ne peut pas rester allumé tout le temps, il faudrait créer aussi une canalisation avec deux fils allant à un interrupteur situé à environ 1,15 mètre du sol…et vous n’avez nulle envie de faire une saignée dans le doublage ! D’autre part, vous aimeriez bien pouvoir mettre en route le système d’arrosage (ou la pompe de forage) situé au bout du terrain sans avoir à sortir de la maison, mais lors de sa création vous avez fait l’impasse sur les deux fils supplémentaires à tirer sous gaine enterrée à 1 mètre de profondeur…et maintenant vous le regrettez ! Et il ne s’agit que de la maison et du jardin. Mais si vous avez un commerce ou une petite unité de production (industrielle, agricole, d’élevage, etc.) les problèmes sus évoqués prennent une ampleur bien plus conséquente : vous n’avez sans doute pas le loisir d’entreprendre de gros travaux qui feraient baisser votre productivité ou peut-être décourageraient la clientèle.
Or dans bien des cas une télécommande radio traditionnelle est peu efficace : en effet, les structures métalliques ou en béton armé absorbent beaucoup les ondes hertziennes, surtout en VHF ou en UHF ; et comme les appareils à actionner fonctionnent généralement sur le secteur 230 V, vous vous demandez si l’on ne pourrait pas profiter de l’installation électrique –bien dissimulée dans les murs, les cloisons ou/et enterrée dans le sol– aussi pour transporter l’information, c’est-à-dire envoyer les commandes de marche/arrêt. Eh bien ce procédé existe et se nomme télécommande à courant porteur.
La transmission par courant porteur
Le principe de ces ondes transportées par le réseau électrique (du moins la portion de ce réseau qui se trouve chez vous –un réseau local en quelque sorte– et qui est relié à tout le réseau EDF) est fort intéressant car il permet de transmettre tout signal d’un point à un autre d’une installation électrique 230 V existante.
La transmission par courant porteur se fait en codant tout d’abord le signal que l’on veut envoyer, puis en le superposant à la sinusoïde de fréquence 50 Hz et d’amplitude 230 V, c’est-à-dire la sinusoïde du secteur arrivant du compteur EDF plombé pour fournir son énergie à toute notre propriété (voir figure 1).
Si vous regardez maintenant la figure 3, vous voyez que le signal, après avoir été codé numériquement est ensuite modulé sur une porteuse à 455 KHz environ.
Le signal ainsi obtenu est ensuite superposé à l’onde à 50 Hz du secteur et transmis à chacune des prises (où arrivent les deux fils neutre et phase) de l’installation électrique. Le récepteur peut être relié à n’importe quel point de cette dernière : il est conçu pour pouvoir séparer le signal utile (portant l’information, la commande) du courant “énergétique” à 50 Hz 230 V ; il “sait” aussi détecter (éliminer la porteuse à 455 kHz) et décoder le signal modulant afin que l’information contenue puisse exciter ou mettre au repos les deux relais actionnant la charge. Comme le fait d’ailleurs tout récepteur qui se respecte.
La seule différence avec un récepteur radio classique, où les ondes hertziennes voyagent à travers l’éther, est qu’ici la porteuse est véhiculée par les fils du secteur.
L’émetteur et le récepteur sont en outre dotés de clés d’accès identiques avec combinaison programmable par trois cavaliers, ce qui permet d’échanger les commandes uniquement entre les deux éléments (TX/RX) d’une même paire. Donc, en programmant diverses clés d’accès, il est possible de faire fonctionner plusieurs paires TX/RX distinctes (chacune s’occupant de ses propres appareils à commander et ce sans interférences regrettables) sur la même installation électrique. Par exemple, vous pourrez parfaitement utiliser une paire pour allumer l’éclairage du jardin à partir de la maison et une autre pour ouvrir/fermer le portail ou activer une caméra de surveillance à partir du salon ou de la chambre (en fait de la pièce où vous aurez placé l’émetteur).
Ajoutons que ce dernier doit simplement, pour fonctionner, être branché dans une prise de courant : pas d’antenne ! Même chose pour le récepteur : mais il faudra en plus brancher ses fils de sortie à la charge à commander (bien sûr).

Les schémas électriques
Pour décrire les schémas électriques, nous examinerons séparément les deux unités composant cette paire TX/RX.
