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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur de métaux électronique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Indicateurs, détecteurs, détecteurs de métaux Le détecteur de métaux est un appareil relativement simple dont le circuit électronique offre une bonne sensibilité et stabilité. Une caractéristique distinctive d'un tel appareil est sa faible fréquence de fonctionnement. Les inductances du détecteur de métaux fonctionnent à une fréquence de 3 kHz. Cela fournit, d'une part, une faible réponse aux signaux indésirables (par exemple, les signaux qui se produisent en présence de sable humide, de petits morceaux de métal, etc.), et d'autre part, une bonne sensibilité lors de la recherche d'eau cachée tuyaux et conduites de chauffage central, pièces de monnaie et autres objets métalliques. La mise en œuvre et la personnalisation du programme nécessitent des compétences et une expérience appropriées. Le schéma fonctionnel du détecteur de métaux est illustré à la fig. une.
Le générateur de détecteur de métaux excite des oscillations dans la bobine émettrice à une fréquence d'environ 3 kHz, créant un champ magnétique alternatif dans celle-ci. La bobine réceptrice est située perpendiculairement à la bobine émettrice de manière à ce que les lignes de force magnétiques qui la traversent créent une petite FEM. A la sortie de la bobine réceptrice, le signal est soit absent, soit très faible. Un objet métallique, tombant dans le champ de la bobine, modifie la valeur de l'inductance et un signal électrique apparaît à la sortie, qui est ensuite amplifié, redressé et filtré. Ainsi, à la sortie du système, nous avons un signal de tension constante dont la valeur augmente légèrement lorsque la bobine s'approche d'un objet métallique. Ce signal est envoyé à l'une des entrées du circuit de comparaison, où il est comparé à la tension de référence appliquée à sa seconde entrée. Le niveau de tension de référence est ajusté de telle sorte que même une petite augmentation de la tension du signal entraîne un changement d'état à la sortie du circuit de comparaison. Ceci, à son tour, actionne un interrupteur électronique, ce qui entraîne un signal sonore aux étages d'amplification de sortie, alertant l'opérateur de la présence d'un objet métallique. Le schéma de circuit du détecteur de métaux est illustré à la fig. 2.
L'émetteur, composé d'un transistor VT1 et d'éléments associés, excite des oscillations dans la bobine L1. Les signaux arrivant à la bobine L2 sont alors amplifiés par la puce D1 et redressés par la puce D2, qui est incluse dans le circuit détecteur d'amplitude. Le signal du détecteur va au condensateur C9 et est lissé par un filtre passe-bas, qui se compose des résistances R14, R15 et des condensateurs C10 et C11. Ensuite, le signal est envoyé à l'entrée du circuit de comparaison D3, où il est comparé à la tension de référence définie par les résistances variables RP3 et RP4. La résistance variable RP4 est utilisée pour un réglage rapide et grossier, et RP3 permet un réglage fin de la tension de référence. Le générateur, monté sur un transistor à une jonction VT2, fonctionne en mode continu, cependant, le signal qu'il génère n'entre dans la base du transistor VT4 que lorsque le transistor VT3 se ferme, car, étant à l'état ouvert, ce transistor shunte le sortie du générateur. Lorsqu'un signal est reçu à l'entrée du microcircuit D3, la tension à sa sortie diminue, le transistor VT3 se ferme et le signal du transistor VT2 à travers le transistor VT4 et la commande de volume RP5 entre dans l'étage de sortie et le haut-parleur. Le circuit utilise deux alimentations, ce qui élimine la possibilité de toute rétroaction de la sortie du circuit à son entrée sensible. Le circuit principal est alimenté par une batterie de 18 V, qui est réduite à une tension stable de 4 V à l'aide de la puce D12. Dans le même temps, une diminution de la tension de la batterie pendant le fonctionnement du circuit ne modifie pas le réglage. Les étages de sortie sont alimentés par une alimentation séparée de 9 V. Les besoins en énergie sont assez faibles, de sorte que trois piles peuvent être utilisées pour alimenter l'unité. La batterie de l'étage de sortie ne nécessite pas d'interrupteur spécial, car l'étage de sortie ne consomme pas de courant lorsqu'il n'y a pas de signal. Un détecteur de métaux est un appareil assez complexe, l'assemblage du circuit doit donc être effectué en cascade avec une vérification approfondie de chaque cascade. Le circuit est monté sur une carte, sur laquelle se trouvent 24 bandes de cuivre avec 50 trous chacune avec un pas de 2,5 mm. Tout d'abord, 64 coupes sont faites dans les bandes et trois trous de montage sont percés. Ensuite, 20 cavaliers, des broches pour les connexions externes et deux broches pour le condensateur C5 sont installés à l'arrière de la carte.
