Le cube scalaire (ou µcSWD):

3/4/26: correction de bug du logiciel et ajout de commande
3/4/26: des ennuis de stabilité de l'oscillateur quand on ferme la boite
9/4/26: microswd complet dabs un boitier haut

Le cSWD et le miniSWD sont basés sur un générateur de fréquence dont on doit régler la fréquence sur la résonance de l'ensemble bobines/boules constituant l'appareil.
Il est possible de moduler cette porteuse (vers 6.5MHz dépendant de la taille de la boule = sa capacité) par des fréquences Rife.
Cela marche bien mais il faut faire ce réglage en observant les diodes leds du récepteur, qui peut être éloigné de l'émetteur, ce qui est moins pratique d'autant plus que la fréquence de résonance peut changer suivant ce qui se trouve entre les pupitres. Spooky Scalar a résolu ce problème en mettant un circuit afficheur  de résonance au niveau émetteur par détection du courant circulant dans le fil de liaison. Cela marche bien mais cela demande une puissance d'émission beaucoup plus forte que le cSWD.

Il est plus pratique d'avoir un système qui se cale tout seul sur la fréquence de résonance. C'est le cas du dernier gSWD de K.Meyl.
Pour cela il suffit d'inclure un circuit oscillateur au niveau de la bobine d'émission, dont les caractéristiques restent identiques au cSWD(fréquence de résonance similaire vers 7MHz). En même temps la taille des boites a été réduite à des cubes de 12cm de coté environ, ce qui facilite leur transport.

C'est le "Cube Scalaire ou µcSWD":
- oscillateur automatique dans l'émetteur: utilisable seul si on veut seulement une onde scalaire pure (suffisant pour des programmations de substance).
- modulation par des programmes Rife internes  depuis des fichiers sur carte µSDCARD (hérités du panneau Leds du sauna) gérés par un µP se trouvant sur une carte de contrôle.
- entrée externe de signal Rife pouvant venir d'un générateur/logiciel  Spooky ou de µSpooky.
- affichage sur un écran oled et contrôle par un encodeur
- alimentation autonome par un accu LiIon  rechargeable par une prise usb-C




Le schéma de l'émetteur est un simple oscillateur basé sur un transistor HF classique 2N2219 ( ou 2N3053) ou équivalent avec un rebouclage sur sa base grâce à un bobinage 1 à 4 spires dédié (pour caler l'oscillation sur la fondamentale 6 à 7MHz). Ce dernier bobinage sera utilisé coté récepteur pour la modulation directe par un signal Rife.



Par défaut l'oscillateur est libre car le mosfet Q2 est bloqué, une tension sur l'entrée MOD de plus de 4V changera la polarisation de Q1, ce qui permet de moduler en amplitude le signal scalaire.
La modulation peut se faire en pilotant la base de Q1, ou en activant la résistance R3 , ce qui augmente la puissance du signal. Les valeurs de R6 ou R3 permettent de doser le niveau de modulation voulu. Il n'est pas nécessaire d'avoir une forte profondeur pour passer l'information sur le signal scalaire, ce qui évite aussi de faire décrocher l'oscillateur de la résonance.
Il est possible d'utiliser un NPN type 2N2222 mais dans ce cas il faut augmenter R7 à 2.2K pour limiter le courant de base. L'alimentation peut aller de 5V à 12V, en réglant la puissance par la présence des résistances R3,R8,R9, mais il vaut mieux ajuster la tension (qui sera issue d'un accu 3.7V hissé de 5 à 12V par un module stepup réglable ) pour ne pas surchauffer Q1. Un radiateur peut être alors nécessaire pour Q1.
En pratique l'oscillateur est assez capricieux et s'étouffe facilement (en passant sur l'harmonique 2 vers 12MHz) en touchant la spirale de la carte antenne, des condensateurs permettent de mieux caler la fréqence de résonance et activer facilement l'oscillateur sur la résonance. Un petit condensateur C5 de 16pF a permis de stabiliser l'oscillateur avec le pcb utilisé. Il faut régler en rajoutant des condensateurs sur les pads NC prévus dans ce but.

Attention: Le condensateur C4 ne doit pas être monté si on utilise l'entrée modulation car cela étoufferait  la fréquence maximale de modulation.

