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TV amateur (note)

Programmation simplifiée des modules Comtech

Ces modules, simples économiques et performants sont basés sur des synthétiseurs de fréquence pilotables par I2C. Vous trouverez ici quelques précisions sur le protocole I2C développé par Philips et universellement utilisé dans le matériel grand public.
Au démarrage, il faut envoyer une séquence qui initialise la fréquence désirée. Le petit microcontrôleur de base ne fait que cela, il lit les 8 "dip switches " pour connaître le nombre de pas de fréquence désiré à partir de la fréquence de base et envoie au module cette valeur.
Le premier bit "zéro " a un poids de un= (2⁰), le dernier, bit "sept " a un poids de 128 =(2⁷), il y a donc 256 pas possibles avec 8 bits.

Tous les microcontrôleurs savent gérer l'I2C, les constructeurs mettant à disposition des développeurs un module logiciel très bien écrit, l'utilisation est ensuite transparente.

Sur les cartes que nous utilisons, un Pic a été choisi, mais tout autre microcontrôleur fait l'affaire. Pour ma part, j'utilise préférentiellement plutôt la famille 51.

Le Pic est très sous employé dans cette application, ce qui explique les nombreuses extensions proposées par les expérimentateurs, par exemple en ajoutant un afficheur ou en gérant plusieurs modules avec un seul Pic.
Les chapitres suivants montreront quelques variations sur le sujet.

Cette page montre une petite application en Picbasic : Pilotage d'un récepteur TV avec scanner

Plusieurs modules à une même adresse I2C

Pour compléter l'information de Joël, F6CSX, sur le changement d'adresse du SP5050 dans les modules Comtech.
Cinq adresses sont possibles en installant un pont résistant sur l'entrée P6 pour jouer sur la tension.

Cette approche présente deux inconvénients majeurs.
Les modules ne sont plus interchangeables facilement.
La petite taille des cms et l'espace réduit rend la soudure très hasardeuse.

Cette approche risquée n'est pas à retenir.
J'ai utilisé une alternative pour résoudre un problème similaire, un grand nombre de ports sur le bus à la même adresse.

Toutes les lignes SCL, (horloge) sont câblées normalement sur le bus I2C.
La commande SDA (data) passe par un commutateur logique pour alimenter séparément les entrées SDA de chaque module non modifié.

Il reste des ports libres sur le Pic pour envoyer la bonne adresse de sélection.
Cela ne pose aucun pb d'attaquer un port I2C seulement par l'horloge, s'il n'a pas de datas, il ignore simplement.

A titre d'information, j'ai eu ce problème à résoudre pour attaquer un panneau d'affichage à leds comportant une centaine de ports à la même adresse. Un seul fil était disponible en plus des SDA, SCL et alimentation.

L'astuce était d'utiliser un compteur distant.
Le compteur est reseté par une impulsion longue sur le fil de commande commençant ainsi à l'adresse 00.
Le contrôleur envoie sa commande pour le port 0, puis une impulsion courte incrémentant le compteur, la commande pour le port 01 et ainsi de suite jusqu'à la fin.
Chaque ligne SDA est validée sur chaque port par un ou des réseaux logiques programmés, 8 fils d'adresse (du compteur), l'entrée SDA et autant de fils de sortie que de ports à activer.

Évidemment dans le cas des modules Comtech, il y en aura probablement moins de 4, alors de simples portes logiques suffisent avec une ou plusieurs pattes du Pic pour valider l'adresse.

Le Pic utilisé sur les modules

Les pertes dans les coaxiaux en SHF

Si les longueurs de coaxiaux sont longues et sauf à utiliser des câbles gros, rigides et chers, les pertes en émission sont énormes.
En réception cela ne pose pas de problème de faire un pré amplificateur à grand gain pour compenser les dB perdus, mais en émission les watts coûtent très cher…
La solution est donc de monter l'émetteur et un petit amplificateur (comme le kit Chollet pour passer de 20 à 600 mW) au contact de l'antenne sans intermédiaire, éventuellement en commutant la descente avec le pré amplificateur par un relais.
Il suffit alors de monter la vidéo par un câble à très faible coût.
Le problème est alors de changer de fréquence au bout de quelques dizaines de mètres de fil, en utilisant du fil téléphonique.