Ensuite, les condensateurs C16, C17 et la puce D4 sont installés. Ces éléments forment une source d'alimentation avec une tension de 12 V. Cette étape est vérifiée en connectant temporairement une batterie avec une tension de 18 V. Dans ce cas, la tension aux bornes du condensateur C16 doit être de 12 + - 0,5 V. Après cela, les éléments de l'étage de sortie sont montés : résistances R23-R26, condensateurs C14 et C15 et transistors VT4-VT6. Il convient de noter que le boîtier du transistor VT6 est connecté à son collecteur, par conséquent, le contact du boîtier avec des éléments et des cavaliers voisins est inacceptable. Comme l'étage de sortie ne consomme pas de courant en l'absence de signal, il est vérifié en connectant temporairement un haut-parleur, une résistance variable RP5 et une pile 9 V. Ensuite, les résistances R20-R22 et le transistor VT2 sont installés, formant un générateur de signal sonore. Lorsque deux sources d'alimentation sont connectées, le fond sonore est entendu dans le haut-parleur, qui change avec la position du bouton de contrôle du volume. Après cela, les résistances R16-R19, le condensateur C12, le transistor VT3 et la puce D3 sont montés sur la carte. Le fonctionnement du circuit de comparaison est vérifié comme suit. Les résistances variables RP3 et RP3 sont connectées à l'entrée de mesure D4. Cette entrée est formée à l'aide de deux résistances de 10 kΩ, dont l'une est connectée au rail d'alimentation +12 V positif et l'autre au rail zéro. Les secondes bornes des résistances sont reliées à la borne 2 de la puce D3. Le cavalier de cette broche sert de point de connexion temporaire. Avec un réglage grossier (les deux batteries sont allumées), qui est effectué par une résistance variable RP4, dans une certaine position, le signal sonore est interrompu, tandis qu'un réglage fin avec une résistance variable RP3 devrait entraîner un changement en douceur du signal près de cette position. Lorsque ces conditions sont remplies, ils procèdent à l'installation des résistances R6-R15, des condensateurs C6-C11, de la diode VD3 et des microcircuits D1 et D2. En allumant la source d'alimentation, vérifiez d'abord la présence d'un signal à la sortie de la puce D1 (broche 6). Elle ne doit pas dépasser la moitié de la valeur de l'alimentation (environ 6V). La tension aux bornes du condensateur C9 ne doit pas être différente de la tension de sortie de ce circuit intégré, bien que le bruit CA puisse provoquer une légère augmentation de cette tension. Toucher l'entrée du microcircuit (la base du condensateur C6) avec votre doigt provoque une augmentation de la tension due à une augmentation du niveau de bruit. Si les boutons de réglage sont dans une position où il n'y a pas de signal audible, toucher le condensateur C6 avec votre doigt fait apparaître et disparaître le signal. Ceci conclut la vérification préliminaire de la performance des cascades. Le contrôle final et le réglage du détecteur de métaux sont effectués après la fabrication des inducteurs. Après une vérification préliminaire des cascades du circuit, les éléments restants sont installés sur la carte, à l'exception du condensateur C5. La résistance variable RP2 est temporairement réglée sur la position médiane. La carte est fixée au châssis en aluminium en forme de L par des rondelles en plastique (pour éliminer la possibilité d'un court-circuit) à l'aide de trois vis. Le châssis est fixé dans le corps du panneau de commande avec deux boulons qui maintiennent deux pinces conçues pour fixer le corps du panneau de commande à la barre de recherche. Le côté du châssis fixe les blocs d'alimentation au châssis. Lors de l'assemblage de la télécommande, assurez-vous que les fils de l'interrupteur situés à l'arrière de la résistance variable RP5 ne touchent pas les éléments de la carte. Après avoir percé un trou rectangulaire, le haut-parleur est collé. La tige et les pièces de connexion qui forment le support de la tête de recherche sont constituées de tubes en plastique d'un diamètre de 19 mm. La tête de recherche elle-même est une plaque d'un diamètre de 25 cm, en plastique durable. L'intérieur de celui-ci est soigneusement nettoyé avec du papier de verre, ce qui assure une bonne adhérence à l'époxy. Les principales caractéristiques d'un détecteur de métaux dépendent en grande partie des bobines utilisées, leur fabrication nécessite donc une attention particulière. Des bobines ayant la même forme et les mêmes dimensions sont enroulées sur un circuit en forme de D, qui est formé de broches fixées sur un morceau approprié de la carte (Fig. 4).