La mise au point a été assez délicate pour éviter de fonctionner à une fréquence multiple de la fréquence de résonance habituelle, ce qui dépend beaucoup de la taille des bobinages et leur disposition. La carte antenne a été refaite en intégrant le circuit de l'oscillateur, mais en gardant la même disposition des bobines que le cSWD, ce qui donne une fréquence de résonance similaire de 6MHz environ (cela permet aussi d'utiliser la carte du cSWD comme récepteur). Le prototype émetteur a été testé en utilisant l'ancienne carte antenne en montant les composants en l'air.


 



La bobine principale de 43 spires est identique au cSWD, ainsi que la bobine de 4 spires qui l'entoure. La bobine de rebouclage va de 1 à 4 spires suivant les straps prévus sur la carte, ce qui permet de régler les conditions d'oscillation . La fréquence de résonance est de 6MHz environ. La même carte sera utilisée coté récepteur, des pads sont prévus pour supporter la résistance de modulation Rife directe.
Une empreinte de circuit tampon optionnel basé sur le BUF634 permet aussi de  piloter la bobine comme  le cSWD initial avec un signal sinusoidal issu d'un AD9833 par exemple (avec réglage manuel de la résonance dans ce cas), les circuits coté récepteur sont aussi prévus, ce qui évite un pcb supplémentaire à fabriquer (il suffira de monter un switch 3 positions et un jack pour le son et de monter les leds en l'air. Les entrées son D et G se font sur des pads communs aux leds qui ne seraont pas utilisées directement dans ce cas mais montées en l'air. L'empreinte avec les leds peut être utilisée pour des tests où la carte sert de récepteur sans boitier avec juste une boule montée sur un pédoncule (une antenne radio télescopique).


     Coté vers le bas                                                        Coté vers le haut
Les fichiers gerber de fabrication chez JLCPCB: microswd.zip
JLJLC est le repère pour JLCPCB où mettre le code de la carte (il faut le spécifier dans la commande ainsi que la couleur).

Suivant la présence du mosfet BS170 et des résistances, plusieurs usages de la carte antenne sont possibles:
- oscillateur seul avec  modulation numérique possible au niveau émetteur: il suffit d'alimenter la carte sans avoir besoin d'une carte µP de modulation. La modulation est toujours faisable coté récepteur par le son ou par un signal Rife direct.
- oscillateur avec modulation par la base de Q1 ou sur la résistance d'émetteur,  Q2 est monté avec le strap R6 (10)  monté et C4 non monté: un simple signal externe (issu par exemple d'un générateur spooky) 0 à 5V (5V= l'oscillateur est coupé) permet de moduler.
- µSWD complet avec une carte µP et un afficheur oled qui permet de moduler avec des programmes Rife hérités du panneau lumineux du sauna.
- pilotage de la carte coté émetteur comme le cSWD par un signal sinus 1 à 10MHz réglable en utilisant le buffer BUF634. Ce signal peut notamment être produit par le module AD9833 du panneau de commande comme sur le cSWD (sortie OPA1OUT du PIC en utilisant l'AOP interne pour le buffériser)
- usage de la même carte coté récepteur, soit avec le circuit pcb récepteur du cSWD initial, soit en exploitant les empreintes prévues des composants de la modulation par le son.
- un circuit optionnel prévu pour des tests permet de couper l'alimentation de la carte depuis le panneau de commande (strap R24 si cette coupure n'est pas utilisée).

Note: il faut utiliser le même pcb des bobines et la même taille de boule (76 ou 80mm) coté émetteur et coté récepteur pour avoir exactement la même fréquence de résonance.

Panneau de commande:

Le panneau de commande est basé sur un circuit à tout faire similaire au panneau sauna, mais avec un PIC18F27Q43 qui remplace avantageusement (avec plus de code flash: 128Ko et ram 8Ko) le PIC16F1718 difficile à trouver maintenant.
Une carte µSDCARD stocke des fichiers de programmes Rife  .DAT, ou type µspooky .TXT  mais un mode manuel permet de moduler avec une fréquence Rife réglable. Une liste de programmes Rife est aussi prévue en mémoire interne si on n'a pas de sdcard.

Le module AD9833 à quartz (générateur de signal DDS) est optionnel, car le PIC fonctionne sur son oscillateur interne, que l'on peut ajuster  par configuration et choisir  le NCO interne comme source des fréquences Rife internes. Le quartz prévu sur le typon n'est pas utilisé. Néanmoins le NCO interne a une gigue de phase sur certaines fréquences que n'a pas le AD9833, même si une fonction de wobulation permet de scanner autour de la fréquence Rife voulue.

Le circuit imprimé: fichiers gerber pour JLCPCB
 
L'encodeur , l'afficheur oled, le module µsdcard, l'encodeur  et le buzzer sont montés coté bottom.


