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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Un simple détecteur de métaux avec un circuit de 4,6 kHz. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux le principe de fonctionnement Ce détecteur de métaux consiste à enregistrer un signal réfléchi par un objet métallique. Ce signal est dû à l'influence du champ magnétique alternatif de la bobine émettrice (émettrice) sur le métal. La bobine réceptrice est située dans le même plan que la bobine émettrice de telle sorte que les lignes électriques magnétiques qui la traversent créent une faible FEM. Il n’y a pas de signal ou un signal très faible aux bornes de la bobine de réception. Une réduction supplémentaire de ce signal est assurée par une unité de compensation. Mais si un objet métallique entre dans le champ des bobines, le couplage inductif entre les bobines change, un signal électrique apparaît aux bornes de la bobine réceptrice, qui est amplifié, redressé puis filtré. En conséquence, une certaine tension constante apparaît à la sortie du filtre, qui augmente à mesure que les bobines s'approchent de l'objet métallique. Cette tension est fournie à l'une des entrées du nœud de comparaison, où elle est comparée à la tension de référence appliquée à sa deuxième entrée. Le niveau de tension de référence est ajusté de telle manière que même une légère augmentation du signal entraîne une modification significative du niveau du signal à la sortie du nœud de comparaison. Ceci, à son tour, active une clé électronique qui contrôle l’alarme sonore de détection d’objet métallique. Diagramme schématique Le schéma du détecteur de métaux est présenté sur la Fig. 2.2. Le générateur, réalisé sur le transistor VT2 et le circuit L1C3, fonctionne à une fréquence d'environ 4,6 kHz.
La basse fréquence du générateur fournit :
La profondeur de détection d'objets par tout détecteur de métaux dépend de la fréquence du signal de fonctionnement, de sa puissance, de la taille des inducteurs, ainsi que de la taille et de la forme de l'objet et de sa position. Plus la fréquence du générateur est élevée, plus la profondeur de détection des petits objets est faible. Plus les inducteurs sont grands, plus la profondeur de détection sera grande. Le générateur est assemblé sur un montage transistor 2TS3103A. Le transistor VT2 fonctionne directement dans le générateur et le transistor VT1, associé à un diviseur des parties R2...R4, fonctionne dans un stabilisateur thermique qui assure la compensation de température. Les signaux arrivant sur la bobine réceptrice L2 sont limités en amplitude (en cas de détection d'un gros objet métallique) par des diodes VD1, VD2, puis amplifiés par l'amplificateur opérationnel DA1.1. L'entrée de ce microcircuit reçoit un signal de compensation du générateur via le condensateur C5, les résistances R7-R10 et le condensateur C8. Il atténue le signal arrivant à la bobine L3 depuis la bobine L1 en l'absence d'objets métalliques à proximité. Après amplification, le signal passe à travers le filtre R16C11 vers l'ampli opérationnel DA1.2. Lorsqu'une tension d'entrée positive est fournie à l'entrée non inversée du microcircuit, la diode VD3 est ouverte et fournit une rétroaction négative. Le condensateur C12 se charge et la flèche indicatrice PA1 dévie. Avec une tension d'entrée négative, la diode est fermée, il n'y a pas de retour et il n'y a aucune tension à la cathode de la diode.
Riz. 2.3. Apparition de trois circuits imprimés d'un détecteur de métaux avec un circuit de 4,6 kHz Le signal du détecteur est lissé par le filtre R21C14R22C15 et va au comparateur DA2.1, où il est comparé à la tension de référence, régulée par les résistances variables R23 (grossièrement) et R25 (finement). Lorsque le comparateur est déclenché, la tension à sa sortie diminue, le transistor VT3 se ferme et le générateur de tonalité assemblé sur l'ampli opérationnel DA2.2 commence à fonctionner. Son signal de sortie est envoyé à un amplificateur de puissance réalisé sur un transistor VT4, dont la charge est le casque de l'aide auditive. Le volume sonore est contrôlé par la résistance variable R38. L'étage de sortie est alimenté par une source distincte, éliminant ainsi la possibilité d'excitation de l'appareil. La partie principale du circuit du détecteur de métaux est alimentée par une source de 12 V, qui est en outre stabilisée par le microcircuit DA3 à un niveau de 9 V. Les pièces du détecteur de métaux sont montées sur trois cartes de circuits imprimés (Fig. 2.3, a-c) constituées d'une feuille de fibre de verre simple face. Ils sont conçus pour utiliser des résistances MLT-0,125, une résistance SP4-1 (R10) et des condensateurs K71-7 (C3, C6). Le comparateur à cadran PA1 est un indicateur du niveau d'enregistrement de n'importe quel magnétophone. Fabrication de bobines Une attention particulière doit être portée à la fabrication des bobines. Cela déterminera la qualité du détecteur de métaux à l'avenir. Il est optimal d'enrouler les bobines sur un mandrin d'un diamètre de 140 mm, pour lequel il est bon d'utiliser un bocal en verre. Chaque bobine doit être constituée de 200 tours de fil de cuivre émaillé d'un diamètre de 0,27 mm avec un taraudage à partir du fil central. Avant de retirer la bobine du mandrin, elle doit être bandée à trois ou quatre endroits et, après le retrait, enveloppée d'un fil solide afin que les bobines s'emboîtent parfaitement les unes contre les autres. Ensuite, les bobines doivent avoir la forme montrée sur la Fig. 2.4, et fixez-les à une plaque en plastique 1 avec des fils 2. La bobine émettrice 3 est située en bas et la bobine réceptrice 4 est en haut. La bobine réceptrice doit être équipée d'un écran en aluminium (fabriqué à partir d'une bande de papier d'aluminium) avec un espace qui empêche la formation d'une spire fermée. Les bornes de la bobine doivent être connectées au reste de l'appareil à l'aide d'un câble tressé blindé. La distance entre les spires verticales (selon la Fig. 2.4) des bobines doit être d'environ 25 mm. Ceci est enfin clarifié après avoir réglé le détecteur de métaux sur la lecture minimale de l'indicateur PA1 en l'absence d'objets métalliques à proximité des bobines.
Riz. 2.4. forme de bobine Une fois que les bobines sont finalement fixées avec de la colle ou du mastic, elles peuvent être recouvertes d'un boîtier décoratif et la tige peut y être fixée. Configuration et fonctionnement La mise en place du détecteur de métaux consiste à placer le curseur de la résistance R10 (avec le curseur de la résistance R48 en position médiane) dans une position telle que la flèche de l'indicateur PA1 soit sur le repère « zéro ». Pour faciliter le fonctionnement de l'appareil, il est conseillé de placer la flèche au milieu de l'échelle en sélectionnant la résistance R19. Pour ce faire, dans certains cas, il sera nécessaire de modifier la connexion des bornes d'une des bobines du générateur. Lors du fonctionnement du détecteur de métaux, après 20 minutes d'établissement du mode de fonctionnement avec la résistance R8, il est nécessaire d'atteindre une lecture « zéro » sur le comparateur à cadran. Après cela, les résistances variables R25 et R23 doivent être utilisées pour régler la tension de référence proche du fonctionnement du comparateur et de l'apparition d'un son tonal. Auteur : Grichko V.
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