Montage à port I/O déporté

La fréquence est envoyée en I2C par le Pic qui lit d'origine les 8 interrupteurs sur la platine.

L'astuce est donc de déporter les 8 contacts au bout d'un long fil par l'intermédiaire d'un port I2C PCF 8574, classique et très économique ou d'une commande avec afficheur comme Joël l'a réalisée.

La petite difficulté est que l'I2C fonctionne avec des créneaux raides qui ne supportent pas de fils supérieurs à un mètre sans dégrader le signal et perdre la synchronisation à 200 kHz .
Des amplis de ligne (bidirectionnels) I2C améliorent la situation et permettent de travailler à une dizaine de mètres sur une paire téléphonique, mais il ne faut pas espérer beaucoup mieux.

L'astuce est donc tout simplement de ralentir considérablement l'horloge I2C car la liaison le supporte parfaitement, et de passer de 200 kHz à quelques dizaines de kHz.
Cette méthode vous permet donc de commander les modules Comtech au bout de quelques dizaines de mètres avec deux paires téléphoniques.

Je développerai ultérieurement si cela présente quelque intérêt.

SDA et SCL en I2C

Variante DTMF

Autre variante classique, utilisée sans les alarmes domestiques, un clavier téléphonique et un décodeur DTMF (genre MT 8870). Avec une paire téléphonique, la commande est transportée sur des dizaines de mètres

Variante série

Une liaison série lente en RS 323 ou plus rapide et symétrique RS 422 est aussi une solution facile à implanter sur quelques dizaines de mètres.
Cette méthode a toutefois un désavantage, elle demande l'utilisation d'un circuit décodeur DTMF, par exemple "MT 8870 ". Il est très délicat de décoder par logiciel deux notes simultanées avec les ressources limitées d'un Pic, même en ajoutant un convertisseur Analogique-numérique, le résultat obtenu ne vaut pas les efforts dépensés, un circuit spécialisé fera bien mieux.
La méthode DTMF a une autre application intéressante dans le cas d'un clavier de portier extérieur, car une seule paire téléphonique véhicule la commande et l'alimentation, la voix dans les deux sens et la puissance pour la gâche électrique. Les plus futés arrivent aussi à passer la vidéo de la caméra du portier sur cette longue (plusieurs dizaines de mètres) paire unique enterrée …

Variante boucle de courant

La boucle de courant 4/20 mA est très utilisée en milieu industriel. Ce moyen robuste supporte des longueurs de fil considérables avec des débite lents et s'implante très simplement.

L'I2C pour les débutants

Il est simple d'inclure une liaison I2C à un quelconque microcontrôleur, que ce soit en assembleur, basic ou C.
Il y a deux approches possibles

Code complet

En général, on utilise les bibliothèques constructeurs, le code est parfait et optimisé, mais parfois un peu lourd pour une petite application qui ne comporte q'un contrôleur maître et des périphériques esclaves. Il comporte trop de subtilités pour le débutant qui essayera de le décortiquer et sera perplexe, mais heureusement il peut s'utiliser comme une "boîte noire ", sans se préoccuper du fonctionnement, en utilisant simplement les instructions d'écriture/lecture..
Cela signifie que seul le maître donne les ordres, les esclaves répondent quand ils sont interrogés, et un seul à la fois. Le maître fabrique l'horloge c'est très simple.
Dans le cas "multi masters " plusieurs maîtres sont sur le même bus, et en fonction de priorités définies sont capables de prendre le contrôle, les autres maîtres passant provisoirement en esclaves. Il faut alors exploiter les solutions constructeurs blindées, il ne sera pas possible d'écrire un meilleur code.