Le panneau est monté sur un support imprimé 3D qui est collé sur la face avant. Des entretoises supportent le panneau oled à la bonne hauteur. Le fichier supports.stl contient aussi le bouton pour l'encodeur.


Le switch optionnel SW1 est géré par le logiciel mais non  monté pour réduire la taille du boitier. Il est simulé par l'encodeur avec un appui long (>1sec).

Le boitier:
C'est un cube d'arête 120mm (c'est du micro!!). Les parois sont découpées cnc dans du MDF3mm blanc mélaminé. Les bords latéraux sont biseautés à 45° et couverts de baguettes en pin qui permettent d'insérer le dessus sans le coller.
Un premier cube récepteur a été fait avec la carte bobine du cSWD et a permis de tester la résonance avec l'oscillateur du µSWD. Il est possible d'intégrer le µSWD dans un autre format de boitier (transparent HF of course).
Le fichier de découpe dxf:



3/4: Le boitier très petit 120x120x120mm pose des problèmes à cause la proximité  de la plaque  alu et du pcb du panneau de commande, et de la  boule de l'émetteur (cela rajoute un condensateur parasite). Si le panneau de commande est trop proche (fermeture de la boite: en fait les fils ne doivent pas toucher la boule) l'oscillateur passe en harmonique 2 à 12MHz et les leds coté récepteur ne s'allument plus (pas de résonance). Pour ce type de boitier il faut donc se cantonner à la version simple où la modulation se fera coté récepteur par un signal Rife direct sur la bobine ou via l'entrée son. La modulation  peut aussi se faire coté émetteur par un signal Rife numérique. Une led est à prévoir sur l'émetteur. C'est d'ailleurs le format assez haut du gSWD de K.Meyl qui a juste une alimentation coté émetteur (problèmes similaires?).

La solution quand on veut monter le panneau de commande est d'utiliser un boitier plus haut (240mm par exemple (avec proportion au nombre d'or pour le fun) pour avoir une bonne distance entre la boule et le panneau de commande.


Le logiciel:

Le PIC18F27Q43 a une flash interne de 128Koctets, ce qui permet d'intégrer beaucoup plus de code que le PIC16F1718 des montages précédents, en plus de sa disponibilité plus facile (RS).
Cela a permis d'intégrer en flash une table de programmes Rife issus de Spooky  (mémoire interne).
On peut donc ne pas monter la µsdcard, ni le AD9833 d'ailleurs, ce qui peut simplifier le circuit au maximum. Le choix de ces options se fait dans le menu Configuration.

Le fichier .HEX de programmation du PIC18F27Q43.
J'utilise PicKit3+ qui permet d'utiliser l'ancien module de programmation PicKit2 ou PicKit3 de Microchip voire des copies.

Au démarrage le logiciel affiche la version, la tension de l'accu et tente d'accéder à la sdcard si cette option est configurée, le nom du fichier .DAT ou .TXT ou INTERNE puis il affiche le nom du programme "Therapie" couramment sélectionné.
Dans le cas d'un fichier .TXT de type texte "spooky", le logiciel fonctionne de manière similaire à µspooky. Cela permet aussi d'utiliser la carte commande comme un µspooky, en activant la sortie du signal de modulation sur la prise EXT, mais limité à des signaux 0 à 5V.
Avant la première configuration sauvée, des paramètres de défaut sont utilisés.



Un menu est ensuite affiché, défilant avec l'encodeur et choisi par son bouton (ou SW1 si monté).
Il y a en fait un item de plus ("Set Rife Interne") car la photo n'a pas été refaite.

microSWD	Reboot du logiciel
Manuel	Activation avec réglage de la fréquence. Arrêt au bout du timer programmé. Exit par un appui long ou sw1. L'appui court change la résolution du réglage de fréquence. Indique la source pour le signal de modulation: OFF, AD9833, NCO, INRIFE
Start seance	Active la séance avec les paramètres configurés, stop sur appui court. Affiche le temps utilisé et la durée max en mn
Set time	Réglage de la durée de séane en minutes
Set therapie	Choix du programme dans le fichier .DAT sur sdcard ou en INTERNE. L'appui court change la vitesse de parcours dans le fichier (1, 10, 100) signalé par >>> en dernière ligne. Sortie par appui long ou sw1. Affiche le nom et les 4 premières fréquences en Hz du programme choisi. Dans le cas du fichier "spooky" .TXT cela affiche le nom du fichier et sa première ligne pendnat 2 sec
Set Rife interne	Désactive l'accès à la sdcard et force l'usage de la mémoire Rife interne. Reboot  pour retester la présence de µsdcard.
Config	Réglage des paramètres par un menu défilant.

