Détecteur de métaux à petit prix. Schéma, description

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Détecteur de métaux à petit prix. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux

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Ce détecteur de métaux unique est composé de seulement cinq composants - un microcircuit bon marché, un condensateur variable, deux bobines de recherche et un écouteur. Mais malgré sa simplicité, il a d'assez bons paramètres.

Ce circuit s'applique aux détecteurs de métaux. Et bien qu'il contienne certains composants d'autres détecteurs de métaux, son principe de fonctionnement diffère d'eux.

Il ne serait pas exagéré de dire que les caractéristiques du circuit correspondent à un détecteur à balance d'induction (IB) peu coûteux. Collectionnez-le - et vous verrez par vous-même ! Cette conception est encore plus simple que le détecteur de battement original, dont le schéma a été publié dans EPE en mai 2004.

Lors des tests, le Old English Penny s'est avéré détectable dans l'air à une distance de 15 cm, bien qu'en raison de divers facteurs affectant la sensibilité, la plage de détection puisse chuter à 12,5 cm.

Néanmoins, ce détecteur peut rivaliser avec les IB économiques et même avoir certaines fonctionnalités utiles héritées des détecteurs de battement.

introduction

Au lieu d'utiliser des oscillateurs de recherche et de référence (comme dans les détecteurs de battement), ou des bobines d'émission et de réception (comme dans les détecteurs IB), ce détecteur utilise deux émetteurs (ou oscillateurs de recherche) avec des bobines qui se chevauchent comme dans les détecteurs IB.

Détecteur de métaux à petit prix
Riz. 1. Schéma de principe - difficile de faire plus simple

Remarque sur le schéma : chaque bobine contient 70 spires de fil PEL-0,32 enroulé sur un mandrin de 12 cm de diamètre.

Les bobines doivent se chevaucher pour produire une tonalité dans le casque.

Comme vous pouvez le voir sur la figure 1, le circuit est très simple. Chaque oscillateur est construit autour d'un ampli op quadruple plus une bobine de recherche !

Les signaux de ces générateurs sont mélangés (similaire au type de détecteurs de battement) et par conséquent, un signal de battement peut être entendu.

Mais outre toute cette similitude avec les détecteurs de battement, il y a aussi une différence. Et cette différence, qui augmente considérablement la sensibilité du détecteur, est que chacune des bobines modifie la fréquence du générateur grâce à un couplage inductif. Il en résulte un « équilibre » comme celui des détecteurs IB et la sensibilité devient supérieure à celle des circuits de battement.

En plus de tout cela, un moyen est nécessaire pour contrôler la fréquence de battement de sortie afin que le dispositif puisse être accordé. Cela peut être fait de plusieurs façons, dans ce cas en utilisant un condensateur variable standard de 100 pF d'un récepteur AM connecté entre deux oscillateurs.

Le concept du circuit étant emprunté aux détecteurs d'induction-balance et de battement, nous appellerons le principe de fonctionnement de ce détecteur « beat balance » (BB).

caractéristiques de

Les principales caractéristiques du régime sont :

Selon sa conception, ce détecteur a potentiellement la même sensibilité qu'un détecteur IB.
Aucun amplificateur de réception ou détecteur de niveau n'est nécessaire, ce qui simplifie grandement le circuit et réduit son coût. Le schéma présenté ne contient que deux composants principaux, tandis qu'un schéma de SI budgétaire de sensibilité similaire contiendra environ 10 à 20 composants.
Les deux générateurs de recherche sont identiques, donc le circuit est résistant aux changements de tension d'alimentation et de température ambiante. De ce fait, il n'y a pas besoin de circuits de compensation et d'un stabilisateur de tension.
Chacune des bobines a une réponse opposée à la cible, et donc une forte immunité à la minéralisation du sol. En même temps, le circuit a une bonne discrimination au point de chevauchement des deux bobines.

Conduire

La conception est basée sur le générateur le plus simple sur un onduleur. Considérons d'abord le générateur sur IC1. A partir du moment où l'inductance commence à résister aux variations rapides de tension (appelées réaction), toute variation du niveau logique à la sortie (broche 1) sera transmise à l'entrée inverseuse 2 avec une temporisation. La vitesse de balayage de la tension de sortie est d'environ 8 V/ms, toutes les commutations ultérieures de IC1 sont retardées en conséquence et ainsi le générateur entre en mode de fonctionnement, avec des oscillations constantes à la sortie.

L'une des sorties de la bobine de recherche est connectée à une entrée non inverseuse (broche 3), qui stabilise le fonctionnement. En principe, la broche 3 pourrait être laissée non connectée, mais ce serait une solution sous-optimale.

Étant donné que différents circuits intégrés ont des vitesses de balayage et des résistances d'entrée différentes, il est peu probable qu'ils fonctionnent dans ce circuit. Cependant, TL074CN est largement disponible et sa disponibilité ne devrait pas être un problème.

La bobine de recherche est une partie essentielle du générateur et elle doit être correctement conçue pour que le générateur fonctionne et que la fréquence de sortie requise soit obtenue.

Cette fréquence doit être suffisamment grande, mais pas si élevée qu'elle soit affectée par le bruit ou l'instabilité des paramètres.

Les caractéristiques de IC1 et l'inductance de la bobine affectent la fréquence d'oscillation, qui est de l'ordre de 260 kHz (sans écran de Faraday connecté). L'écran Faraday augmente l'inductance de la bobine d'environ deux fois, respectivement, la fréquence à la sortie du générateur devient environ la moitié.

L'oscillateur sur IC1b est activé exactement de la même manière que IC1a, sauf que sa bobine de recherche est câblée en opposition de phase.

Lorsque la bobine de recherche est déplacée parallèlement au sol, l'apparition de métal augmente d'abord l'inductance L1 puis L2, ou vice versa, provoquant une légère diminution de la fréquence d'oscillation. Un troisième amplificateur, IC1c, est utilisé pour mélanger les signaux des deux oscillateurs et produire une fréquence de battement dans la gamme audio.

Tout cela est une caractéristique distinctive du détecteur de type BB. La présence de métal modifie non seulement la fréquence de l'oscillateur de recherche, mais, tout comme avec le détecteur IB, elle affecte l'autre bobine. En fait, les deux crottes s'influencent mutuellement par induction mutuelle, et c'est la raison d'une augmentation significative de la sensibilité du système.

En plus de tout cela, il est nécessaire de trouver un moyen de régler le détecteur. Ceci est réalisé en utilisant un condensateur variable VC1, qui est connecté à deux inductances (bobines de recherche). Presque tous les condensateurs variables fonctionneront comme VC1, il est souhaitable qu'ils n'aient qu'une capacité pas trop grande - de 47 pF à 100 pF. Si ce n'est pas le cas, vous pouvez utiliser un condensateur plus grand en connectant une capacité de 47pF en série avec celui-ci.

Les téléphones Piezo sont utilisés comme écouteurs. Si leur volume est trop élevé, il peut être réduit en connectant une résistance d'une valeur appropriée en série avec le casque. L'utilisation d'une sirène inductive est déconseillée en raison du risque de surcharge de IC1c.

Le courant consommé par le circuit est d'environ 15mA. Huit piles AA fournissent environ 70 heures de fonctionnement.

conception

Il n'y a pas beaucoup de détails dans le diagramme, il est donc difficile de se tromper. Il est important de ne pas se tromper avec l'inclusion du microcircuit et la mise en phase des bobines de recherche. A part ça, il ne devrait pas y avoir d'autres problèmes.