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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur de métaux sur trois microcircuits. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Dans les détecteurs de métaux de type BFO (Beat Frequency Oscillator), dans lesquels les oscillateurs de référence et de mesure sont assemblés sur les éléments d'un même microcircuit, il existe certains inconvénients. Tout d'abord, ils incluent l'apparition de connexions parasites entre les éléments individuels à l'intérieur du cristal du microcircuit, qui sont presque impossibles à éliminer. C'est pourquoi, dans de tels détecteurs de métaux, il est nécessaire de choisir une fréquence de battement supérieure à 100-300 Hz, ce qui entraîne inévitablement une diminution de la sensibilité de l'appareil. Par conséquent, les dispositifs basés sur l'analyse du signal de battement, dans lesquels les oscillateurs de référence et de mesure sont assemblés sur des microcircuits séparés, deviennent de plus en plus populaires. Diagramme schématique Le dispositif proposé est une des variantes des détecteurs de métaux de type BFO (Beat Frequency Oscillator), c'est-à-dire qu'il s'agit d'un dispositif basé sur le principe d'analyse des battements de deux signaux proches en fréquence. Dans le même temps, dans cette conception, l'évaluation du changement de fréquence de battement est effectuée à l'oreille. La base de ce dispositif (Fig. 3.10) est constituée d'oscillateurs de référence et de mesure, d'étages d'adaptation, d'un mélangeur et d'un circuit d'indication acoustique.
Dans la conception considérée, deux oscillateurs LC simples sont utilisés comme oscillateurs de référence et de mesure. Les solutions de circuit de ces générateurs sont presque identiques. Dans ce cas, l'oscillateur de référence est monté sur les éléments IC1.1 et IC1.2 de la puce IC1, et le deuxième oscillateur, de mesure ou accordable, est réalisé sur les éléments IC2.1 et IC2.2 de la puce IC2. La fréquence de fonctionnement de l'oscillateur de référence est déterminée par les paramètres des éléments qui forment son circuit oscillant, c'est-à-dire les capacités des condensateurs C1, C3, C5 et C6, ainsi que l'inductance de la bobine L1. Le circuit oscillateur de mesure utilise les condensateurs C2, C4, C7, C8 et la bobine de recherche L2. Dans ce cas, les deux générateurs sont accordés sur une fréquence de fonctionnement d'environ 300 kHz. Des cascades, réalisées sur les éléments IC1.3 et IC2.3, assurent un découplage entre les générateurs par tension alternative, et affaiblissent également l'influence du mélangeur sur les générateurs. À partir des sorties des étages tampons, les signaux RF via les condensateurs C11 et C12 sont transmis au mélangeur, puis à l'amplificateur d'oscillation de fréquence différentielle, qui sont réalisés sur la puce IC3. Le signal de battement est ensuite envoyé au casque BF1. Dans ce cas, le condensateur C15 assure le filtrage de la composante haute fréquence du signal. L'alimentation est fournie aux microcircuits à partir d'une source B1 avec une tension de 9 V à travers un filtre formé par les condensateurs C16 et C17. À l'approche de la bobine de recherche L2 du circuit oscillant du générateur accordable vers un objet métallique, son inductance change, ce qui provoque une modification de la fréquence de fonctionnement du générateur. Si un objet métallique magnétique se trouve à proximité de la bobine L2, son inductance augmente, ce qui entraîne une diminution de la fréquence du générateur. Le métal non ferreux réduit l'inductance de la bobine L2 et la fréquence de fonctionnement du générateur augmente. En changeant la fréquence du signal de battement dans les écouteurs, on peut conclure qu'un objet métallique est apparu dans la zone de couverture de la bobine de recherche, et en augmentant ou en diminuant la tonalité, de quel métal l'objet détecté est fait. Détails et fabrication Toutes les parties du détecteur de métaux considérées (à l'exception de la bobine de recherche L2, des connecteurs X1 et X2, ainsi que de l'interrupteur S1) sont situées sur une carte de circuit imprimé de taille 60x50 mm (Fig. 3.11), constituée d'un- getinax ou textolite recouvert d'une feuille d'aluminium.
