Détecteur de metaux VELLEMAN K7102

Bonjour à tous !
    Je me suis récemment lancé dans l'étude du fonctionnement des détecteurs de métaux. De ce que j'ai pu en voir, tout cela à l'air bien complexe, alors je me suis replié sur un appareil simple (énoncé par tarsonis, construisez votre détecteur), le petit K7102 qui lui a permis de retrouver la puce dans son pull (puce magnétique hein, pas d’ambiguïté).
    Le problème, et qu'il me reste encore plusieurs point à éclaircir sur cet engin. J'aimerais vous exposer les études que j'ai faite pour caractériser au mieux ce détecteur, et en même temps vous poser des questions :
  
 -quelqu'un saurait-il me dire à quel sorte de détecteur ce dernier appartient ? (battement de fréquence et induction pulsée impossible puisqu'il ne faut qu'une seule bobine, je pense alors à une balance à induction)

 -j'ai réalisé des mesures d'inductance des 2 bobines, ainsi que leur constante de couplage : L(120t)=21.2 mH, L(43t)=49.3 mH; M=0.658 mH. En remarquant que M est relativement faible, cela renforce l'hypothèse de la balance à induction. Mais peut être que mes valeurs d'inductances sont fausses ? Je les ai mesurée à l'aire d'un circuit RLC en venant poser mes pinces croco directement sur les bobines, peut être que le circuit a influé sur la valeur ?
(Rq : de ce fait, en prenant une valeur pour C1 de 3.3nF, on obtient une fréquence de travail f= 19.03 kHz, ce qui semble cohérent, quoique assez fort)

-j'en profite pour vous exposer une mesure du champ de détection (un peu artisanale, mais réalisée avec sérieux), qui est bien inférieur à ce qui est annoncé par le constructeur, à savoir une sensibilité allant jusqu'à 8 cm :


   Je n'arrive pas à expliquer pourquoi mon champs est si faible. C'est pourquoi je souhaiterais améliorer la qualité de mon appareil en suivant les conseils de tarsonis, mais là encore, une autre série de question s'impose :



   -je pense que je vais passer pour un illettré en demandant ce service assez laborieux, mais quelqu'un pourrait-il m'expliquer l'intégralité du fonctionnement du circuit imprimé ? De mes connaissances niveau prépa PC, je suis incapable de tout comprendre... 

tarsonis a écrit:Par ailleurs, je trouvais l'affichage avec la luminosité de la led pas vraiment précis (j'imagine un compteur geiger avec un indicateur à LED). En la remplaçant par un simple vu-mètre de récup (et en adaptant sa résistance R1 aux alentours de 1,8KOhms)

   -Quelqu'un pourrait m'expliquer comment intégrer un vu-mètre à la place de cette LED ? Je veux dire par là, à quoi doit-on faire attention, quels sont les valeurs compatibles ?

Voilà, je pense que pour un premier post, il est assez conséquent ! J'attends quelques réponses d'âmes assez charitables ou curieuses !   
Merci d'avance  

TPeyron a écrit:De ce que j'ai pu en voir, tout cela à l'air bien complexe, alors je me suis replié sur un appareil simple (énoncé par tarsonis, construisez votre détecteur)

Disons que la fabrication est simple, mais son fonctionnement est plus complexe qu'un oscillateur de battement.

-quelqu'un saurait-il me dire à quel sorte de détecteur ce dernier appartient ? (battement de fréquence et induction pulsée impossible puisqu'il ne faut qu'une seule bobine, je pense alors à une balance à induction)

Il est un peu à part, cf plus bas

-j'ai réalisé des mesures d'inductance des 2 bobines, ainsi que leur constante de couplage : L(120t)=21.2 mH, L(43t)=49.3 mH; M=0.658 mH.

Tu devrais obtenir une valeur de L120t environ trois fois plus élevée qu'avec L43t.

-j'en profite pour vous exposer une mesure du champ de détection (un peu artisanale, mais réalisée avec sérieux), qui est bien inférieur à ce qui est annoncé par le constructeur, à savoir une sensibilité allant jusqu'à 8 cm :[/img]

Avec quel élément à détecter ? Perso, avec une barre un peu plus longue, j'arrive sans trop de soucis à 10cm avec une pièce de 2€.

Je n'arrive pas à expliquer pourquoi mon champs est si faible.

