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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur de métaux avec stabilisation à quartz sur microcircuits. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Récemment, sur les étagères des marchés radiophoniques, vous pouvez trouver toutes sortes de kits de construction ou d'ensembles de composants, en achetant lesquels chacun peut assembler rapidement un simple détecteur de métaux sans trop d'effort. L'auteur a eu le plaisir de faire connaissance avec plusieurs jeux de construction pour enfants et jeunes qui peuvent également être recommandés aux adultes. La base de l'un de ces kits était un circuit détecteur de métaux, publié pour la première fois à la fin des années 80 du siècle dernier et ensuite, avec divers changements et ajouts, publié à plusieurs reprises dans diverses publications nationales et étrangères. Diagramme schématique Le détecteur de métaux en question 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. Comme on le sait, la sensibilité d'un détecteur de métaux de type BFO peut être augmentée dans une certaine mesure si vous sélectionnez une valeur de fréquence d'oscillateur de référence 5 à 10 fois supérieure à la valeur de fréquence de l'oscillateur de mesure. Dans ce cas, la variation de la fréquence de battement qui se produit entre les oscillations de la fréquence fondamentale de l'oscillateur de référence et la fréquence harmonique la plus proche de l'oscillateur de mesure est estimée. En conséquence, une modification de la fréquence du générateur de mesure sous l'influence d'influences externes de seulement 10 Hz entraîne une augmentation de la fréquence des oscillations différentielles de 50 à 100 Hz. Ainsi, lors du choix de la fréquence de l'oscillateur de mesure dans la plage de 100 à 200 kHz, la fréquence de l'oscillateur de référence doit être de 500 à 2 000 kHz. Il est à noter que la fréquence de l'oscillateur de référence doit être stabilisée. La base du circuit de cet appareil (Fig. 3.12) est constituée d'oscillateurs de mesure et de référence, d'étages tampons, d'un mélangeur et d'un circuit d'indication acoustique.
L'oscillateur de référence est réalisé sur les éléments IC1.1 et IC1.2 du microcircuit IC1, sa fréquence de fonctionnement est stabilisée par un résonateur à quartz Q1 (1 MHz). Le générateur de mesure ou accordable est réalisé sur les éléments IC2.1 et IC2.2 du microcircuit IC2. La fréquence de fonctionnement de ce générateur est déterminée par les paramètres des éléments qui forment son circuit oscillatoire, c'est-à-dire les capacités des condensateurs C2, C3 et varicap D1, ainsi que l'inductance de la bobine L1. Dans ce cas, la modification de la capacité du varicap D1 s'effectue à l'aide d'une résistance variable R2. La fréquence de fonctionnement du générateur de mesure est comprise entre 200 et 500 kHz. La bobine L1 du circuit oscillatoire du générateur accordable est une bobine de recherche. À l'approche d'un objet métallique, l'inductance de la bobine change, ce qui entraîne une modification de la fréquence de fonctionnement du générateur et, par conséquent, une modification de la fréquence de battement. Les cascades réalisées sur les éléments IC1.3 et IC2.3 assurent une isolation en tension alternative entre les générateurs et affaiblissent également l'influence du mélangeur sur les générateurs. À partir des sorties des étages tampons, les signaux RF sont envoyés à un mélangeur réalisé sur l'élément IC1.4. Ensuite, le signal de battement est envoyé au casque BF1. Dans ce cas, le condensateur C10 assure le filtrage de la composante haute fréquence du signal. L'alimentation du circuit est fournie par la source B1 avec une tension de 9 V à travers un filtre formé par les condensateurs C8 et C9. Détails et fabrication Toutes les parties de l'appareil en question (à l'exception de la bobine de recherche L1, de la résistance R2, des connecteurs X1 et X2, ainsi que de l'interrupteur S1) sont situées sur un circuit imprimé mesurant 50x50 mm (Fig. 3.13), constitué d'un feuille double face getinax ou textolite.
