[Projet]Fabriquer un détecteur de métaux Surf PI Pro

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Bonsoir à tous,

Je propose ici la réalisation d'un détecteur de métaux à induction pulsée, le Surfmaster PI Pro, bien connu de tout les "détectoristes du dimanche" (dont j'en fait partis...). Après de multiples recherches sur le web, je ne suis pas tombé sur un site regroupant toutes les informations nécessaires à la réalisation de ce détecteur, surtout pour un débutant en électronique. Je vais donc, dans la mesure du possible, essayer de centraliser toutes les données à mesure que j'avance dans la réalisation de mon projet.
Pour ceux qui serait encore récalcitrant à ce lancer dans la fabrication de son propre petit détecteur, l'estimation du budget devrait finir de vous convaincre: moins de 50€
Avant de commencer, je ne peux que vous conseiller d'aller voir ce sujet très enrichissant: http://forums.futura-sciences.com/pr...-metal-pi.html
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1ère ETAPE: Réaliser la bobine


Sur un détecteur PI, il n'y a qu'une seule bobine, qui commute en permanence entre l'émission d'un champ d'induction magnétique et la réception de "la réponse magnétique" du sol (pour simplifier). Il est donc assez facile de fabriquer une bobine pour un détecteur PI, contrairement aux bobines d'un détecteur VLF qui nécessitent un calibrage très délicat.

Une méthode serait de simplement bobiner du fil de cuivre émaillé sur un disque de carton ou de bois. Ce n'est pas la méthode que j'ai choisit, pour partir sur la base d'une "basket coil". Ce bobinage permettrait d'améliorer la profondeur de détection. Je dis "permettrait" car je n'ai pas encore eu l'occasion de la tester, le circuit imprimé n'étant pas encore fini.
Toute les informations se trouvent sur ce site: http://www.metaldetectors101.com/surfpi-4.html
Pour ma part, j'ai utilisé du fil émaillé de diamètre 0.4mm. Bobiné jusqu'à ce qu'il y ai 4 couches de fils sur chaque trace. Une mesure à l'inductance-mètre m'a donné une inductance de 304 µH qui est bien adaptée à l'électronique du Surf PI.

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2ème ETAPE: Gravure du circuit imprimé


Voici l'un des points les plus importants de ce projet, où la minutie est de rigueur. Vous pouvez bien entendu commander le circuit imprimé chez un fabricant pour être certain de la qualité du produit, ou le réaliser soi-même.
Là encore, plusieurs solutions sont possible, suivant le matériel qu'on dispose. Ayant moi-même que très peu de matériel pour la réalisation de circuits-imprimés, j'ai choisi "la méthode du pauvre"
Le typon (en pièce jointe) est imprimé avec une imprimante laser sur du papier glacé. Il faut obligatoirement une imprimante laser car, sur ce type d'imprimante, l'encre est sous forme de poudre puis chauffée pour la faire fondre sur la feuille. L'avantage dans l'histoire, c'est que si on réchauffe cette encre, elle se liquéfie et il est dès lors possible de la transférer sur un autre support. Voici donc les étapes à suivre:
- Comme dit précédemment, imprimer le typon sur du papier glacé.
- Nettoyer la plaque de cuivre (PCB) avec de la laine de fer jusqu'à ce qu'il n'y ai plus d'oxyde sur la plaque.
- Placer le typon sur la plaque, côté encre en contact avec la face recouverte de cuivre du PCB.
- Recouvrir le tout d'un tissus et chauffer au fer à repasser plus que de raison, en assistant sur les coins.
- Bien laisser refroidir puis plonger la PCB dans de l'eau froide et la laisser tremper quelques heures.
- Une fois le papier bien ramolli et détrempé, frotter doucement avec le doigt pour enlever le papier. Si les opérations précédentes on été correctement réalisées, l'encre devrait rester sur la plaque PCB.
- Réparer les éventuelles pistes cassées à l'aide d'un feutre indélébile.

