Un simple détecteur de métaux avec un filtre piézo. Schéma, description

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Un simple détecteur de métaux avec un filtre piézo. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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

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Objectif et opportunités

Ce détecteur de métaux, malgré le petit nombre de pièces et la facilité de fabrication, est assez sensible. Il peut détecter de gros objets métalliques, comme un radiateur de chauffage, à une distance allant jusqu'à 60 cm, tandis que les petits, par exemple une pièce de monnaie d'un diamètre de 25 mm, peuvent être détectés à une distance de 15 cm.

le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur la modification de la fréquence dans le générateur de mesure sous l'influence de métaux proches et l'isolation de la différence de fréquence (battements) entre les générateurs de mesure et de référence.

Puisque cette fréquence se situe dans la plage audio, elle peut être entendue au casque.

Diagramme schématique

Le diagramme schématique du détecteur de métaux est présenté sur la figure. 2.46. Dans ce circuit, la fréquence de l'oscillateur de référence, réalisée sur DD1.1, est stabilisée à l'aide d'un élément piézoélectrique. Un piézofiltre (ZQ1) pour une fréquence intermédiaire (465 kHz), disponible dans tout récepteur radio superhétérodyne domestique, a été utilisé comme élément piézoélectrique.

De tels éléments sont répandus et beaucoup moins chers que les résonateurs à quartz. L'utilisation d'un élément piézoélectrique permet d'augmenter la stabilité en fréquence de l'oscillateur de référence par rapport aux générateurs LC ou RC classiques, et donc d'augmenter la plage de détection des objets métalliques.

Un détecteur de métaux simple avec un filtre piézo
Riz. 2.46. Schéma de principe d'un simple détecteur de métaux avec un filtre piézo

Le générateur de mesure est monté sur un élément logique DD1.2 et contient une bobine (L1) en forme de cadre, qui est un capteur. À mesure que la bobine s'approche du métal, son inductance change, ce qui entraîne une modification de la fréquence de l'auto-oscillateur. La fréquence initiale de l'auto-oscillateur est déterminée par les éléments C1C2C3L1 et est ajustée à l'aide d'un condensateur réglable C1, proche de la fréquence de l'oscillateur de référence (légèrement supérieure ou inférieure à 465 kHz).

A l'élément DD1.3, les signaux des deux générateurs sont mélangés. Le signal de sortie DD1.3 contient une harmonique différentielle, et pour le séparer des impulsions haute fréquence, un filtre R3C5 est installé. Le signal basse fréquence est amplifié par le transistor à effet de champ VT2 et fourni à l'émetteur sonore - le casque BF1 BF2.

L'utilisation d'éléments logiques de microcircuit CMOS dans les auto-oscillateurs, en raison de leur résistance d'entrée élevée, permet d'obtenir un facteur de qualité élevé dans le circuit oscillant du générateur de recherche, ce qui augmente sa stabilité en fréquence. Cela permet de travailler avec de petits battements et ainsi d'augmenter la sensibilité du détecteur de métaux. L'alimentation électrique des autogénérateurs est stabilisée à l'aide d'une diode Zener de précision KS166V. Seuls les stabilisateurs paramétriques avec une tension d'environ 6 V présentent une dérive de tension proche de zéro lorsque la température ambiante change.

Le circuit détecteur de métaux reste opérationnel lorsque la tension chute à 5 V, mais dans ce cas il n'y aura pas de stabilisation de la tension d'alimentation. Le courant consommé par le détecteur de métaux (et donc la durée de fonctionnement) dépend fortement de la résistance des écouteurs connectés en sortie. Pour cette raison, leur résistance doit être la plus élevée possible (>100 Ohms), pour laquelle les téléphones des écouteurs sont connectés en série.

La résistance R7 limite le courant maximum du transistor VT2 lors d'un court-circuit dans le casque, et la résistance R6 permet de régler le volume sonore. Pour plus de commodité, cette résistance est combinée avec l'interrupteur d'alimentation SA1.

Les écouteurs sont connectés via n'importe quelle prise standard.

La prise X2 est destinée au branchement du chargeur secteur pour la batterie G1. Cela vous permettra de recharger les batteries sans les retirer du boîtier.

Base élémentaire

Le condensateur d'accord C1 peut être extrait de n'importe quel récepteur radio miniature (par exemple KP-180). C2 et C3 doivent être avec un TKE négatif minimal (M47, M75), C4 et C5 de la série K10 (K10-17), C6 - K53-1 à 16 V.

Résistance variable R6 - SP3-3bM (elle permet une installation horizontale sur la carte et dispose d'un interrupteur SA1 intégré), résistance ajustée R5 de type SPZ-19a, le reste convient à toutes les résistances de petite taille. Le piézorésonateur (piézofiltre Z01) convient très probablement à n'importe quelle série FP1P1-61 (-01, -02, etc.), et vous pouvez également essayer de nombreux autres types de piézofiltres de récepteurs chinois dotés de trois sorties.

Circuit imprimé

Les pièces de l'appareil peuvent être situées sur un circuit imprimé simple face en fibre de verre d'une épaisseur de 1,5 mm et de dimensions de 75 x 40 mm (Fig. 2.47, a-b).

Il est conseillé de placer la carte à proximité de la bobine du capteur L1. L'endroit où est fixée la planche avec les éléments n'a pas besoin d'être protégé.

Fabrication de bobines

La bobine du capteur du détecteur de métaux L1 a la forme d'un cadre toroïdal (Fig. 2.47, c). Il est enroulé avec du fil de cuivre PEV d'un diamètre de 1,2 mm, sur tout mandrin approprié d'un diamètre de 20 cm, par exemple découpé dans de la mousse plastique.

Le bobinage doit être effectué en masse, 30 tours (l'inductance est d'environ 480 μH). Après avoir enroulé la bobine, le cadre doit être enveloppé d'un ruban diélectrique (tissu laqué ou ruban isolant), puis d'une fine feuille d'aluminium.

Vous pouvez également utiliser une feuille de cuivre. Il n'est pas nécessaire de recouvrir une zone d'environ 10 mm avec du papier d'aluminium à proximité des bornes de la bobine (un espace est laissé entre les extrémités de l'écran, comme le montre la Fig. 2.47, c).

Un détecteur de métaux simple avec un filtre piézo
Riz. 2.47. Un simple détecteur de métaux avec un piézofiltre : a - un circuit imprimé ; b - disposition des éléments sur le plateau ; c - apparence de la bobine de recherche

L'écran au niveau de la bobine réduit l'influence des capacités parasites, ce qui augmente la stabilité de la fréquence de fonctionnement de l'oscillateur de recherche.

L'utilisation de fil épais dans la fabrication de L1 offre un facteur de qualité supérieur à la bobine et confère de la rigidité au cadre sans utiliser d'éléments de fixation supplémentaires.

Auteur : Chelestov I.

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