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Sujet: Detecteur metaux debutant Recapitulatif stuart
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midodiy
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29-08-2011 14:36
Bonjour,
Etant neophite en detecteur de metaux, je me suis lancé dans la realisation d'un stuart et je me suis posé beaucoup de questions.
Je propose ici un recapitulatif.
Le stuart2, appeler aussi stuart pic, est un DDM simple, tout de meme performant et conseillé pour les debutants. Il fait parti de la famille des pulse induction, bobine simple à realiser, bonne profondeur de detection mais pas de differenciation entre la boite de conserve et le lingot d'or!
L' article d'origine est en anglais:
"microcontroler P.I. treasure hunter mark stuart"
http://www.elektor.fr/StreamFile.lynkx?path=Uploads/Forum/Posts/pulseinduction.ZIP
Dans cet article, de nombreuses erreurs sur le schema theorique:
-IC4 l'entré - est la pin2, l'entrée + est la pin 3
-L1 avec sa resistance R27 retourne au +9V(au lieu du +16V)
-Pin 7 de IC4 retourne au +16v(au lieu de +9V)
-le point commun R13/R15 retourne au +16V(au lieu +9v)
IC5 est un 16F84, le programmer avec le fichier :
http://www.elektor.fr/StreamFile.lynkx?path=Uploads/Forum/Posts/PI84OK.HEX
(programme de Escartefigue33, merci à lui)
Faire le circuit imprimé proposé et corrigé:
- le point chaud du potentiometreVR1 doit retourner au +16V(au lieu du +9v)
-R3 doit retourner à pin 6 de IC2a (au lieu de pin 7)
-Escartefigue (toujours lui!) conseille de reduire la valeur de C6 à 22n et de la brancher de l'autre coté de R8 pin5 de IC2a.
-les pin 1,2,3,17,18 du 16F84 doivent imperativement etre reliés a la masse. Ce sont des entrées qui sont scrutés par le programme pour modifier les temps d'impulsion et si elle sont en l'air, les temps d'impulsion vont etre n'importe quoi! Mise a la masse ,on obtient les valeurs par defaut prevu par Escartefigue. Si on veut les modifier, il faut relier les entrées à la masse par des resistances de 10K et ajouter des boutons poussoirs. La doc est en bas de page:
pi84.pdf
Les composants que j'ai utilisé:
IC1 555 ordinaire
IC6 TC7660S (mois cher que LMC)
IC2 TLO82
D4 UF4007
TR1 2N2907
TR2,3 2N2222
TR4 MTP6N6 (de recup alim PC)
8AA rechargable Nimh en alim
La bobine que j'utilise est celle d'origine: 27tours sur diametre 190mm, fil de 0.7mm bobinée en vrac mais il semblerait qu'il vaut mieux une bobine type fond de panier:
http://www.elektor.fr/forum/forum/realisations-publiees-par-elektor/detecteur-de-metaux-%2811-1981%29/photos-de-la-bobine-fond-de-panier.678282.lynkx
Les reglages:
VR2 reglé a l'oscillo pour que le bas des creneaux = la tension d'alim(+9V)
VR1 regler pour etre à la limite de l'extinction du son sans cible, une cible va produire un son.
Les resultats:
-consommation 100mA
-surtension bobine 500V
Temps par defaut:
-pulse bobine 160µs
-pulse samp 40µs
-temps entre pulse bobine/sample 40µs
-frequence pulse 4.4ms
La canette de coca est detecté a 30cm
C'est un peu juste, non?
pi84.pdf
Modifié par midodiy
le 29-08-2011 14:52 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 14:58 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 15:09 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 15:15 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 15:41 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 15:43 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 18:36 Modifié par midodiy
le 29-08-2011 19:37
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escartefigue33
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29-08-2011 17:19
Bonjour,
Bravo pour la réalisation, mais il doit y avoir un petit problème, la canette de caca-cola (il est recommandé de jeter son contenu à l'égoût avant les essais) doit être détectée à mieux que 60cm avec la bobine d'origine.
Je crois me souvenir qu'il faut faire le RAZ des réglages en maintenant une touche lors de la mise sous tension.
Si tu disposes d'un oscillo, on voit très bien l'action des réglages.
je vais essayer de mettre la main sur le fichier asm du programme, mais c'est loin...