Le menu de configuration:
Chaque item est choisi ou modifié par appui court ou sw1ou encodeur.
Certains sortent sur appui long ou sw1

Exit	Sortie sans sauver en eeprom	Par Defaut
Save	Sauvegarde des paramètres en eeprom, affiche le nombre d'octets sauvés. Ces paramètres sont rappelés au démarrage.	-
Timer(mn)	Durée de séance en minutes	45
Etape(mn)	Durée de chaque étape de programme	3
File:	Nom du fichier par défaut de la sdcard ou INTERNE	no file
SDCARD	activation ON ou OFF de la sdcard. la mise OFF chnage en INTERNE le nom du fichier.	ON
Source	Source de la modulation: OFF, AD9833, NCO, INRIFE. OFF permet de sortir la modulation sur la prise INRIFE si active, sans moduler la HF INRIFE ne peut être choisi si ModOut est actif..	AD9833
Schumann	Active l'insertion de 1 minute de fréquence 7.83Hz entre chaque étape du programme spooky TXT en cours.	OFF
Beep	ON / OFF du buzzer	ON
Dwellmod	Accélère le temps pour les programmes TXT Spooky: 1 sec = 1minute. Cela permet de tester plus vite un programme.	OFF
Wobule(%)	Wobulation de la fréquence de W% ( de 0 à 50 max ) chaque seconde  autour de la fréquence courante. Appliquée à toutes les fréquences Rife, sauf  pour la source INRIFE.	0
Wobule(N)	Nombre de points de wobulation (un point par seconde) autour de la fréquence Rife.  Chaque seconde la fréquence réelle appliquée est calculée et varie entre (Freq-W% )à (Freq+W% ). La page est parcourue en 2N secondes.	60
Osctune	ajuste l'oscillateur interne du pic servant d'horloge NCO de -32 à +31. Un signal 1000Hz basé sur le NCO, sort dans ce cas sur la prise EXT pour caler la fréquence	0
ADcorr	facteur de correction du calcul de la fréquence appliquée à AD9833 par pas de 0.001. sort un signal 1000Hz corrigé sur EXT. Cela pemret de corriger l'écart éventuel du quartz 25MHz du module AD9833.	1.000
Invert	sens de rotation de l'encodeur. certains encodeurs donnenent une rotation inverse.	DIR
Light	luminosité de l'afficheur oled	10
Init config	Applique les valeurs de configuration de défaut	-
RifeOut	Act ive la sortie du signal de modulation sur la prise EXT  (possible si MOD n'est pas INRIFE comme source)	OFF
TestSpooky	Si ON un parcours du fichier TXT est fait avant exécution et un affichage de ses caractéristiques	OFF

Commandes spécifiques du programme TXT  "Spooky"
La capacité flash plus importante (128Ko) du PIC18F27Q43 a permis de rajouter des commandes dans le fichier TXT qui facilitent la création de programmes:

TIMER=	Durée de la séance  en minutes  mise à jour dans Config
LOOP	Point de rebouclage du programme si REPEAT est exécuté
REPEAT=	Nombre de bouclages vers le point LOOP  ou début du programme si LOOP absent
EXIT	Fin du programme
SIGNAL=	Source de la modulation 0= OFF 1= AD9833 2= NCO 3= entrée externe Rife
WAIT=	durée de suspension du programme en secondes. Un appui court ou SW1 sort du programme.
DUREE=	modifie la durée d'étape sans  toucher la fréquence

Ces commandes modifient les valeurs de configuration mais ne les sauvent pas.
Les fréquences sont spécifiées au format txt Spooky dont les fichiers sont acceptés directement (mais il vaut mieux les simplifier car il y a trop de lignes inutiles):
"Loaded_Frequencies"=  freq1=duree(s), freq2=duree(s),.....
ou directement:
freq1=duree
freq1
freq1=duree, freq2,freq3=duree,freq4,freq5-freq6,..
Le champ durée (optionnel) modifie la valeur courante de la durée de l'étape en secondes.
Un balayage est fait entre deux fréquences en séparant les deux valeurs par un -. Le balayage se fait chaque seconde pendant la durée d'étape.
Par exemple le champ  100.0-1000.0=200  effectue un balayage de 200 secondes entre 100Hz et 1000Hz avec un incrément de (1000.0-100.0)/200 = 4.5Hz chaque seconde en partant de 100Hz.
1000.0-100.0=200 fait le balayage sens inverse.
Une ligne commençant par / est considérée comme commentaire.
Une ligne commençant par { affiche le reste de la ligne pendant une seconde (message)
La fin de ligne suivant / est ignorée.
Pendant l'exécution, la dernière ligne affiche la source du signal,  le numéro de ligne en cours et la tension de l'accu. La première ligne du fichier TXT est affichée au  début d'exécution.