L’émetteur
Voir figure 4. Comme pour une radiocommande classique, l’émetteur à courant porteur utilise, pour le codage du signal, le codeur constitué par IC2 HT6014. Chacune de ses broches 1-2-3 peut être connectée de trois manières différentes, en fonction du positionnement des cavaliers J1, J2 et J3 :
- relié à la masse (-)
- relié au positif (+)
- non relié (0)
Le nombre de combinaisons possibles est donc de 3 au cube = 27. Ainsi, on peut programmer la clé permettant à l’émetteur d’être identifié par le récepteur ; bien sûr, la même configuration avec J1, J2, J3 doit être faite sur le récepteur et sur l’émetteur (sinon, c’est la Tour de Babel !). Les broches 10, 11, 12 et 13 de IC2 sont reliées respectivement aux quatre poussoirs P1-P2-P3-P4 permettant d’activer et de désactiver les relais 1 et 2 de la manière suivante :
- le poussoir P1 active le relais1
- le poussoir P2 désactive le relais1
- le poussoir P3 active le relais 2
- le poussoir P4 désactive le relais2 (on peut donc commander deux charges).
Chaque fois qu’un des quatre poussoirs est pressé, DL1 est allumée par la broche 14 de IC2 pour confirmer que l’émetteur fonctionne ; de la broche 17 de IC2 sortent les impulsions codées indiquant quel poussoir à été pressé.
Les impulsions sont constituées d’une série de niveaux logiques 0 et 1, comme le montre la figure 3 et elles sont envoyées à la cathode de DS1.
A l’anode de cette même diode on a relié l’oscillateur à 455 KHz formé du filtre céramique FC1 et des deux ports IC3/B et IC3/F.
Chaque fois que sur la broche 17 se trouve un niveau logique 1, DS1 ne conduit pas et la fréquence produite par l’oscillateur peut arriver à la broche 5 de IC3/A ; quand c’est un niveau logique 0 qui est présent sur cette broche 17, DS1 entre en conduction et courtcircuite à la masse la fréquence provenant de l’oscillateur.
Ainsi, le signal numérique produit sur la broche 17 de IC2 est modulée sur une porteuse à 455 kHz, comme le montre la figure 3 et envoyée vers les trois portes IC3/C, IC3/D, IC3/E, montées en adaptatrices d’impédance afin de renforcer le signal en courant.
Le signal est ensuite appliqué à l’enroulement primaire du transformateur MF1 à travers C7. La capacité de ce condensateur est calculée pour obtenir avec l’inductance de l’enroulement primaire de MF1 une fréquence de résonance égale à celle de la porteuse, soit 455 kHz.
Même chose pour C8 et pour la self JAF1 montés sur le secondaire de MF1.
En procédant ainsi on réalise sur l’enroulement secondaire de MF1 une amplification en courant non négligeable du signal ; le signal amplifié en courant est ensuite appliqué sur le neutre et sur la phase du secteur 230 V.
L’alimentation du circuit se fait par le secteur (on s’en doute) en prélevant le 230 V avec un transformateur T1 dont le secondaire fournit une tension de 9 VAC ; une fois redressée par le pont RS1, elle est stabilisée par le régulateur IC1 78L05 en +5 V, ce qui permet d’alimenter tout ce circuit.




Liste des composants du TX EN1653
R1 ..... 1 k
R2 ..... 4,7 M
R3 ..... 1 k
R4 ..... 3,3 k
R5 ..... 1 M
C1...... 100 nF polyester
C2...... 100 μF électrolytique
C3...... 100 nF polyester
C4...... 1 000 μF électrolytique
C5...... 560 pF céramique
C6...... 560 pF céramique
C7...... 390 pF céramique
C8...... 1,2 nF 1 000 V polyester
RS1 ... pont redresseur 1 A
DS1 ... 1N4150
DL1 ... LED
FC1.... filtre céramique 455 KHz
JAF1 .. 100 μH
MF1... MF 750 KHz (rouge)
IC1..... 78L05
IC2..... HT6014
IC3..... TTL 74HC04
T1 ...... 1VA (mod. TN.0050) sec. 9 V 50 mA
F1...... fusible 0,1 A
J1 ...... cavalier
J2 ...... cavalier
J3 ...... cavalier
P1...... poussoir
P2...... poussoir
P3...... poussoir
P4...... poussoir
Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.
Le récepteur
Voir figure 6. Le récepteur prélève le signal sur le secteur où il se trouve à travers le transformateur MF1. Là encore, la self JAF1 et C5 montés sur le primaire de MF1 sont calculés pour entrer en résonance à la fréquence de 455 KHz.
Ainsi, grâce à cette résonance, une amplification en tension du signal se produit ; cet effet se répète sur le secondaire de MF1, laquelle est également accordée sur 455 kHz par le condensateur C6.