Chaque bobine est constituée de 180 spires de fil de cuivre émaillé de 0,27 mm, prélevées à partir de la 90ème spire. Avant de retirer les bobines des broches, elles sont attachées à plusieurs endroits. Ensuite, chaque bobine est enveloppée d'un fil solide afin que les spires s'emboîtent parfaitement. Ceci termine la production de la bobine émettrice. La bobine réceptrice doit être équipée d'un écran. Le blindage de la bobine est réalisé comme suit. Tout d'abord, il est enveloppé de fil, puis enveloppé d'une couche de papier d'aluminium, qui est à nouveau enveloppé de fil. Ce double enroulement garantit un bon contact avec la feuille d'aluminium. Il devrait y avoir un petit espace ou espace dans les enroulements de fil et dans la feuille, comme indiqué sur la fig. 8, qui empêche la formation d'une boucle fermée autour de la circonférence de la bobine.
Les bobines ainsi fabriquées sont fixées avec des pinces sur les bords d'une plaque en plastique et connectées à l'unité de commande à l'aide d'un câble blindé à quatre conducteurs. Les deux prises centrales et le blindage de la bobine réceptrice sont connectés au bus neutre par des fils de blindage. Si vous allumez l'appareil et la radio située près de la bobine, vous pouvez entendre un sifflement aigu (à la fréquence du détecteur de métal), en raison de l'interférence du signal audio dans la radio. Cela indique la santé du générateur du détecteur de métaux. Dans ce cas, peu importe sur quelle bande la radio est syntonisée, n'importe quel magnétophone peut être utilisé à la place pour le vérifier. Le lieu de la position de travail des bobines est déterminé soit par le signal de sortie du détecteur de métal, qui doit être minimal, soit par les lectures d'un appareil de mesure (voltmètre) connecté directement au condensateur C9. La deuxième option pour faire correspondre les bobines est beaucoup plus simple. La tension aux bornes du condensateur doit être d'environ 6 V. Après cela, les parties extérieures des bobines sont collées avec de l'époxy et les parties intérieures, passant par le centre, sont laissées libres, permettant le réglage final. Le réglage final consiste à placer les parties libres des bobines dans une position telle que des objets non ferreux tels que des pièces de monnaie provoquent une augmentation rapide du signal de sortie et que d'autres objets provoquent une légère diminution de celui-ci. Si le résultat souhaité n'est pas atteint, il est nécessaire d'échanger les extrémités de l'une des bobines. Il convient de rappeler que le réglage final ou le réglage des bobines doit être effectué en l'absence d'objets métalliques. Après installation et fixation solide, les bobines sont recouvertes d'une couche de résine époxy, puis de la fibre de verre leur est appliquée et le tout est scellé avec de la résine époxy. Une fois la tête de recherche créée, le condensateur C5 est intégré au circuit, la résistance variable RP1 est réglée sur la position médiane et la résistance variable RP2 est réglée sur le signal de sortie minimum. Dans le même temps, d'un côté de la position médiane, la résistance variable RP1 permet de reconnaître les objets en acier et, de l'autre côté, les objets en métal non ferreux. Il convient de garder à l'esprit qu'à chaque modification de la valeur nominale de la résistance de la résistance variable RP1, il est nécessaire de reconfigurer l'appareil. En pratique, le détecteur de métaux est un appareil léger, bien équilibré et sensible. pendant les premières minutes après la mise en marche de l'appareil, il peut y avoir un déséquilibre de niveau zéro, mais après un certain temps, il disparaît ou devient insignifiant. Éléments détecteurs de métaux Auteur : Evgeny Lisovy, Ukraine, Ouman ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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