Code allégé

Dans le cas minimaliste, un seul maître et quelques périphériques, il est possible de tout écrire à la main, le code sera très allégé mais suffisant, et beaucoup plus pédagogique.
Il faut d'abord fabriquer une horloge qui fixera la vitesse du bus.
L'I2C est extrêmement tolérant, il supporte le 400 kHz sur de courtes distances, mais étant synchrone accepte aussi de travailler à des vitesses très basses sans le moindre problème.
Cela permet de travailler à des vitesses variables sur le même bus, très vite sur les périphériques proches (quelques dizaines de centimètres) et très lentement sur les périphériques lointains (quelques dizaines de mètres).
L'horloge "SCL " (CL=Clock), est fabriquée en commutant une patte de sortie alternativement haut/bas, soit par une boucle d'attente, soit par interruption.
L'astuce est de fixer la temporisation par une variable dont la valeur sera changée suivant que l'on s'adresse à un périphérique lent ou rapide.
J'ai des applications qui parlent simultanément sur le même bus à 400 kHz et à quelques kHz pour accepter les longues lignes.
La documentation, Philips en particulier, est très bien faite et décrit les mots à envoyer en série sur le bus de donnés, "SDA " (DA= Datas) pour dialoguer avec les périphériques.
N'ayez pas peur de vous lancer sur ce bus, la non criticité des timings autorise routes les audaces…

Débuts en télévision

Décembre 2002. J'ai recommencé à remonter mes aériens, toutes mes installations ont été détruites par un coup de foudre ravageur sur le pylône. Rien n'a été récupérable, tous les coaxiaux ont fondu et tous les équipements radio et domestiques ont explosé. Nouveau rotor, nouvelles antennes, nouveaux matériels...

Toutes les images suivantes ont été capturées sur une carte tuner tv pour PC et sont réduites et très compressées à moins de 5 ko ce qui les dégrade fortement. Les originaux sont d'excellente qualité.