Le signal ainsi amplifié est acheminé vers la porte IC2/A (à l’entrée de laquelle DS1 et DS2 sont montées en limitatrices d’éventuels pics de tension) et vers la porte IC2/B, utilisées toutes deux comme amplificatrices et ensuite vers le filtre FC1, dont la tâche est de ne laisser passer que la porteuse à 455 KHz.
De la sortie du filtre, le signal est envoyé à la porte IC2/C qui l’amplifie encore, puis au détecteur formé de DS5, de R9 et R10 et de C9 (ce détecteur élimine la porteuse à 455 KHz et ne laisse donc passer que le signal numérique contenant l’information codée).
Note : sur la broche de sortie de la porte IC2/C est situé le point de test TP qu’on utilisera pour effectuer le réglage du circuit.
L’étage suivant, formé des deux portes IC2/D, IC2/E et de la porte IC2/F, à pour fonction de mettre parfaitement en quadrature le signal qui est ainsi reconstruit, restauré dans sa forme d’origine et envoyé à la broche 14 de IC3 HT6034.
Les broches 1, 2, 3 de IC3 sont reliées aux cavaliers J1 - J2 - J3, disposés de manière à reproduire la combinaison des trois cavaliers situés sur l’émetteur.
Dès que la série des impulsions composant le signal décodé se trouve sur la broche 14 de IC3, le décodeur HT6034 compare la partie du code correspondant à la clé avec la configuration des cavaliers.
Si les deux correspondent, il décode les impulsions suivantes qui indiquent lequel des quatre poussoirs P1-P2-P3-P4 présents sur l’émetteur a été pressé et donc lequel des deux relais on souhaite activer ou bien mettre au repos.
Comme le montre la figure 6, la partie suivante du schéma électrique, concernant la commande des deux relais, ressemble en tout point à celle du récepteur de radiocommande EN1652 et nous vous renvoyons à la lecture de l’article correspondant dans ce numéro 89 d’Electronique et Loisirs Magazine: Une radiocommande codée à deux canaux (voir la figure 6 dudit article).
De même que pour l’émetteur, le récepteur est alimenté (qui en douterait ?) par le secteur 230 V : là encore, le secondaire de T1 fournit une tension, de 15 VAC cette fois, qui est redressée par RS1 et stabilisée par le régulateur IC1 7812 qui en tire le +12 V nécessaire pour alimenter les circuits intégrés et les RL1 et RL2.


Liste des composants de la sonde de réglage
R1 ..... 1 k
R2 ..... 100 k
C1 ..... 100 nF polyester
C2 ..... 10 μF électrolytique
DS1 .... 1N4150
DS2 .... 1N4150


Liste des composants du RX EN1654
R1 ..... 10 k
R2 ..... 1 k
R3 ..... 1 M
R4 .... 10 k
R5 ..... 1 M
R6 ..... 100
R7 ..... 10 k
R8 ..... 100 k
R9 ..... 47 k
R10 ... 68 k
R11 ... 4,7 M
R12 ... 330 k
R13 ... 10 k
R14 ... 10 k
R15 ... 1,2 k
R16 ... 47 k
R17 ... 47 k
R18 ... 10 k
R19 ... 22 k
R20 ... 10 k
R21 ... 22 k
C1...... 100 nF polyester
C2...... 1 000 μF électrolytique
C3...... 100 μF électrolytique
C4...... 100 nF polyester
C5...... 1,2 nF 1 000 V polyester
C6...... 390 pF céramique
C7...... 100 pF céramique
C8...... 100 pF céramique
C9...... 3,3 nF polyester
C10 ... 100 nF polyester
C11 ... 100 nF polyester
C12 ... 100 nF polyester
C13 ... 100 nF polyester
C14 ... 100 nF polyester
C15 ... 100 nF polyester
C16 ... 100 nF polyester
RS1 ... pont redresseur 1 A
DS1 ... 1N4150
DS2 ... 1N4150
DS3 ... 1N4150
DS4 ... 1N4150
DS5 ... 1N4150
DS6 ... 1N4150
DS7 ... 1N4150
DS8 ... 1N4007
DS9 ... 1N4007
DL1 ... LED
FC1.... filtre céramique 455 KHz
JAF1 .. 100 μH
MF1... MF 750 KHz (rouge)
IC1..... 7812
IC2..... CMOS HT4069
IC3..... HT6034
IC4..... CMOS CD4555
IC5..... CMOS 4013
TR1.... NPN BC547
TR2.... NPN BC547
TR3.... NPN BC547
RL1.... 12 V 1 contact
RL2.... 12 V 1 contact
T1 ...... 6 VA (mod. T006.02) sec. 15 V 0,4 A
F1...... fusible 0,1 A
J1 ...... cavalier
J2 ...... cavalier
J3 ...... cavalier
J4 ...... cavalier
J5 ...... cavalier
S1...... interrupteur
La réalisation pratique
Là encore, nous allons distinguer la construction de la platine du TX de celle du RX, bien qu’elles aient pas mal de points communs (mêmes composants HF, à peu près la même alimentation).