Cordialement,
GéGé
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midodiy
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29-08-2011 18:03
Bonjour escartefigue,
Effectivement en mettant a 1 RA4( pin3) lors de la mise sous tension, on charge les valeurs par defaut, c'est ce qui est expliqué dans le document pi84.pdf.
Mais j'ai constaté que meme sans le faire, on a ces valeurs là au demarrage.
Je n'ai pas encore essayer de les faire varier...
Modifié par midodiy
le 29-08-2011 18:39
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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30-08-2011 09:14
Bonjour,
En augmentant la durée pulse bobine on "charge" davantage la self et on augmente ainsi la puissance d'émission.
Lorsque la bobine est saturée en courant, on atteint rapidement un plateau qu'il est inutile d'allonger, le courant fourni ne sert alors qu'a chauffer la bobine sans augmenter la puissance d'émission.
Pour augmenter la sensibilité, il faut rapprocher la fenêtre de lecture de la pulse induite.
Un oscilloscope même rudimentaire est indispensable pour visualiser les réglages.
On peut facilement ajouter un afficheur LCD pour visualiser les réglages.
J'ai retrouvé l'asm modifié.
Les valeurs par défaut ne permettent pas dobtenir les performances max. il faut augmenter certaines valeurs à l'aide des BP.
Cordialement,
GéGé
pi84.asm
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midodiy
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 De passage
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04-09-2011 20:00
Merci pour les precisions escartefigue, j'ai donc constaté:
-le fichier PI84OK.HEX corespond bien au fichier pi84.asm(verifier par mplab)
-on peut modifier les valeurs grace a des appuis tres bref sur les bp, mise en memoire par appui sur RA4. Les nouvelles valeurs resteront meme apres coupure d'alim. Pour retrouver les valeurs par defaut, appui sur RA4 à la mise sous tension.
-j'ai pas trouver pour l'instant des valeurs mieux que celle par defaut, des que l'on change pour augmenter la sensibilité, on ne peux plus annuler le son avec le potentiometre...
Je vais encore y travailler!
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isingkarim
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04-09-2011 21:36
Bonsoir
De mon coté, je suis en train de realiser la variante
http://sjeffroy.free.fr/DetectPI/detectpi.html
(actuellement en phase de soudage)
Ce qui me fait un peu peur c la realisation de la bobine. Je ne manquerai pas de vous donner qq resultats (si ca fonctionne).
Bien a vous.
Karim
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midodiy
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05-09-2011 21:39
Bonjour,
Sjeffroy a repris integralement la partie analogique du stuart, il a changer de PIC pour y ajouter un afficheur.
Je me demande d'ailleurs ce qu'il y affiche! Si c'est pour afficher les temps, je ne vois pas encore ce que cela apporte...
Pour la bobine, je suis parti d'une plaque de plexiglas de 10mm, j'ai fait une rainure dans l'epaisseur pour y loger le fil mais je possede un tour à metaux...
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isingkarim
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06-10-2011 22:02
Bonsoir
Je viens de terminer le montage de la version de S. Jeffroy (j'ai joint son schéma électrique). La partie PIC a l'air de fonctionner : l'afficheur permet d'avoir la valeur des differents parametres qu on peut changer avec les boutons poussoirs. Par contre, je n ai pas reussi a faire le reglage sans la bobine : quand je regle VR2 (ici R12) de maniere a ce que la broche 6 de LM318 (ici TL081) soit egale a la tension d alim (ici 12V), je n ai jamais de son en tournant VR1 (ici R26).
Je dispose d'un oscilloscope, auriez vous svp des oscillogrammes en differents points strategiques du stuart ? meme quand la bobine n'est pas branchée.
Grace au post de midodiy, je vois deja qu il faut que branche R4 (100kO) sur la broche 5 du TL072
Il me reste encore a realiser la bobine. Pour la bobine, je compte utiliser un fond de pot de fleur circulaire en plastique que j'ai découpé, son diametre est de 21 cm et j'ai du fil emaille de 0.5 mm. Je ferai une trentaine de tour.
Bien a vous.
Karim.
stuart_PI_schema.pdf
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midodiy
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07-10-2011 15:30
Bonjour,
Je n'ai jamais essayé sans la bobine...
Si tu augmentes le diametre de la bobine , il faut diminuer le nombres de spires pour conserver la meme valeur de self, pour 21cm met plutot 25spires!
"Grace au post de midodiy, je vois deja qu il faut que branche R4 (100kO) sur la broche 5 du TL072"
Je ne comprends pas ta phrase!