24/12/02 : Premières réceptions en 1255 MHz. Réception parfaite de F9IU et F1FPY (à vue). Montage provisoire de l'antenne Tonna sur le rotor avec 25 m de coaxial télévision 18VATC, sans pré amplificateur. Réception surprenante du relais nord de Marseille F5ZAJ, totalement masqué par la colline de l'Étoile (Z=0°). L'autre relais du Garlaban F5ZOB est en maintenance.
05/01/03 : Relais F5ZFI Nîmes, grâce à un remarquable maillage multibandes réalisé par les OM's très actifs dans la région. (réception indirecte par relais F5ZAJ)
07/01/03 : Michel F4CJN (réception indirecte par relais F5ZAJ)
08/01/03 : Marcel F1EAH Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=165°, 15W)
08/01/03 : Alain F1FPY Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=175°, 3W)
12/01/03 : Mont Aigual F5ZGN (réception indirecte par relais F5ZAJ)
15/01/03 : Garlaban F5ZOB Remise en service du relais, première réception très encourageante sur 1250 MHz (Z=100°, 1W), sans pré amplificateur avec 30 m de coaxial 17ATV. L'image ne commence légèrement à se dégrader qu'en intercalant une atténuation de 16 dB dans l'antenne.
15/01/03 : Premiers essais par F5ZOB, avec entrées en 2.3 GHz ou 438 MHz et sortie en 1250 MHz . Réception de la voie de Nice, link sur le Doublier en 10 GHz.
20/01/03 : Après une panne perfide de connectique, tout refonctionne. La mire du Doublier (au dessus de Grasse), link direct 10 GHz de 100 km sur F5ZOB.
22/01/03 : Michel F5GZX (Lunel) Images de Nimes (réception indirecte par relais F5ZAJ)
24/02/03 : Gérard F5GQ Roquevaire en 432 relayé en 2.3 GHz par F5HII, sortie sur F5ZOB, ensuite directement en 432 sur le relais.
25/01/03 : Denis F6GXI Par F5ZOB. Sans pré amplificateur pas de réception possible en direct pour le moment.
09/02/03 : André, F1GWE Images de Nimes (réception indirecte par relais F5ZAJ). Couleurs faibles.
11/02/03 : Images de Nice (réception indirecte par relais du Doublier F5ZOB). La liaison 10 GHz s'est encore améliorée. Le niveau vidéo est faible à 400 mV.
14/02/03 : Georges, F6DRG Images de Nice (réception indirecte par relais du Doublier F5ZOB).
15/02/03 : Réunion ATV Paca qui a permis aux équipes de la région de se rencontrer pour améliorer encore l'excellent réseau.
15/02/03 : Georges, F4COX Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=150, 40 mW). B5 avec 40 mW en bas, mais aucune trace de synchro avec 10 dB de moins !
Caméra de site F4COX de nuit.
18/02/03 : Jean, F5CAI. Images de Nice (réception indirecte par relais du Doublier F5ZOB).
01/03/03 : Pierre, F9IU Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=170°, 40 mW) L'image du terrain est retransmise depuis le link 10 GHz de Pierre (je ne reçois pas ce relais en direct ?).
12/03/03 : Rémi, F5HBI Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=250°, 25 W) Saleilles, au SE de Perpignan, image B5, en direct, contrairement à ce qui est écrit sur le bandeau.
14/03/03 : Joël, F6CSX Liaison directe à vue B5 sur 1255 MHz (Z=160°, 300 mW) En émission sur son antenne 432 MHz, Tombe à B3 avec 10 dB d'atténuation en sortie de tx.
17/04/03 :   Première mise en service émission 2.3 GHz Émetteur Comtech 2.3 GHz 20 mW en bas, 20 m de coaxial (perte 7 dB), ampli Cholet 600 mW à l'antenne Tonna 25 éléments. Réglages parfait en bas sur la cavité seule , mais après montage complet de l'antenne Tonna sur le pylône, TOS très important et écroulement de la puissance. En enlevant le premier élément, le TOS s'améliore mais la puissance effective envoyée devient très faible. Fonctionnement acceptable sur relais locaux mais très insuffisant pour le trafic direct. Installation bancale à revoir.
24/07/2003 : Remise en service pour quelques heures seulement de ZOB après augmentation de la puissance de 6 dB. Essais avez Nice par le Doublier, très bonnes images. Le relais sera coupé demain pour une période assez longue, suite à un problème critique d'alimentation électrique. L'autre relai ZAJ est en longue maintenance.
18/09/03 :   Première réception sur 438.5 MHz Pierre, F9IU (Z=170°, 5 W) Réception directe à vue, B5 Installation d'une 19 éléments Tonna UHF horizontale. Réception simplement sur un téléviseur portable et sur la carte tuner TV sans préamplificateur. Essais infructueux sur un vieux convertisseur Micriwave (Sortie 51 MHz, canal 3)
19/09/03 : Coup de propagation exceptionnel en direction de Perpignan. Le relais F5ZOZ, à Fonfrede, au sud de Ceret, dont l'antenne n'est pas prévue pour couvrir Marseille, arrivait B5 sans préamplificateur. Cette situation n'est pas habituelle.
20/09/03 : Remise en service du relais F5ZOB après deux mois sans aucune aucun relais actif sur Marseille. Puissance augmentée, antennes et voie vers Gemenos améliorées, très bons résultats ! 25/09/03 : Superbe image de Laurent, F1ITI par le link de Nice Doublier.
26/09/03 : Nouvelle fonction sur le relais F5ZOB, voltmètre de surveillance batterie (ici en charge), caméra 1. Image intéressante montrant la dégradation des signaux. Les échelles sont identiques (200 mV par carreau) En bleu, signal caméra au départ de la station. En jaune signal reçu, montée en 2390 MHz par Comtech, descente en 1255 MHz, démodulateur Nextwave. Les tops synchros sont écrasés, le burst a presque disparu et le niveau vidéo a beaucoup diminué. Le retard entre le signal montant et le signal descendant est de 17µs. Pannes d'alimentation à répétition (groupe électrogène). Le relais est très souvent arrêté.
21/12/03 : Remise en service du relais F5ZAJ après un très long arrêt tout l’été pour grande maintenance.
10/01/04 : Événement considérable pour la communauté ATV du Grand Sud ! F1LVO, Jean François est passé en émission tv. L’image fugace a transité par les relais F5ZOB et F5ZAJ et a même été aperçue dans des provinces reculées (vers Nîmes).
11/01/04 : Premiers essais de Christian F6CLZ, transmettant par réflexion sur 10 GHz avec une gunn, reçu par Georges F4COX par réflexion approximative sur paraboles 80 cm (pas de vision directe), et renvoyé en UHF sur le relais F5ZOB. Image encore instable.
15/01/04 : Mise en service du : Quad video processor Grand Magic Guard II
23/02/04 : Un nouveau radar d’énorme puissance a été mis en service (Pic de Bertagne). Il nous détruit totalement la réception en 23 cm sur la région de Marseille. Voici un exemple sur le relais local qui arrive pourtant très fort en vue directe. Voici un petit apercu de ce nouveau désastre sur nos bandes quand le radar est en service :	Voir détails en page Analyses de spectres
28/02/04 : Catastrophe sur le réseau ! Pillage du relais voisin et vol du groupe qui nous fournissait l’énergie. F5ZOB est notre relais principal qui permet la liaison vers Nice. L'utilisation sera maintenant très réduite faute d'énergie abondante.
15/11/04 : Henri, F2HI, par le relais F5ZAJ (faible)
21/11/04 : Premières images de Jean-Claude F5HC sur le relais F5ZAJ, via une retransmisssion depuis Cuges vers F5HII puis F5ZNM puis F5ZAJ
23/11/05 : F5ZGN, caméra de site (fixe) relais du Mont Aigoual, par F5ZAJ
23/11/05 : Inauguration de la nouvelle caméra télécommandable n&b, neige sur F5ZOB