L’émetteur EN1653
Il s’agit de la platine la plus petite des deux : elle comporte huit picots à relier aux quatre poussoirs de face avant et deux allant à la LED, également en face avant ; le bornier reçoit les trois fils du cordon secteur, terre comprise.
Quand vous avez devant vous le circuit imprimé double face à trous métallisés EN1653 (pour le réaliser, voir la figure 12b-1 et 2, elle vous donne les dessins des deux faces à l’échelle 1:1), commencez par enfoncer puis souder (figures 10 à 12a) les dix picots, les trois cavaliers J1-J2-J3 et les deux supports de circuits intégrés, puis vérifiez soigneusement vos soudures (ni courtcircuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
N’insérez les circuits intégrés dans leurs supports qu’à la fin, vous éviterez ainsi tout échauffement inutile et tout choc électrostatique : à ce moment là, faites attention à l’orientation des repère-détrompeurs en U (tous vers le bas, soit vers C1 et C3).
Pour le reste, si vous observez bien les figures 10 à 12a et la liste des composants, vous n’aurez aucune difficulté à les monter.
Montez les quelques résistances, la diode (bague vers R1 pour DS1), les condensateurs céramiques puis polyesters puis électrolytiques (attention à la polarité des électrolytiques), le régulateur en boîtier demi lune (méplat vers C2), le pont RS1 (+ vers C4, – vers l’angle du ci), la self JAF1, le filtre FC1, la MF1. Montez à la fin le transformateur T1 (fixez-le à l’aide de deux boulons), le fusible F1 et le bornier secteur.
Soudez le fil torsadé à la LED et aux picots (attention à la polarité, la patte la plus longue est l’anode, à souder sur le picot venant de R1, fil rouge) et les quatre poussoirs aux quatre paires de picots (voir figure 12a).
Vérifiez, deux fois si possible, l’identification et l’orientation des composants et la qualité de toutes les soudures.
Vous pouvez maintenant enfoncer les deux circuits intégrés dans leurs supports et installer cette platine TX dans son boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en aluminium anodisé et sérigraphié (voir figures 11, 12a et photo de début d’article).
Fixez la platine au fond à l’aide de quatre vis autotaraudeuses.
En face avant, fixez la LED dans sa monture chromée et les quatre poussoirs ; par le panneau arrière, faites entrer le cordon secteur à travers un passe-fils et vissez les trois fils (terre vert/jaune au centre, neutre bleu à droite et phase marron à gauche) sur le bornier.

On voit bien à droite les huit picots allant aux quatre poussoirs P1-P2-P3-P4.




Le récepteur EN1654
Il s’agit de la platine la plus grande : elle comporte quatre picots, deux sont les TP et deux vont à la LED à monter en face avant ; les borniers reçoivent les trois fils du cordon secteur, terre comprise, les fils de l’interrupteur, à monter également en face avant et les six fils allant à la charge.
Quand vous avez devant vous le circuit imprimé double face à trous métallisés EN1654 (pour le réaliser, voir la figure 14b-1 et 2, elle vous donne les dessins des deux faces à l’échelle 1:1), commencez par enfoncer puis souder (figures 13 et 14a) les quatre picots, les cinq cavaliers J1-J2-J3 et J4-J5 et les quatre supports de circuits intégrés, puis vérifiez soigneusement vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée).
N’insérez les circuits intégrés dans leurs supports qu’à la fin : à ce moment là, faites attention à l’orientation des repère-détrompeurs en U (tous vers la gauche).
Pour le reste, si vous observez bien les figures et la liste des composants, vous n’aurez aucune difficulté à les monter.
Montez toutes les résistances, les diodes (bague vers la gauche pour DS8-DS9, vers la droite pour DS2-DS1-DS7, vers R6 pour DS4, vers C8 pour DS3 et vers R8 pour DS5), les condensateurs (attention à la polarité des électrolytiques), les transistors en boîtiers demi lune (méplats vers DS8, DS9 et R14), le pont RS1 (+ vers le transfo), la self JAF1, le filtre FC1, la MF1 et le régulateur IC1 (debout sans dissipateur, semelle métallique vers le transfo).
