Devenu un outil quotidien passant inaperçu, les télécommandes occupent nos tables et se perdent entre les coussins de nos fauteuils. Que ce soit pour allumer la télévision, couper le son de la chaîne stéréo ou régler l'éclairage la télécommande est là et tellement bien ancrée dans notre vie, qu'on se pose rarement la question : " Mais comment fonctionne-t-elle ? ".

Nous allons tenter de répondre à cette question. Pour commencer il existe plusieurs type de télécommande, celle à laquelle nous allons nous intéresser est la télécommande infrarouge qui est la plus habituel et la plus simple.

Petit rappel de physique

Pour ceux pour qui la physique remonte a un peu loin, la lumière visible est caractérisée par une plage de longueur d'onde allant de +/- 700nm (nano mètre) à +/- 400nm. La lumière émise a 700nm est de couleur rouge, celle a 400 est de couleur violette et entre nous retrouvons toutes les couleurs de l'arc en ciel. L'infrarouge comme son nom l'indique est la plage de longueur d'onde située au dessus du rouge. L'infrarouge n'est donc pas visible par l'oeil humain. Les rayons proviennent souvent des sources de chaleurs, si vous utilisez un jour une lunette infrarouge et que vous regardez le monde qui vous entoure vous remarquerez que vous pourrez percevoir les différentes sources de chaleur, c'est d'ailleurs un système utilisé par l'armée pour repérer l'ennemi.

Il est possible d'émettre de la lumière au travers des célèbres diodes électroluminescente (LED), celle-ci existe en différentes couleur : rouge, jaune, bleu, vert, ... Mais il existe aussi des diodes Infrarouge qui émette dans des longueurs d'onde variant suivant le modèle et la précision de 800 à 1000 nm.

Fonctionnement des télécommandes

Maintenant que l'on sait qu'il existe des diodes infrarouges, on se doute qu'elles vont être utilisées dans les télécommandes. En effet, si vous regardez de plus prés la télécommande de votre téléviseur, vous remarquerez que la partie supérieure, que vous devez diriger vers le poste, est soit munie soit d'un cache sombre soit d'une petite boule... Ce n'est rien d'autre que la diode émettrice...

Lorsque vous appuyez sur un bouton de la télécommande, un code va être émis par la led, ce code est une suite de 1 et de 0. Pour cela la LED va s'allumer et s'éteindre en fonction du message à envoyer. De son coté, la télévision va recevoir les différents bits, et va analyser le message et exécuter l'ordre désiré. Tout se passe en un très court instant, pour ne pas que l'on remarque qu'il y a eu un très court temps entre le moment où l'on a appuyer sur le bouton et le moment où le téléviseur a exécuté l'ordre (donc le temps de transmission du message). L'ordre de grandeur du temps de transmission est de quelques milli secondes, ce qui nous parait pratiquement instantané de notre coté, vu que l'oeil humain perçoit 25 images par seconde, donc pour que l'on puisse remarquer qu'un événement n'est pas instantané, il faut que celui-ci dure plus de 40ms. L'avantage d'avoir un message transmis rapidement est aussi que le risque que la télécommande ne soit plus orientée correctement vers le téléviseur entre le début et la fin de la transmission (un geste brusque au moment où l'on pousse sur le bouton) est très petit.

Mais tout ça est un peu utopique comme explication, comme il l'a été dit dans le rappel de physique, les sources de chaleur émettent des rayons infrarouges. Donc comment se peut-il que le poil à bois ou le chauffage central ne puisse pas allumer ou éteindre le téléviseur ?

Premièrement, le capteur placé sur le téléviseur ne va réagir que pour des infrarouges émis à une certaine longueur d'onde (choisi dans la plage de l'infrarouge bien évidemment). Deuxièmement, ce capteur est suivit d'un filtre. Ce filtre ne va garder que les rayonnements infrarouges oscillant à une certaine fréquence. C'est-à-dire : comme nous l'avons dit, la LED va s'allumer et s'éteindre pour émettre des bits, donc tel qu'il l'a été expliqué pour le moment, quand la led s'allume, le capteur est censé recevoir un 1 et quand la led est éteinte le capteur est censé recevoir 0. C'est vrai pour le 0, mais pas tout à fait exact pour le 1. Pour transmettre un état haut, il ne faut pas que la led soit simplement allumée, il faut qu'elle s'allume et s'éteigne à la fréquence demandée par le filtre du capteur (qu'elle oscille).

Bon un petit schéma, parce que j'en entend qui réclame ;)

Dans la zone verte, la LED s'allume et s'éteint en une période de 1/f seconde, en oscillant de cette façon le filtre fait la différence entre un rayonnement infrarouge classique comme c'est le cas pour la zone orange et le rayonnement de la télécommande. Grâce à l'oscillation, le filtre réceptionne un état haut, dans tout autre cas il réceptionne un état bas.

Les composants utilisés

Mais qu'est ce que c'est que ce capteur ? Il existe plusieurs sortes de capteurs différents pour l'utilisation des télécommandes, celui que nous préférons est le TSOP de chez Vishay, plus particulièrement le TSOP1836. TSOP18 est le type de boîtier utilisé et 36 signifie que la fréquence d'oscillation du rayon infrarouge doit être de 36khz (36 000 hz).

Comme nous pouvons le remarquez, le TSOP est un petit composant qui peut tenir au creux de la main, à peine plus gros qu'une mouche. Il existe plusieurs versions de ce composant : 30khz (1830), 33khz (1833), 36.7khz (1837), 38khz (1838), 40khz (1840), 56khz (1856). (Les valeurs sont à 5% près). Il existe un autre modèle qui est le TSOP17xx, la différence étant le boîtier (et le brochage) et le prix (un peu plus cher que le 18).

Comme l'indique le schéma ci-dessous le TSOP, réagit de la meilleur façon pour une longueur d'onde de 950nm. Il faut donc que la LED infrarouge utilisée soit le plus proche possible de cette valeur. Ce qui se trouve chez n'importe quel revendeur de composants électronique.

Voilà que nous sommes fixé sur le fonctionnement des principaux composants, nous allons pouvoir voir à présent comment construire une télécommande et un récepteur au travers d'un exemple de réalisation. Comme vous pouvez vous en douter, il va falloir établir un protocol de communication, programmer une puce pour d'un coté faire osciller la LED afin d'envoyer un code et de l'autre côté le réceptionner et l'analyser. Tout ça se trouve dans les pages suivantes.