Sur ton schema: R24 doit retourner a pin6 et non pas a pin7 du TLO72 pour que le reglage soit efficace.
D'apres mes essais sur le stuart de base:
Faire le circuit imprimé proposé et corrigé:
"- le point chaud du potentiometreVR1 doit retourner au +16V(au lieu du +9v)"
Ce n'est pas imperatif, c'est meme mieux de conserver +9V comme le CI d'origine.
"-R3 doit retourner à pin 6 de IC2a (au lieu de pin 7)"
Oui imperatif!
"-Escartefigue (toujours lui!) conseille de reduire la valeur de C6 à 22n et de la brancher de l'autre coté de R8 pin5 de IC2a."
J'ai pas bien vu la difference, j'ai donc conservé l'origine.
"-les pin 1,2,3,17,18 du 16F84 doivent imperativement etre reliés a la masse. "
Imperatif de chez imperatif!
Les valeurs des temps par defaut de escartefigue conviennent bien.
J'ai remplacé l'ecouteur par un petit HP de 50 ohms issu d'un combiné telephonique.
Pour les oscillogrammes, c'est un peu tard, la boite est fermée et les essais sur le terrain vont se faire...si je ramene l'appareil a l'atelier, j'y penserai!
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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07-10-2011 19:22
isingkarim Il me reste encore a realiser la bobine. Pour la bobine, je compte utiliser un fond de pot de fleur circulaire en plastique que j'ai découpé, son diametre est de 21 cm et j'ai du fil emaille de 0.5 mm. Je ferai une trentaine de tour.
Bien a vous.
Karim.
Bonsoir,
Ce montage ne peut fonctionner sans la bobine.
Je te conseille de réaliser la bobine suivant les indications de l'article de M Stuart dans un premier temps.
Cordialement,
GéGé
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isingkarim
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 De passage
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09-10-2011 18:01
Merci pour vos conseils.
J ai réalisé et branché une bobine (cf photo) et j'ai corrigé pour que R24 aille a la broche 6 de IC2b.
Pour l inductance de la bobine, je verifierai au boulot, ils doivent avoir ce qu il faut pour la mesurer.
Le Pic envoie bien une impulsion d'une duree de 240 microsecs vers T2 par contre, pas d impulsion au niveau de la bobine.
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midodiy
17 messages
 De passage
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10-10-2011 10:53
Bonjour,
tu doit retrouver ton impulsion de commande sur le collecteur de t2 et sur la gate du irf840.
Sur le drain du irf, des impulsions tres fine de environ 500v . Ensuite tu t'interesses a la sortie du lm318, elle part a +vsat le temps de l'impulsion de commande, son niveau moyen est reglable par le reglage d'offset du lm318...
Les oscillogrammes du site de sjeffroy aident bien!
Modifié par midodiy
le 10-10-2011 10:57
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isingkarim
15 messages
 De passage
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12-10-2011 23:13
Bonsoir
J ai pu mesurer l inductance de la bobine : ~ 330 microH.
Je m'y replonge ce week end.
Karim
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isingkarim
15 messages
 De passage
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16-10-2011 14:50
T2=BC547A est toujours passant ... ca explique l absence des impulsions.
Par contre au niveau de T3 c correct.
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isingkarim
15 messages
 De passage
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31-10-2011 19:38
Bonsoir !
J ai corrigé le pb de T2 qui etait tjs passant : j ai supprimé R41 (comme dans le montage original) et j ai modifie le code du PIC. Par contre, quand je branche ma bobine (~330 microH), le fusible de 315 mA qui protege le montage saute systematiquement ... et je ne trouve pas de trace de court circuit. Meme resultat avec un fuse de 500 milli. Si vous avez une idee
Merci
Karim
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YMasquel
2504 messages
 Expert
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31-10-2011 20:34
Bonjour Karim,
Le FET (T1) connecte une extrémité de la bobine à ma masse. L'autre extrémité est connectée directement au +12V (protégé par le fusible).
Les impulsions sont courtes ce qui implique qu'un fusible ne lâchera pas s'il est de type "lent" ou "retardé". Si ton choix s'est porté sur un fusible "rapide" il y a de grandes chances qu'il ne tienne pas le choc.
Tu peux remplacer temporairement la bobine par une résistance de 50Ohms pour voir les impulsions à l'oscilloscope sans trop risquel la vie du fusible (il devrait passer 240mA).
Amicalement, Yves.