Il n'y a pas d'exigences particulières pour les pièces utilisées dans cet appareil. Il est recommandé d'utiliser des condensateurs et des résistances de petite taille pouvant être placés sur une carte de circuit imprimé sans aucun problème. Dans le même temps, la carte est conçue pour installer des résistances fixes de type MLT-0,125 ou d'autres de petite taille (par exemple, MLT-0,25 ou VS-0,125). Les condensateurs C2, C5-C7 et C8 peuvent être du type KT-1, les condensateurs C3, C4, C9-C12, C15 et C16 - du type KM-4 ou K10-7V, et les condensateurs C13 et C17 - du type K50 -Type 6. En tant que condensateur C1, il est recommandé d'utiliser n'importe quel condensateur variable d'un récepteur radio de petite taille. Vous pouvez également utiliser des condensateurs d'accord de type KPK-3 d'une capacité de 25-150 pF. La capacité maximale du condensateur C1 doit être d'au moins 200 pF. La bobine L1 du circuit oscillateur de référence est réalisée sur un châssis d'un circuit magnétique annulaire 600NN K8x6x2 et contient 50 spires de fil PELSHO d'un diamètre de 0,2 mm, qui sont enroulées uniformément sur tout le périmètre du circuit magnétique. La bobine de recherche L2 contient 50 tours de fil PELSHO d'un diamètre de 0,27 mm et se présente sous la forme d'un anneau d'un diamètre de 180-220 mm. Ce coil est plus facile à réaliser sur un châssis rigide, mais vous pouvez vous en passer. Dans ce cas, tout objet rond approprié peut être utilisé comme cadre temporaire. Les spires de la bobine sont enroulées en vrac, après quoi elles sont retirées du cadre et imprégnées de colle époxy afin d'augmenter la résistance mécanique. Ensuite, la bobine L2 est protégée par un écran électrostatique, qui est une bande ouverte de feuille d'aluminium enroulée sur un faisceau de spires. L'écart entre le début et la fin de l'enroulement de la bande (l'écart entre les extrémités de l'écran) doit être d'au moins 15-20 mm. Lors de la fabrication de la bobine L2, il faut surtout veiller à ce que les extrémités du ruban de blindage ne se referment pas, car dans ce cas une bobine court-circuitée est formée. Pour se protéger contre les dommages, la feuille peut être enveloppée d'une ou deux couches de ruban électrique. Des casques à haute impédance tels que TON-2, TA-4 ou similaires peuvent servir de source de signaux sonores. Comme source d'alimentation V1, vous pouvez utiliser, par exemple, une batterie Krona ou deux batteries 3336L connectées en série. La carte de circuit imprimé avec les éléments qui s'y trouvent et l'alimentation sont placés dans n'importe quel boîtier métallique approprié. Sur le couvercle du boîtier sont installés: le connecteur X1 pour connecter le casque BF1, le connecteur X2 pour connecter la bobine de recherche L2 et le commutateur S1. Établissement Ce détecteur de métaux doit être réglé dans des conditions où des objets métalliques sont retirés de la bobine de recherche L2 à une distance d'au moins 1,5 m. Le réglage direct de l'appareil consiste à sélectionner la fréquence de battement souhaitée. Pour ce faire, il est recommandé d'utiliser un oscilloscope ou un fréquencemètre numérique. Tout d'abord, vous devez régler la fréquence de l'oscillateur de référence, en contrôlant sa valeur à la broche 10 de IC1. La fréquence de l'oscillateur de référence est fixée à environ 300 kHz en sélectionnant les capacités des condensateurs C5 et C6, et, si nécessaire, en ajustant le noyau de la bobine L1. Auparavant, le rotor du condensateur C1 devait être réglé approximativement en position médiane. Ensuite, en choisissant la capacité du condensateur C2, vous devez régler la fréquence de l'oscillateur de mesure, en contrôlant sa valeur à la broche 10 de IC2. Dans ce cas, la fréquence de l'oscillateur de mesure est choisie de sorte que sa valeur diffère de la fréquence de l'oscillateur de référence d'environ 500-1000 Hz. Ceci termine le processus de configuration de l'appareil. Procédure de travail L'utilisation pratique du détecteur de métaux considéré ne diffère pas significativement de la procédure de travail avec d'autres appareils BFO, dans laquelle l'évaluation de la présence d'un objet métallique dans la zone de couverture de la bobine de recherche est effectuée à l'oreille. Si, pendant le fonctionnement, un objet métallique apparaît dans la zone d'action de la bobine de recherche L2, la fréquence du signal de battement dans les écouteurs changera. A l'approche de certains métaux, la fréquence du signal augmentera, à l'approche d'autres, elle diminuera. En changeant la tonalité du signal de battement, ayant une certaine expérience, on peut facilement déterminer de quel métal, magnétique ou non magnétique, l'objet détecté est fait. Le condensateur variable C1 maintient la fréquence nécessaire du signal de battement, qui peut changer sous l'influence de divers facteurs (par exemple, lorsque les propriétés magnétiques du sol changent, la température ambiante ou la batterie est déchargée). À l'aide de cet appareil, de petits objets (par exemple, une pièce de monnaie de taille moyenne) peuvent être détectés à une profondeur allant jusqu'à 60-70 mm, et un couvercle de regard d'égout à une profondeur allant jusqu'à 0,5 m. Auteur : Adamenko M.V.
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