L'intégration du boitier émetteur:

L'ensemble à intégrer dans la boîte émetteur comprend:
- un accu LiIon (5000mAh par exemple) avec son module de charge depuis une prise USB-C
- un module stepup réglable pour monter la tension de l'accu  vers 7 à 12V
- l'interrupteur On/Off mis en aval du module de charge
- les prises bananes de liaison ave la boite récepteur
- la carte bobine /oscillateur
- la boule de 73-76mm (plus petite cela augmente la fréquence de résonance)
- la carte Panneau de commande
- les liaisons entre les cartes


Par défaut le module chargeur utilise un courant de charge de 1A, que l'on peut réduire pour brancher sur un PC en remplaçant la résistance R3 par  2.2Kohms.
Un petit trou à coté de la prise USB permet de voir la led du chargeur qui passe de rouge à bleu quand la charge est terminée.
Il est préférable de mettre OFF pendant la charge pour ne pas perturber la détection de pleine charge de l'accu  par le module chargeur.
Pour pouvoir alimenter en 5V via la prise USB, tout en  chargeant l'accu, il faut insérer deux  diodes schottky  dans le circuit:




Une version minimaliste réduite à l'antenne s'obtient en ne montant pas le panneau de commande. Cette version est toujours modulable soit par l'entrée EXT coté émetteur, soit par les entrées Son ou Rife  coté récepteur. Il vaut mieux ici rajouter une led témoin de la mise sous tension pour ne pas vider l'accu par oubli (l'accu est néanmoins protégé par le module chargeur ou son circuit interne contre les décharges profondes mortelles... pour l'accu).

Avec la dimension d'arête 120mm, le pcb antenne se pose au-dessus et se bloque en fixant la plaque percée supérieure.


Les modèles simples.
La led rouge est alimentée directement par la tension accu via une résistance de 220ohms, ce qui indiquera le niveau de charge de l'accu avec la luminosité. La consommation sur l'accu 3.7V/5000mAh est de l'ordre de 50mA, avec un stepup réglé à 7V, ce qui donnera une autonomie de 80heures environ si on ne veut pas trop décharger l'accu.
Suivant les capacités parasites du transistor utilisé, il se peut que la fréquence de résonance ne soit pas exactement la même entre émetteur et récepteur, ce qui n'allume pas les leds (=résonance). Dans ce cas il faut ajuster en ajoutant des capacités (10 à 100pF par exemple) sur les pads réservés NC sur le pcb. Il est aussi possible de reconfigurer l'oscillateur en Hartley "vrai" en montant différement les straps et les résistances de polarisation.
Le calage de l'émetteur a été fait en remplaçant R1 par un trimmer 10tours 10K (2 pins soudées sur le pad cms 1206 de R1) et en rajoutant 16pF. Le trim joue sur la polarisation du 2N2219 ce qui change les conditions d'oscillation et la fréquence. Des capas de 33pF ont étét rajoutées sur le pcb coté récepteur.
Avec  le même pcb on peut aussi  utiliser un réglage manuel de la fréquence (comme cSWD et miniSWD)   en rajoutant un VCO réglable  qui envoie le signal sur l'ampli BUF634 dont les pads sont prévus.





Signal HF vu par une boucle sur récepteur avec modulation 50% à 100Hz coté émetteur

Le modèle rehaussé:

Le problème de perturbation de l'oscillateur par  la plaque  du circuit de commande a étét résolu  en doublant la hauteur du boitier: 120x120x240mm, ce qui donne une bonne distance entre la boule  qui reste dans la partie haute et le panneau de commande en partie basse.


La consommation sur l'accu 3.7V  est de l'ordre de 100mA, avec un réglage du stepup à 7V.
Cela donne une autonomie de 40heures environ avec un accu 5000mAh si on ne veut pas trop le décharger (surveiller la tension accu affichée).
Il vaut mieux éviter de trop monter la tension du stepup, car cela consomme du courant pour rien et la puissance est suffisante pour allumer les leds coté récepteur.