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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur de métaux MI-2 sur transistors. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Dans la première moitié des années 70 du siècle dernier, le détecteur de métaux MI-2 a été développé et produit en série en Union soviétique, largement utilisé dans l'économie nationale. Le circuit et la conception de cet appareil ont été peaufinés et améliorés à plusieurs reprises. L'une des versions bien connues du détecteur de métaux MI-2 peut être recommandée aux radioamateurs débutants. Diagramme schématique Le détecteur de métaux MI-2 est l'une des nombreuses variantes d'un appareil de type BFO (Beat Frequency Oscillator), c'est-à-dire qu'il s'agit d'un appareil basé sur le principe de l'analyse des battements de deux fréquences. De plus, dans cette conception, le changement de fréquence est évalué à l'oreille (Fig. 2.12).
La base du circuit de l'appareil est un oscillateur de mesure et de référence, un étage capacitif, un émetteur-suiveur, un déclencheur de Schmitt et des écouteurs. Le générateur de mesure est réalisé sur le transistor T1, connecté selon un circuit à base commune. La fréquence de fonctionnement de ce générateur est déterminée par les paramètres du circuit oscillatoire, constitué d'une bobine de recherche L1 et de condensateurs C3, C4. La tension de rétroaction nécessaire à l'auto-excitation est fournie du collecteur du transistor T1 au circuit émetteur via un diviseur capacitif C3, C4. En conséquence, un signal sinusoïdal d'une fréquence de 510 kHz est formé à la sortie du générateur de mesure. L'oscillateur de référence est réalisé sur le transistor T6 selon un schéma similaire à celui de l'oscillateur de mesure. La fréquence de fonctionnement de ce générateur est déterminée par les paramètres du circuit oscillant, qui se compose d'une bobine L3 avec un noyau trimmer en laiton et des condensateurs C12, C13 et C14. Les oscillations des oscillateurs de référence et de mesure via les condensateurs C5 et C11 sont transmises à l'entrée du mélangeur, qui est réalisée sur le transistor T2. Le circuit collecteur du transistor T2 comprend un circuit constitué d'une bobine L2 et d'un condensateur C6, dans lequel se distinguent les oscillations de fréquence différentielle. La bobine de recherche L1, qui fait partie du circuit oscillatoire du générateur de mesure, est un capteur qui réagit à l'apparition d'objets métalliques dans la zone de couverture de l'appareil. Lorsque la bobine L1 s'approche d'un tel objet, son inductance change et, par conséquent, la fréquence du signal du générateur de mesure change. En conséquence, la fréquence du signal à la sortie de l’étage de mélange changera également. Étant donné que le circuit mélangeur, réalisé sur les éléments L2 et C6, est réglé sur la fréquence différence des oscillateurs de mesure et de référence en l'absence d'objets métalliques, une modification de la fréquence du signal entraînera également une diminution de l'amplitude du signal à la sortie du mixeur. La fréquence de fonctionnement du circuit mélangeur est de 1 kHz. Ensuite, le signal sélectionné est transmis à l'émetteur-suiveur, réalisé sur le transistor T3 et utilisé pour faire correspondre le déclencheur de Schmitt avec le mélangeur. Le déclencheur de Schmitt est réalisé sur les transistors T4, T5 et est un relais électronique qui répond aux changements d'amplitude du signal d'entrée. Les modes de fonctionnement des transistors T4 et T5 sont sélectionnés de manière à ce que le déclencheur soit déclenché lorsque la tension du signal à l'entrée est supérieure à 0,5 V. Le signal acoustique généré est transmis au casque BF1. Le détecteur de métaux est alimenté par la source B1 avec une tension de 9 V, tandis que la consommation de courant ne dépasse pas 4-5 mA. Détails et fabrication Structurellement, le détecteur de métaux MI-2 se compose de deux blocs. Le bloc de recherche comprend des éléments qui forment le générateur de mesure, le bloc d'indication comprend un générateur de référence, une cascade capacitive, un émetteur-suiveur et un déclencheur de Schmitt. Les deux blocs sont reliés entre eux par un câble blindé. Il n'y a pas d'exigences particulières concernant les pièces utilisées dans l'assemblage du détecteur de métaux MI-2. La seule limitation concerne les dimensions globales, puisque la plupart des pièces de l'appareil sont montées sur deux circuits imprimés relativement petits. Les parties du bloc de recherche sont placées sur un circuit imprimé mesurant 70x35 mm, en getinax ou en fibre de verre recouvert d'une feuille sur une face (Fig. 2.13).
Les parties de l'unité d'affichage sont placées sur un circuit imprimé mesurant 150x75 mm, également constitué d'une feuille getinax unilatérale ou de fibre de verre (Fig. 2.14).