Il n'y a aucune exigence particulière concernant les pièces utilisées dans cet appareil. Il est recommandé d'utiliser des condensateurs et des résistances de petite taille pouvant être placés sans problème sur un circuit imprimé. Dans ce cas, la carte est conçue pour l'installation de résistances permanentes telles que MLT-0,125 ou autres de petite taille (par exemple MLT-0,25 ou VS-0,125). Les condensateurs C2, C3, C5 et C7 peuvent être du type KT-1, les condensateurs C4, C7, C8 et C10 peuvent être du type KM-4 ou K10-7V et le condensateur C9 peut être du type K50-6. La résistance variable R2 peut être n'importe quelle résistance de petite taille, cependant, il n'est pas recommandé d'utiliser des résistances connectées mécaniquement à l'interrupteur d'alimentation S1 en tant que régulateur. Le résonateur à quartz Q1 est monté sur une plaque en fibre de verre séparée, fixée parallèlement à la plaque principale côté pièces. Sa fréquence peut être comprise entre 0,5 et 1,8 MHz. Cependant, si du quartz avec une fréquence de résonance supérieure à 1 MHz est utilisé, certaines sources recommandent d'inclure un diviseur entre la sortie de l'élément tampon IC2.3 (broche IC2/10) et l'entrée correspondante du mélangeur sur l'élément IC1.4. .1 (broche IC13/0,5), abaissant la fréquence de référence à 1-176 MHz. Un tel diviseur peut être réalisé sur un microcircuit de la série K561 ou KXNUMX. La bobine de recherche L1 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. Il est plus simple de réaliser cette coil sur un châssis rigide, mais on peut s'en passer. Dans ce cas, n'importe quel objet rond approprié peut être utilisé comme cadre temporaire. Les tours de la bobine sont enroulés en vrac, après quoi ils sont retirés du cadre et, afin d'augmenter la résistance mécanique, sont imprégnés de colle époxy. La bobine L1 est ensuite protégée par un blindage électrostatique, qui est une bande de papier d'aluminium à extrémité ouverte enroulée sur un faisceau de spires. L'espace entre le début et la fin de l'enroulement du ruban (l'espace entre les extrémités de l'écran) doit être d'au moins 15 à 20 mm. Lors de la réalisation de la bobine L1, il faut faire particulièrement attention à ne pas court-circuiter les extrémités du ruban de blindage, car dans ce cas une spire court-circuitée se forme. Pour se protéger contre les dommages, le film peut être enveloppé d'une ou deux couches de ruban isolant. 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. Le circuit imprimé avec les éléments qui s'y trouvent et l'alimentation sont placés dans n'importe quel boîtier métallique approprié. Une résistance variable R2, un connecteur X1 pour connecter un casque BF1, un connecteur X2 pour connecter une bobine de recherche L1 et un interrupteur S1 sont installés sur le couvercle du boîtier. Établissement Cet appareil doit être réglé dans des conditions où des objets métalliques sont retirés de la bobine de recherche L1 à une distance d'au moins 1,5 m. Le processus de configuration d'un détecteur de métaux consiste à régler le générateur de mesure sur une fréquence de 100-200 kHz, ce qui est effectué en sélectionnant la valeur de capacité du condensateur C2. Dans ce cas, le curseur de la résistance variable R2 doit être en position médiane. La fréquence du générateur de mesure est contrôlée par un fréquencemètre à la sortie de l'élément IC1.3 (broche IC1/10). Le contrôle de l'exactitude de la valeur de fréquence sélectionnée du générateur de mesure est effectué en écoutant le signal de fréquence différentielle dans les écouteurs. Ce signal doit être suffisamment fort au rapport de fréquence le plus élevé possible des oscillateurs de référence et de mesure. Si nécessaire, vous pouvez utiliser un oscilloscope pour estimer l'amplitude du signal de battement. Procédure de travail Dans l'utilisation pratique de cet appareil, la résistance variable C1 doit être utilisée pour maintenir la fréquence requise 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 décharge de la batterie ). Si pendant le fonctionnement, un objet métallique apparaît dans la zone de couverture de la bobine de recherche L1, la fréquence du signal dans les téléphones changera. À l’approche de certains métaux, la fréquence du signal de battement augmentera, tandis qu’à l’approche d’autres, elle diminuera. En changeant la tonalité du signal de battement, en ayant une certaine expérience, on peut facilement déterminer de quel métal, magnétique ou non magnétique, est fait l'objet détecté. Grâce à cet appareil, de petits objets (par exemple, une pièce de monnaie de taille moyenne) peuvent être détectés à une profondeur allant jusqu'à 80 à 100 mm et un couvercle de trou d'homme à une profondeur de 55 à 65 cm. Auteur : Adamenko M.V.
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Commentaires sur l'article : Alexandre UR3ICN Le schéma fonctionne à 100%, je l'ai fait pour mon petit-fils, comme jouet. J'ai remplacé les microcircuits par K561LE5 avec l'inclusion correspondante. Comme casque - TA56 à 1600 Ohm. Le quartz 1 MHz est souhaitable dans le boîtier B1 (affecte la consommation de courant de l'ensemble de l'appareil). La bobine de recherche est réglée sur une fréquence de 333 kHz. (la troisième harmonique sera de 1 MHz) condensateur C2, avec R2 en position médiane. Le volume est suffisant pour les yeux. La stabilité est excellente avec une fabrication soignée des bobines. Courant de demande - 2 mA. Sergei Sur le dessin du circuit imprimé, la polarité de la batterie est incorrecte, et puisque il n'y a pas de protection pour les microcircuits, c'est-à-dire le danger de leur défaillance lors de leur première mise sous tension. Anatoly Le schéma est intéressant, j'ai bien aimé. Mais je veux trouver deux bobines. Faire un petit-fils pour son anniversaire.
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