La télévision numérique

Un petit groupe très actif a démarré en France, en suivant les travaux des hollandais et des allemands. Le but est d'exploiter les standards de la télévision commerciale numérique, et donc de bénéficier de récepteurs grand public et de composants à faible coût.
La partie du codage à l'émission est délicate mais le terrain a été bien défriché par les pionniers. Le but est à moyen terme de réduire la bande occupée par un canal télévision, donc de pouvoir multiplier les faisceaux dans les espaces étroits qui nous sont alloués et d'améliorer les performances et l'immunité au bruit en travaillant avec des bandes très étroites et des filtres serrés.
Un des autres avantages et l'absence totale d'altération d'image liée au transport numérique.
La télévision numérique est une évolution inéluctable de notre activité amateur à court terme. Elle est pour le moment freinée par la complexité de l'approche du codage numérique et par les prix des récepteurs grand public mais cela s'améliore rapidement. Voir les liens.

Liens tv ham

Le pionnier de la tv ham en France : f3yx.free.fr
Le site d'André F5AD, pilier de la télévision amateur, voir la page de liens très complète : f5ad.free.fr

Le site de la télévision région Marseille, codes et description de l'infrastructure : ATV Marseille : tvamarseille.free.fr

Le port 8 bits I/O Philips PCF8574 : semiconductors.philips.com/pip/PCF8574AP
2 channels, bi-directional buffer I²C : semiconductors.philips.com/pip/pca9515
La boucle de courant 4-20 mA : vcyprien.free.fr/telechar/loop420.pdf

Les câbles coaxiaux économiques à très faibles pertes 11 ATV :
tonna.com/us/pdf/Cat_Ant_72-73
sice-cables.com/coax

Bandwidth Versus Video Resolution : maxim-ic.com/appnotes
issu de la collection de notes Maxim sur la vidéo : dbserv.maxim-ic.com/appnotes10

Cours télévision : supelec-rennes.fr/ren/perso/jweiss/tv

Mesure de l'excursion en modulation de fréquence : f6kal.free.fr

Kits australiens : minikits.com.au

La télévision numérique

Alexandre F5FSU : lycos.fr/f5sfu

ZigBee : Une agression de plus dans la bande 2.4 GHz

Un petit nouveau va se répandre en remplacement de l’infrarouge (télécommandes) et pour les liaisons domestiques à faible coût et en alternative pour les liaisons clavier souris 27 MHz. Il est appelé à une grande diffusion et à une riche occupation de la bande 2.4 GHz.
Beaucoup d’informations sur le site officiel : zigbee.org

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* Liens vérifiés le 03/08/08

 

Liens matériels de mesure et TV ham

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