Sensibilité d’un détecteur de métaux fait maison

[Ludelman]

Bonjour tout le monde !

J’ai fabriqué un détecteur de métaux fait maison de cette manière :

- un oscillateur à résistance négative
- un comparateur pour fournir un signal créneau d’entrée adapté à mon convertisseur fréquence-tension suivi d’une diode pour redresser le tout.
- un convertisseur fréquence-tension composé d’un LM331 ( montage disponible sur internet )
- deux comparateur en parallèle afin d’opérer la détection ( deux car certains métaux font baisser la tension et d’autres la font monter ).

Je pourrais bien sûr fournir plus d’informations au besoin.

Mon problème ou du moins ce que je cherche à faire c’est améliorer la sensibilité du détecteur car pour l’instant je ne détecte que des objets assez gros comme une large plaque de cuivre ou un téléphone.

Je suis donc à la recherche de personne qui auraient peut-être des pistes pour m’aider !

Merci d’avance !
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[penthode]

la sensibilité d'un capteur de métaux dépends essentiellement de sa bobine....

bobine dont tu ne dis rien !

[nornand]

bjr : la réalisation d'un détecteur de métaux n'est pas aussi simple que cela , un plan & la source du schéma . stp.

[Gyrocompas]

Bonjour,
Il existe, avec une difficulté moyenne, 2 méthodes de détection.

Une impulsion puissante qui analyse ''l'écho'' de l'impulsion. Se limite à désigner une présence, intérêt peut chercher en profondeur.

Le système comparant le signal entre une bobine émettrice et réceptrice.
La différence de phase précise le métal. Sensible à la nature du sol, son humidité etc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ludelman]

Bonjour, d'abord merci pour vos retours.

Premièrement concernant la bobine il s'agit d'une bobine issue d'un détecteur de métaux du marché assez bas de gamme, le Outsunny MD-1008 dont j'ai seulement pu mesurer l'inductance qui est en moyenne de 920.7 uH.

Pour ce qui est du montage :

- Comme je l'ai dis, on trouve premièrement un oscillateur à résistance négative accompagné d'un circuit RLC dont les caractéristiques sont ci-dessous :

Oscillateur à résistance négative.PNG

Il oscille à la fréquence fo = 4.237 kHz en mesuré et fo = 5.2 kHz en théorique ( je n'explique d'ailleurs pas ce décalage ).

- Vient ensuite un comparateur simple qui permet d'obtenir un signal créneau :

Comparateur simple.PNG

Ce comparateur est suivi d'une diode 1N4148 afin de garder que la partie positive du signal ( cf paragraphe suivant )

- On a maintenant un convertisseur fréquence-tension dont les caractéristiques se trouvent ici :

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm...duct%252FLM331

Convertisseur fréquence - tension.PNG

- Finalement, on a deux comparateurs, un inverseur et un non-inverseur ( car certains métaux font diminuer la tension et d'autres la font augmenter, il faut donc pouvoir détecter dans les deux plages ) :

Double comparateur.PNG

Je trouve par calcul Vref1 = 12.11V et Vref2 = 12.22V

J'espère que cette réponse est assez complète et je vous reprécise ma question qui est donc de savoir si il y à un moyen de détecter de plus petits objets avec ce montage en y ajoutant des choses.

Merci beaucoup !

( Je précise que je ne prétend pas avoir de grandes compétences en électronique, il s'agit simplement d'un projet personnel pour mes études et je cherche à améliorer les capacités de ce détecteur ou même simplement trouver des expériences qui pourrait mettre en évidence des variations dans la détection )

[penthode]

Ré
Nous t'avons demandé le schéma in extenso de ton projet

Pas un cours d'électronique niveau bac pro

Les animateurs ont pour la plupart dépassé ce niveau

[Ludelman]

Il s’avère que je ne suis qu’en deuxième année de classe préparatoire et que par conséquent l’électronique est une chose que nous voyons parmis tant d’autres et donc dans laquelle je ne suis pas un spécialiste, j’essaye d’être le plus clair possible et je pense qu’un schéma complet du système de ma griffe ne sera pas très clair, je peux tenter de le faire si c’est vraiment nécessaire mais je ne pourrais alors répondre que demain...

