Le Récepteur à Ultrasons

Le Récepteur à Ultrasons, à quoi ça sert?

Ce récepteur permet, comme son nom l’indique, d’écouter des d’ultrasons.

On trouve des ultrasons, en provenance de diverses sources :

A la maison de nombreux appareils en génèrent sous forme de parasites (lampes fluo compactes, ordinateurs…). D’autres appareils les utilisent pour fonctionner (anti-nuisible électronique, télémètre à ultrasons, radar de recul sur les voitures…).

En extérieur, les ultrasons sont aussi très présents. Le chant des orthoptères (grillons, criquets et sauterelles) est constitué d’un mélange  d’ultrasons et de signaux audibles, en proportion variable suivant les espèces.

Les chauves-souris sont incontestablement expertes dans l’utilisation des ultrasons : elles s’en servent, à la manière d’un sonar, pour se diriger en pleine nuit et pour chasser. Cette technique leur permet de capturer, chaque nuit, l’équivalent du tiers de leur poids en insectes.

Ce récepteur peut donc nous permettre de détecter la présence de chauves-souris en train de chasser moucherons et moustiques autours de nos habitations. Les naturalistes, équipés de ce détecteur et ayant l’oreille un peu habituée, peuvent même reconnaitre certaines espèces de chauves-souris car, les ultrasons générés sont différents d’une espèce à l’autre…

Si vous constatez la présence de chauves-souris dans un grenier, une cavité ou un fort, ne les déranger  surtout pas  car, leur tranquillité est primordiale. Un dérangement pendant la période d’hibernation peut même leur être fatal. Veuillez SVP signaler leur présence à une association de protection des chauves-souris:

Les coordinateurs scientifiques et techniques chauves-souris:
http://www.sfepm.org/groupeChiropteres.htm

Le réseaux SOS chiroptères :
http://www.museum-bourges.net/chauve-souris-un-r%C3%A9seau-d-aide-29.html

Un grand merci à Christophe de la CPEPESC, qui est venu nous parler des chauves-souris et leurs manières d’utiliser les ultrasons.

Le Schéma:

Il existe plusieurs types de récepteurs afin de convertir les ultrasons en signaux audibles. Les plus courants sont :

  • Les récepteurs à division de fréquence : Si on reçoit un signal ultrason de 40khz, et qu’on le divise par 10, on obtient alors une fréquence audible par l’oreille humaine de 4 khz.
  • Les récepteurs hétérodynes : ce sont des récepteurs à changement de fréquence proches de ceux utilisés en radio. On mélange le signal ultrason reçu au signal d’un oscillateur local qui génère une fréquence proche de la fréquence à recevoir. En sortie du mélangeur on obtient alors un signal audible égal à la différence entre le signal reçu et le signal de l’oscillateur local. Si par exemple nous souhaitons écouter un signal ultrason de 40 khz, et que l’oscillateur local est réglé sur 35khz, on obtient en sortie du mélangeur la différence, ce qui donne un signal audible de 5khz.

 

Le schéma retenu est de type hétérodyne :

Comment ça marche?

Les signaux captés par le micro à ultrason SPKR1 sont amplifiés fortement grâce à Q1 et Q2. Ils sont ensuite mélangés à un signal de fréquence fixe généré par U1. A la sortie du transistor Q3, on obtient alors un signal basse fréquence issu du mélange. Ce signal audible est ensuite amplifié par U2 avant d’être appliqué aux écouteurs

La Réalisation

Nous avons choisi de réaliser le détecteur sur plaquette d’essai à pastilles carrées afin de s’entrainer à cette méthode de prototypage.  Cette technique permet en effet de réaliser facilement n’importe quel prototype sans avoir à graver de circuit imprimé. De plus, les montages ainsi réalisés restent facile à modifier, un avantage indéniable lors de la mise au point.

Après découpage de la plaque aux bonnes dimensions, Il faut commencer par implanter les composants les plus bas pour que, quand on retourne la plaquette pour les souder, ils tiennent bien en place. On implantera donc en premier le strap puis les résistances horizontales, ensuite les deux circuits intégrés, la LED puis l’interrupteur et la prise jack. Attention de ne pas trop chauffer les composants quand on les soude, il faut donc être bref avec le fer à souder et, il est préférable d’attendre que le composant refroidisse, avant de souder les pattes suivantes… Ensuite viennent prendre place les potentiomètres, les transistors, les résistances verticales puis les condensateurs. On terminera par le capteur ultrasons. On peut alors commencer à réaliser les ‘’pistes’’ en court circuitant une à une les pastilles nécessaires avec de la soudure. Une fois 2 pastilles reliées, pour garantir un travail propre, il faut atteindre que ça refroidisse un peu avant de relier une 3ème pastille, et ainsi de suite…

Une fois les pistes terminées, on positionne les 2 potentiomètres à mi-course, on relie une pile et on bascule l’interrupteur sur la position marche. La LED doit alors s’allumer. On peut ensuite connecter les écouteurs et tester le fonctionnement du montage en agitant un trousseau de clé devant le micro ou en frottant ses doigts l’un contre l’autre ce qui génère des ultra-sons.

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