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isingkarim
15 messages
 De passage
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31-10-2011 21:32
Bonsoir Yves
En effet, j'ai utilisé des fusibles rapides. J'essaierai de trouver demain des fusibles lents (leroy merlin peut etre).
MERCI
Karim
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isingkarim
15 messages
 De passage
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05-11-2011 21:02
Bonsoir
J ai testé avec 2 fusibles lents 315 milli et 500 milli et ils sautent aussi. Par contre avec la resistance a la place de la bobine, je vois bien les impulsions (qq volts).
Karim
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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06-11-2011 10:28
Bonjour,
Dès la conduction du Mosfet, le courant croit dans la bobine jusqu'à la saturation magnétique, comme un condensateur se charge en tension.
A partir de ce moment il devient très important et entraîne la fusion du fusible, c'est normal.
Il faut donc réduire la durée de la pulse d'excitation, tout simplement.
Cordialement,
GéGé
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midodiy
17 messages
 De passage
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07-11-2011 17:35
Pas plus de 250µs, apres la consommation du montage est trop forte, la tension d'alimentation fluctue au rytme des impulsions bobine entrainant le mauvais fonctionnement de tout le montage...
Pour ma part, j'ai reussi à retrouver les bornes autour de mon terrain (elles etaient enfouies sous terre) grace à ce DDM!
Mission accomplie.
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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07-11-2011 18:32
Bonjour,
Bravo, enfin des nouvelles du terrain, pour lequel un détecteur de métaux est conçu...
Cordialement,
GéGé
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isingkarim
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 De passage
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07-11-2011 23:33
Merci a tous pour votre aide (et votre patience). Ce week end, je reprogrammerai le pic de maniere a tout mettre au min et j augmenterai les valeurs avec les boutons poussoir. En plus je commence a etre a court de fusible
Bonne soiree
Karim
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isingkarim
15 messages
 De passage
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02-01-2012 15:05
Bonjour
Meilleurs vœux a tous !
Pendant les congés de noël, j ai eu un peu de temps pour me replonger dans mes problèmes avec ce détecteur (qui ne fonctionne toujours pas).
La bobine (330 uH, 2.7 ohms) connectée, j'ai une intensité électrique trop importante : 700 mA environ (si pas de bobine autour de 100 mA). Sur une plaque d'essais, j'ai séparé la partie bobine + diodes + résistances (R4, D4, D5, R7, R8, R9, R10 sur le schéma de S. Jeffroy) du reste du montage. A part ajouter une résistance en série avec la bobine, je ne vois pas trop quoi faire.
Karim
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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04-01-2012 17:23
Bonjour Karim,
Tous mes voeux pour cette nouvelle année.
La conso élevée démontre que la durée de la pulse d'excitation est trop importante, il faut donc réduire le créneau de commande du mosfet.
Si tu observes le courant dans la bobine à l'oscillo, tu constateras qu'après une pente, il devient une droite.
A ce moment la bobine est saturée, tout le courant supplémentaire est transformé en chaleur car la magnétisation de la bobine est complète, la partie droite ne sert donc qu'à consommer du courant, il faut absolument la réduire.
Les détecteurs à commande par microprocesseur sont séduisants, plus faciles à réaliser mais bien moins faciles à régler que d'autres qui utilisent des potentiomètres et des 555 par ex.
Cordialement,
GéGé
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isingkarim
15 messages
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04-01-2012 19:08
Bonsoir Gege
j ai pris deux superbes photos a l oscillo. La bobine n est pas connectée. La mesure est sur le mosfet entre le drain et la masse. Sur la photo 2 c la largeur de pulse minimale 20 microsecondes (calib 20us/div) que je peux obtenir avec les boutons poussoirs. Il faudrait que je fasse moins que ça ?
Karim
20120104_184604.jpg
20120104_184522.jpg
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escartefigue33
1165 messages
 Expert
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04-01-2012 19:19
Bonsoir, ,
Place une résistance d'1 ou 2 ohms entre source et masse et visualise le courant, c'est bien plus instructif.
Cdlt,
GéGé
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isingkarim
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 De passage
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08-01-2012 21:50
Bonsoir Gege
J ai un courant de presque un ampère qui traverse la résistance de 1ohm que j ai mise entre la source et la masse. Sur la photo, en haut l impulsion de commande du mosfet et en dessous la tension aux bornes de la résistance (1V).
Karim
20120108_172201.jpg
20120108_152918.jpg
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