[penthode]

c'est nécessaire...

un comparateur et autres trucs , ça fait 45 ans que je connais !
et ça ne fait pas avancer ton schmilblick

[Janpolanton]

Bonsoir,

je pense qu’un schéma complet du système de ma griffe ne sera pas très clair, je peux tenter de le faire si c’est vraiment nécessaire mais je ne pourrais alors répondre que demain...

Au contraire, pour nous ce schéma complet et détaillé est anecdotique mais pour toi il est indispensable.
Comment valider ton projet sans un schéma, j'ai du mal à comprendre ta démarche car ce que tu nous as présenté par bribes n'est autre qu'un semblant de "block diagram" (un schéma fonctionnel si tu préfères).

[penthode]

et encore....

un bloc diagram dont nous ne saisissons pas les interactions entre les différents blocs

bref , il va falloir que ludelman structure sa pensée pour nous présenter un schéma compréhensible , c'est le b-a-ba de tout ingé

[nornand]

BJR , dans ton premier post tu écris
" J’ai fabriqué un détecteur de métaux fait maison de cette manière"

[penthode]

mouaif ...

ce sont des taupins qu'on jette dans le grand bain avec un projet de BTS.

j'sais pas le rond-de-cuir qui a eu cette idée ,
mais on voudrait les écœurer du métier , on s'y prendrait pas autrement !

[Gwinver]

Bonjour.

Mon problème ou du moins ce que je cherche à faire c’est améliorer la sensibilité du détecteur car pour l’instant je ne détecte que des objets assez gros comme une large plaque de cuivre ou un téléphone.

Pour détecter des objets de plus petites dimensions, il est recommandée d'avoir une fréquence plus élevée.

Après, il peut être utile de procéder à quelques évaluations et tests. Comme par exemple évaluer le décalage de fréquence pour quelques objets et en déduire la réponse du convertisseur fréquence tension, de façon à s'assurer que la gamme de ce convertisseur soit adaptée à son usage, et que la caractéristique fréquence/tension permette une bonne discrimination.
Il peut être bon de mesurer la stabilité et la qualité de l'oscillation, un oscillateur peu stable ne permet pas une discrimination sensible.

Une petite recherche sur le web devrait permettre d'améliorer la culture en termes de schéma de détecteurs de métaux.

Enfin, comme dit plus haut, il est toujours bon de faire un schéma synoptique et un schéma détaillé. C'est plus pratique pour les raisonnements, les expérimentations et les échanges sur les forums.

[f6bes]

Bjr Ludelman,
Rien que là : (....Il oscille à la fréquence fo = 4.237 kHz en mesuré et fo = 5.2 kHz en théorique ( je n'explique d'ailleurs pas ce décalage ).
On ne sait strictement RIEN sur le comment tu as déterminé la "théorie". (rien vue sur les calculs théoriques).
Avec des infos , on pourrait voir ou ça péche !
Bonne journée

[Antoane]

Bonjour,

Il oscille à la fréquence fo = 4.237 kHz en mesuré et fo = 5.2 kHz en théorique ( je n'explique d'ailleurs pas ce décalage ).

Sans circuit de régulation d'amplitude faisant en sorte que la résistance négative compense exactement les pertes de l'oscillateur, celui-ci fonctionnera en mode saturé et sa sortie sera un carré plutôt qu'un sinus. Il est alors normal que la fréquence d'oscillation ne soit pas exactement la fréquence propre du résonateur.
Par ailleurs, l'incertitude sur les valeurs des composants, les éléments parasites, les non-linéarités (en particulier du condensateur si c'est un céramique), et les pertes font que la pulsation ne sera pas exactement égale à 1/sqrt(L*C).