Dans le détecteur de métaux MI-2 produit en série, des résistances de type MLT-0,125 ont été utilisées, des condensateurs C1, C2, C8, C9, C15 et C16 - de type KLS-1 ; C5, C11, C13 - KSO-1 ; condensateurs C3, C4, C12, C14 - type KSO-2 ; C6 - MBM ou MBM-2 ; condensateurs électrolytiques C7 et C10 - type K50-3. Naturellement, lors de la répétition de cet appareil, vous pouvez utiliser n'importe quelle pièce similaire de la base d'éléments moderne. Les écouteurs de type TON-1 conviennent comme source de signal acoustique. La bobine de recherche L1 se présente sous la forme d'un anneau d'un diamètre d'environ 300 mm. Les spires de la bobine sont enfermées dans un écran électrostatique constitué d'un tube en duralumin d'un diamètre de 8 mm et d'une épaisseur de paroi de 1 mm. Pour réaliser une bobine, il est nécessaire de réaliser un faisceau de dix morceaux de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,96 mm et d'une longueur de 1250 mm. Tout d'abord, le harnais doit être tiré dans un tube en polychlorure de vinyle de 1000 mm de long, puis dans un tube en duralumin de 960 mm de long. Le tube en duralumin contenant les fils doit être plié en anneau selon le gabarit. Vous pouvez également utiliser du papier d’aluminium ordinaire comme écran. Les morceaux de fils sont connectés en série à l'aide d'un câblage sur un bloc installé dans le corps de l'unité de recherche. Lors de la fabrication de la bobine L1, il faut veiller à ce que les extrémités du tube de blindage ne se ferment pas, car dans ce cas une bobine en court-circuit se forme. Il est donc souhaitable d’isoler les extrémités du tamis avec un tube en caoutchouc. La bobine L2 du mélangeur est enroulée sur un noyau annulaire de ferrite M2000 NM-A-K38x24x7. Il comporte 200 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,47 mm et est installé sur le circuit imprimé de l'unité d'affichage. La bobine L3 du générateur de référence contient 135 tours de fil PELSHO d'un diamètre de 0,1 mm, qui sont enroulés sur un cadre d'un diamètre de 7 à 9 mm avec un noyau de support en laiton. Si nécessaire, une description détaillée de la conception spéciale de la bobine L3 peut être trouvée dans le magazine Radio n° 4, 1973. Le corps du bloc de recherche est en duralumin. La bobine de recherche L1 et l'unité de recherche sont fixées au bas d'une poignée spéciale. Le boîtier de l'unité d'affichage est également en duralumin. Sur le couvercle du boîtier se trouvent un connecteur pour connecter l'unité de recherche (non indiqué sur le schéma électrique), un interrupteur S1, ainsi qu'un connecteur X1 pour connecter un casque BF1. Le couvercle doit également avoir un trou pour le bouton de réglage de la bobine L3. Comme source d'alimentation B1, vous pouvez utiliser, par exemple, deux batteries 3336L connectées en série. Établissement Les principales étapes de configuration du détecteur de métaux MI-2 consistent à définir le seuil de déclenchement et à sélectionner la fréquence de l'oscillateur de référence. Le seuil de déclenchement est défini en sélectionnant la résistance de la résistance R11. Pour ce faire, dessoudez la borne du condensateur C2 du collecteur du transistor T8 et appliquez à ce condensateur un signal d'un générateur de son d'une tension de 0,5 V et d'une fréquence de 1 kHz. La valeur de la résistance R11 doit être choisie de telle sorte qu'avec une légère diminution de l'amplitude du signal du générateur de son, le son dans le casque disparaisse et le courant de collecteur du transistor T5 devienne égal à zéro. Un ajustement grossier de la fréquence du signal généré par l'oscillateur de référence est effectué en sélectionnant la capacité du condensateur C12. Plus précisément, la valeur de la fréquence est fixée en sélectionnant la capacité du condensateur C18. Ces réglages doivent être effectués dans des conditions où les objets métalliques sont retirés de la bobine de recherche L1 à une distance d'au moins 1,5 M. La fréquence de l'oscillateur de référence est déterminée à l'aide d'un fréquencemètre ou d'un oscilloscope. Dans ce cas, le condensateur C11 doit être soudé à l'émetteur du transistor T6. Ensuite, vous devez définir la fréquence centrale de l'oscillateur de référence. Pour ce faire, rétablissez la connexion du condensateur C11 avec l'émetteur du transistor T6, déconnectez l'unité de recherche de l'unité d'affichage et mesurez les fréquences de l'oscillateur de référence avec un fréquencemètre lors du réglage du bouton de réglage de la bobine L3 dans ses positions extrêmes. La fréquence moyenne de l'oscillateur de référence est définie comme la moyenne arithmétique des fréquences mesurées. Si nécessaire, les valeurs de capacité des condensateurs C12 et C13 sont choisies de manière à ce que la fréquence moyenne de l'oscillateur de référence diffère de la fréquence de l'oscillateur de mesure de 1 kHz. Après avoir ajusté les fréquences des oscillateurs de mesure et de référence en faisant tourner le noyau d'accord de la bobine L3 à la sortie de l'étage de mélange, il est nécessaire de régler le niveau de tension du signal à un peu plus de 0,5 V. Dans ce cas, la gâchette commutera avec la fréquence du signal entrant, et un signal sonore sera entendu dans les écouteurs. Procédure de travail Effectuer des travaux de recherche à l'aide du détecteur de métaux MI-2 ne présente aucune particularité. S'il y a un objet métallique dans la zone de couverture de cet appareil, lorsque la bobine de recherche L1 s'en approche, une tonalité de fréquence variable se fera entendre dans les écouteurs, diminuant de volume. Si la bobine est rapprochée encore plus d'un objet métallique, la tension du signal à la sortie du mélangeur deviendra inférieure au seuil de déclenchement. La gâchette cessera de commuter et le signal audio dans les écouteurs disparaîtra. Si nécessaire, pendant le processus de recherche, vous pouvez ajuster le détecteur de métaux à la fréquence de battement en ajustant la position du noyau de la bobine L3. Conformément aux données obtenues lors de l'utilisation pratique du détecteur de métaux MI-2, les gros objets métalliques (par exemple, un couvercle de puits) peuvent être détectés à une distance de 600 à 800 mm, les petits (par exemple, un tournevis) - à une distance de 70-100 mm et des pièces de valeur moyenne, l'appareil commence à réagir à une distance de 30-50 mm. Auteur : Adamenko M.V.
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