Lorsque la BBC a annoncé l’arrêt prochain de ses émissions historiques en grandes ondes sur 198 kHz, des milliers de récepteurs à lampes anciens ont frôlé le destin d’objets purement décoratifs. Privés des ondes analogiques voyageant dans l’atmosphère, ces vénérables appareils centenaires étaient condamnés au mutisme définitif. Basé à Londres, le bidouilleur Gareth Davies a refusé cette fatalité : à l’aide d’une modeste puce ESP32-S3 coûtant quelques euros, il a mis au point un micro-émetteur AM autonome.
Une diffusion AM complète depuis une unique broche GPIO
L’architecture matérielle de cet émetteur est épurée à un degré qui défie le sens commun. Le microcontrôleur ESP32-S3 capte un flux de webradio via Wi-Fi et génère directement sur une broche GPIO standard une porteuse grandes ondes de 200 kHz modulée en amplitude (AM).
Le circuit ne comporte aucun DAC externe ni aucun modulateur radiofréquence analogique dédié. Pour contourner le fait qu’une modulation directe du rapport cyclique ne produit presque aucun signal utile, Davies applique une linéarisation logicielle par table d’arc sinus. Côté traitement du signal, le micrologiciel embarque un filtre passe-bas du sixième ordre, un rééchantillonneur fractionnaire avec régulation de remplissage de tampon, ainsi qu’un limiteur de crête. Remplacer des étages RF analogiques complexes par de purs algorithmes logiciels illustre à quel point la puissance de calcul des microcontrôleurs modernes surpasse désormais les contraintes des protocoles analogiques d’antan.
Figure : La carte d’émission minimaliste, composée uniquement d’un module ESP32 et de quelques fils. Source : Hackaday
Une bobine de cinq spires en guise d’antenne physique
À la sortie du GPIO, le signal HF ne traverse qu’une unique résistance de 220 ohms en série avant de rejoindre l’antenne. Et cette antenne elle-même n’a rien d’un composant standard du commerce.
Le couvercle du boîtier imprimé en 3D intègre quatre piliers verticaux en plastique. Le concepteur a simplement enroulé cinq spires de fil de cuivre autour de ces montants avant de relier l’extrémité à la masse, transformant ainsi la structure mécanique du boîtier en bobine d’induction. Cette intégration directe de l’antenne au boîtier montre comment la culture maker abolit les cloisons entre conception électronique et modélisation mécanique, en intégrant l’espace physique dans la nomenclature matérielle (BOM).
Figure : Les cinq spires de fil enroulées autour des piliers du couvercle constituent l’antenne d’émission réelle. Source : GarethDaviesLondon (GitHub)
Renoncer au filtrage de sortie au profit d’un minimalisme radical
Le signal de 200 kHz généré par le GPIO est par nature une onde carrée brute. En l’absence totale de filtre de sortie, il produit inévitablement des harmoniques impaires à 600 kHz, 1 MHz et au-delà sur l’ensemble de la bande des ondes moyennes. De plus, la fréquence de 200 kHz relève d’une bande de radiodiffusion soumise à licence, autorisation que le montage ne possède évidemment pas. Cependant, la puissance émise est infime : placé tout contre le poste de radio, le dispositif fonctionne par couplage inductif en champ proche plutôt que par rayonnement électromagnétique à longue portée. Ce choix délibéré d’omettre le filtrage démontre que, dans les transmissions de très faible puissance à courte distance, le pragmatisme technique prime largement sur la stricte conformité théorique.
Deux émetteurs indépendants animés par une seule puce
Une fois remplie sa mission première de réveil des postes anciens, l’ESP32-S3 disposait encore d’une marge de calcul substantielle.
Une même carte fait ainsi tourner deux émetteurs parfaitement distincts en simultané. Tout en partageant la connexion Wi-Fi et la liste des stations, ils peuvent diffuser deux flux radio différents sur deux fréquences porteuses distinctes. La puce héberge même un serveur web complet, permettant à l’utilisateur de parcourir un annuaire de stations depuis le navigateur d’un smartphone et d’ajuster le taux de modulation, le filtre audio, le gain ou le contrôle automatique de gain (AGC). Déployer une double station d’émission avec interface web et AGC sur une puce IoT grand public montre comment le matériel open source a condensé sur quelques millimètres carrés des installations qui nécessitaient autrefois une salle émettrice entière.
Associer un ESP32 à un récepteur d’époque illustre avec éclat comment les bidouilleurs peuvent redonner vie à des trésors analogiques à l’ère du tout-numérique. Les grandes ondes s’éteignent peu à peu dans le ciel, mais dans le champ magnétique d’une modeste bobine à cinq spires, les tubes électroniques centenaires s’illuminent à nouveau de leur douce lueur orangée.
Liens de référence :
- Keep That Old Radio Alive With An ESP32
- ESP32-S3 AM Transmitter (GitHub)