[Ludelman]

Merci pour vos réponses je vous enverrais un schéma complet si le temps me le permet, j’ai commencé sur ordinateur mais je dois le terminer, mais les deux trois messages reçus vous me permettre d’essayer de vous faire quelque chose de détaillé.

[Ludelman]

Voici ce que vous m'avez demandé ( enfin je l'espère ... )

Pièce jointe 435291
Valeurs.pdf
fs9.jpg

[penthode]

d'aprés ce que je comprends du schéma....

le principe de ce montage est de mesurer directement la fréquence de l'oscillateur et sa dérive.

c'est l'exemple même de ce qu'il ne faut pas faire ! le delta de fréquence étant trop réduit pour permettre une mesure valable.

depuis les travaux de 1942 pour l'armée US ( détecteurs de mine) il est admis qu'on fait la mesure du delta-F PAR BATTEMENT
AVEC UN OSCILLATEUR FIXE souvent à quartz

si vous aviez un peu fouillé le gogol pour vous documenter ( ce qu'on doit faire avant de se jeter à l'eau) , vous seriez tombé sur des choses comme

https://shema.info/en/consumer-elect...-on-chips.html

ou sur le truc assez performant des GI's au debarquement :

http://www.nj7p.org/Manuals/PDFs/Mil...3%20Scribd.pdf

dont l'oscillateur de battement n'est pas stabilisé , ce qui complique l’étalonnage avant d'aller sur le terrain.

[Ludelman]

Re bonjour

Premièrement merci pour ces ressources.

Ce que je compte faire c'est donc de réaliser un oscillateur de référence de type colpitts à quartz et un oscillateur de détection à côté afin de pourvoir mesurer le delta de fréquence entre les deux et ensuite traiter l'information.
Mais la question qui me vient à l'esprit c'est que prendre comme oscillateur de détection car je n'arriverais pas à atteindre la fréquence de l'oscillateur à quartz avec mon oscillateur actuel à résistance négative sans perdre la sinusoïde.

[penthode]

je ne comprends pas la question !

si tu prends un oscillateur à quartz entre 2 et 5 mégas (archi courant)
faire un oscillateur libre de même fréquence est l'enfance de l'Art

[Ludelman]

Mais ces fréquences ne sont pas trop grandes pour de la détection ?

[Gyrocompas]

Bonjour,

ces fréquences ne sont pas trop grandes

Les fréquences utilisées habituellement sont comprises entre 5K et 15k.
Le choix dépend de la matière recherchée et de son environnement (la nature du sol).
Comme précisé un peu avant, la détection par comparaison de la fréquence d'un oscillateur par rapport à une référence, date un peu et n'est pas performante.
Le déminage a utilisé ce principe dans les années 4x..5x, beaucoup de démineurs ont quitté le métier de manière imprévue.

Autrefois, il existait un modèle copié par beaucoup d'amateurs pas assez fortunés pour aller vers du commercial. Voir Bandido (détection de phase)etc.
Un russe avait sorti une version à µP assez simple à réaliser. Pas encore recherché, il fait beau...

[Ludelman]

Oui mais la performance en soi n’est pas tellement recherché le but et d’améliorer un peu ce que j’ai actuellement ou du moins proposer une alternative pour mon oral.

[Gyrocompas]

Bonjour,

Oui mais la performance en soi n’est pas tellement recherché

Dans ce cas, votre approche suffirait, pourquoi questionner?
Une approche qui est souvent ignorée dans l'éducation est le reverse engineering, compréhension des choix dans une réalisation existante(économique, technique, fabrication etc.).
Certaines méthodes qui peuvent paraître simplistes sont parfois astucieuses et méritent de s'y intéresser.
Ce qui peut vous mettre sur la piste d'une amélioration.