Viens ensuite la gravure chimique. Pour cette opération, portez les protections adéquates (lunettes, gants, ...) car des acides et bases fortes sont utilisées.
Diluez donc de l'acide chlorhydrique (="esprit de sel" HCl) avec de l'eau. Environ 50/50 volumique. Plongez la plaque dans l'acide puis y rajouter de l'eau oxygénée (H2O2) en petite dose. Le cuivre non protégé par l'encre va commencer à se dissoudre, la solution virant doucement du transparent au vert.
DSC04119.jpg
Le circuit est totalement gravé lorsque l'on ne voit plus aucune trace de cuivre sur la PCB.
Rincez abondamment à l'eau puis nettoyez l'encre à l'aide d'acétone.

Ceci fait, percez tout les trous nécessaire. J'ai utilisé un foret de 1mm de diamètre mais 0.8mm aurait suffit.

Voici le résultat final:DSC04120.jpgDSC04121.jpg

J'en suis arrivé ici pour l'instant, j'attend la livraison des composants pour continuer. La suite au prochain épisode...

[invitee05a3fcc]

2ème ETAPE: Gravure du circuit imprimé

Tu n'as pas oublié une étape ?
Moi, je fais, calcule et teste le schéma avant ! c'est l'étape la plus importante .....

Un schéma pourri avec un très joli circuit imprimé ne marchera jamais !

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteafc7e443]

Le schéma n'est pas de moi et a été testé par d'autre à de multiples reprises. Du coup, je me dit qu'il est fiable... Je vous le dirais quand j'aurais fini le montage
C'est vrai que ce serait très intéressant de tester le schéma avant, surtout s'il a été composé par soi-même, mais je ne connais pas de logiciel permettant de faire ça assez simplement (mis à part 123D circuit, sur lequel on passe vite des heures si l'on est pas habitué).

[invitee05a3fcc]

Le schéma n'est pas de moi et a été testé par d'autre à de multiples reprises. Du coup, je me dit qu'il est fiable...

Met le en P.J. , on te dira ce qu'on en pense ! Si ça tombe en marche ou si ça semble bien fait . J'ai pas besoin de simulateur pour voir ça .

[inviteafc7e443]

Je pensais, quand vous disiez "tester", qu'il s'agissait de testent sur logiciel pour voir si tout tourne rond... autant pour moi.
Je joins le schéma.

[inviteafc7e443]

3ème ETAPE: Soudure des composants

Tout les composants ont été acheté sur Futurlec, il faut être patient mais les prix sont attractifs. J'en ai eu pour 18$ (port compris). Pour ceux que ça intéresse, je place en pièce jointe la liste des composants. A noter qu'il manque 3 condensateur (470µF 25v électrolytique, 100nF et 100pF non-élect.).

J'ai donc commencé par souder tous les "ponts" en fil de cuivre puis toutes les résistances. Une fois ceci fait, procéder par étape en soudant d'abord l'étage d'alimentation avec le 78L05, l'ICL7660, les condos C13 - C14 - C15 et la diode D6. Alimentez ensuite le montage et vérifier les tensions: +5v entre gnd et pin8 de l'ICL, -5v entre gnd et pin5 de l'ICL. Il ne devrait pas y avoir de problème jusque là...
Vient ensuite l'étage du timer, qui génère les impulsions: le TLC555, les condos C1 - C16. Une mesure à l'oscillo permet de vérifier la bonne forme des impulsions.
En respectant scrupuleusement le schéma de positionnement suivant, il ne devrait y avoir aucun problème.SurfPI_pcb.jpg

Une fois tout les composants soudés, sans oublier le haut-parleur (ou le buzzer), branchez la bobine et mettez sous tension le montage. Il devrait émettre un son, surement avec des parasites. C'est tout à fait normal car le potach d'offset a besoin d'un réglage. Placez donc la bobine loin de tout métaux puis mesurez la tension entre la masse (gnd) et la pin6 du NE5534. Tournez le potentiomètre R10 jusqu'à obtenir 0v.DSC04124.jpg

Il faut ensuite expérimenter un peu pour voir l'influence des potentiomètres de Threshold, Gain (sensibilité) et Delay. Je vous laisse le découvrir .

Il y aura sans doute beaucoup de parasites. Pour en éliminer une grande partie, il faut relier la bobine au CI par un câble coaxial. De plus, tester le détecteur en intérieur est loin d'être idéal car une habitation est saturée en métaux de tout genre et en perturbations électromagnétiques.
Mes premiers tests sont plutôt concluants car, même en intérieur et sans câble coaxial, une pince est détectée à environ 30cm de façon certaine.