Montez les deux relais. Montez à la fin le transformateur T1 (fixez-le à l’aide de deux boulons), le fusible F1 et les borniers secteur/interrupteur/sorties.
Soudez le fil torsadé à la LED et aux picots (attention à la polarité, la patte la plus courte est la cathode, à souder sur le picot venant de R15, fil noir) et vissez les fils de l’interrupteur au bornier (voir figure 14a).
Vérifiez, deux fois si possible, l’identification et l’orientation des composants et la qualité de toutes les soudures.
Vous pouvez maintenant enfoncer les quatre circuits intégrés dans leurs supports et installer cette platine RX dans son boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en aluminium anodisé : modèle MTK08.12 (voir figures 13, 14a, 15 et photo de début d’article).
Il vous faudra au préalable percer les trous de la face avant et du panneau arrière. Fixez la platine au fond à l’aide de quatre vis autotaraudeuses.
En face avant, fixez l’interrupteur et la LED dans sa monture chromée ; par le panneau arrière, faites entrer le cordon secteur à travers un passe-fils et visser les deux fils (pas de terre) sur le bornier à 4 pôles ; toujours par le panneau arrière, faites sortir les six fils que vous avez vissé aux deux borniers à deux pôles (à travers un passe-fils).
A propos des sorties commandant les charges : C = contact normalement fermé, B = contact central, A = contact normalement ouvert (et ce pour les deux relais RL1 et RL2).
Réalisez la petite sonde de réglage, comme le montre la figure 14a (pas de circuit imprimé, le montage est “volant”) : les deux points + et les deux points – peuvent être soudés à des fils rouges et noirs terminés par de petites pinces crocos.
Si vous voulez, vous pouvez insérer ce minuscule montage ( la sonde de test) dans un petit tube de plastique ou de PVC.




Les réglages
C’est fort simple, maintenant que vous possédez le bon outil (la sonde que nous venons de construire)!
Vous devez faire en sorte que le signal émis et le signal reçu aient la plus grande amplitude possible et pour cela un simple multimètre, associé à votre sonde, suffira.
Le signal est prélevé sur les deux picots TP du récepteur : ce n’est pas un signal continu mais un signal modulé de fréquence 455 kHz ; c’est pourquoi nous avons besoin d’intercaler la petite sonde.
Reliez les points TP+ et – de la sonde (deux pinces crocos, une rouge pour le + et une noire pour le –) aux points TP + et – de la platine RX.
Reliez les autres points + et – (deux pinces crocos, une rouge pour le + et une noire pour le –) aux pointes de touche + et – du multimètre. Procédez ensuite comme suit :
- reliez le TX et le RX à deux prises différentes du secteur situées dans la même pièce et, en vous aidant d’une rallonge, rapprochez les deux unités (afin de les avoir toutes deux à disposition devant vous) ;
- réglez le multimètre sur le calibre 10 V continus (la sonde est reliée d’un côté aux points TP et de l’autre aux pointes de touche du multimètre) ;
- allumez le RX avec l’interrupteur S1 ;
- pressez et maintenez pressé l’un des quatre poussoirs P1-P2-P3-P4 de l’émetteur et tournez le noyau du transformateur MF1 du récepteur jusqu’à lire sur le multimètre la tension maximale ;
- relâchez le poussoir, ouvrez l’émetteur et pressez à nouveau l’un des poussoirs ; agissez sur le noyau de MF1 de l’émetteur jusqu’à lire sur le multimètre la tension maximale.
Répétez tout ce cycle de réglages (RX puis TX) jusqu’à ce que vous obteniez la valeur optimale de tension sur le multimètre.
Vous êtes alors certain que le montage émetteur TX et le montage récepteur RX fonctionnent correctement car leur accord est parfait.

Note et conclusion
Au cours de la transmission, le signal subit forcément une atténuation dépendant de la distance entre les prises utilisées pour l’émetteur et le récepteur, mais aussi des caractéristiques physiques de l’installation électrique et même des charges qui sont reliées à votre installation (machine à laver, réfrigérateur, perçeuse sont autant de charges selfiques pouvant perturber le signal de la télécommande par courant porteur).
Il faut en outre préciser que la transmission par courant porteur suppose la parfaite continuité de la ligne électrique entre émetteur et récepteur : en effet, le support n’est pas l’éther, comme avec une transmission radio, mais les fils conducteurs du réseau électrique, donc attention aux installation électriques anciennes, notamment avec des câbles électriques rajoutés.