Il y a sans doute un couac quant à la construction :
- une bobine avec brochage inversé
- une pile 9V un peu plate.
- une diode ou un transistor soudé dans le mauvais sens.
- un composant HS
- une résistance permutée avec une autre

quelqu'un pourrait-il m'expliquer l'intégralité du fonctionnement du circuit imprimé ? De mes connaissances niveau prépa PC, je suis incapable de tout comprendre...

Il est vrai qu'il n'y a aucune explication dans la notice....
De ce que j'en ai compris, on a un oscillateur à blocage, donc il n'y a pas réellement de bobine émettrice ou réceptrice, l'ensemble s'auto-entretient comme pour un joule thief (je prépare tout un post à ce sujet, car la théorie est un peu longue à parcourir). Les impulsions négatives sur la base de T2 le bloquent.

Les réglages préliminaires visent à maintenir la LED au seuil d'extinction; le circuit oscille. Quand tu approches un bout métallique, c'est comme si tu augmentait la valeur du noyau (en gros, l'inductance spécifique); il n'oscille plus et T2 se polarise via la résistance R4. Le second transistor n'est là que pour piloter la LED.

La zener sert à réguler la tension de la pile 9V à une valeur de 3,9V, afin de stabiliser le circuit oscillant.

tarsonis a écrit:
  -Quelqu'un pourrait m'expliquer comment intégrer un vu-mètre à la place de cette LED ? Je veux dire par là, à quoi doit-on faire attention, quels sont les valeurs compatibles ?

Oui, j'avoue avoir été un peu vite sur ce passage. Il s'agit d'un galvanomètre de récup, à vrai dire je n'ai jamais mesuré sa résistance interne. J'ai appliqué une résistance limitatrice en série plus élevée qu'avec la LED.
Sa valeur a été trouvée à tâtons car elle dépend des caractéristiques de l'appareil. Mais sommairement sans formules, en connectant quelques secondes le galvano à la place de la LED, tu peux voir si tu le pilotes; si oui, en général il bute en bout de course. La résistance est fixée pour qu'à détection maxi l'aiguille arrive juste au bout afin de ne pas l'endommager, sinon tu ne sais pas vraiment quelle puissance passe à travers son bobinage. Il est possible de calculer les valeurs, afin de rendre l'ensemble un peu plus propre, comme avec le testeur de piles, utilisant le même galvano

Bonsoir Tarsonis,
  Merci beaucoup pour tes réponses. Je vais revérifier le circuit, et surtout les soudures des bobines un peu foireuses à cause de la laque. Je vais en profiter pour refaire une mesure d'inductance lorsqu'elles seront déconnectées, parce que les valeurs me semblaient aussi un peu louches ! Et d'après ce que tu me dis la, je vais encore m'amuser avec ce vu-mètre à installer à tâtons !  

  Par ailleurs, je pensais à changer de bobine pour essayer d'améliorer l'appareil, mettre des bobines de 500 tours par exemple (dispo au labo). Mais le site constructeur indique que ces bobines sont déjà optimales pour le circuit. Qu'en penses-tu (vous) ? 

Salut !

TPeyron a écrit:
  Par ailleurs, je pensais à changer de bobine pour essayer d'améliorer l'appareil, mettre des bobines de 500 tours par exemple (dispo au labo). Mais le site constructeur indique que ces bobines sont déjà optimales pour le circuit. Qu'en penses-tu (vous) ? 

Oui car mettre plus de spires rend l'oscillation beaucoup plus difficile. Il est plus simple de prendre une barre ferrite beaucoup plus longue.
Sinon, tu peux regarder du côté des circuits à battement; souvent plus simples à bidouiller

J'ai refais les calculs d'inductance : L(43t)=157.9 mH; L(120t)=987.0 mH; M=0,155 H (ce qui donne une valeur de M/sqrt(L1.L2)=0.39, les bobines sont relativement bien couplées !)

   Je vais devoir me limiter à la barre en ferrite (ou autre matériau ?) et au vu-mètre alors, mais j'ai refais les soudures et revérifier le circuit, et le champ de détection est déjà un peu plus large ! Mais on est loin des 8 cm de détection annoncés...

  Je posterais quelques résultats, histoire de compléter l'étude de ce détecteur. Merci encore pour les conseils, tarsonis !