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> Détecteur câble encastré 001
Dernière mise à jour : 23/07/2009Présentation
Le détecteur dont il est question ici est destiné à repérer un câble secteur dans un mur, en délivrant un signal accoustique d'autant plus fort que le circuit s'approche du câble. En option, il dispose d'un affichage à leds monté en ruban lumineux (bargraphe), dont le nombre de leds allumées est proportionnel au champs électrique reçu. J'ai ajouté cet affichage à leds suite à une remarque judicieuse de mon papa, qui me faisait gentilement remarquer que le circuit était bien, mais peu pratique pour un malentendant ou pour un sourd. Je lui ai donné raison et ai ajouté cette fonction lumineuse sur le schéma, mais pas sur mon proto car mes oreilles fonctionnent encore assez bien.Avertissements
- Pour un fonctionnement correct et surtout pour un usage pratique, le circuit présenté ici doit être alimenté avec une pile 9V. L'emploi d'une alimentation secteur est déconseillé car son propre rayonnement pourrait être capté par le circuit et rendre difficile la recherche de câbles encastrés.- Le capteur à utiliser sera de préférence un capteur téléphonique à ventouse pour amplificateur téléphonique. Ce type de capteur est en effet constitué d'une bobine à grand nombre de spires, et constitue un transducteur "champs magnétique vers tension électrique" assez efficace. D'autres capteurs - un peu moins efficaces - peuvent toutefois convenir, comme vous le verrez à la lecture des lignes qui suivent.
- J'ai utilisé ce montage pour rechercher des câbles dans les cloisons de la maison dans laquelle je me repose, avant de faire des trous pour fixer des meubles muraux. En fait, je vous dois la vérité : j'ai utilisé ce montage pour rechercher des câbles après avoir fait des trous... et des étincelles suivies de disjonctions au tableau de distribution (bah oui, quand ce n'est pas le lapin ou le cochon d'inde, c'est moi...).
- Pour une meilleure détection, il est conseillé de faire parcourir un courant électrique dans le câble à pister, en allumant les lampes ou en branchant un appareil electrique dans les prises de courant concernées.
- La détection de câbles encastrés est plus délicate, voire quasi-impossible, si le mur est en béton armé.
- Ce système n'est pas infaillible ! Je ne saurais en aucun cas être tenu responsable pour tout dommage causé suite à des trous fait à un endroit où le détecteur décrit ici n'aurait rien détecté !
Le schéma
Il n'y a guère de différence entre ce circuit et un
amplificateur téléphonique, puisque le circuit
détecteur n'est ni plus ni moins qu'un amplificateur à
très grand gain, dont le cateur est un capteur
téléphonique à ventouse (que je ne retrouve plus
malheureusement) ! Il est donc normal de trouver sur le schéma
qui suit, un préamplificateur et un amplificateur permettant
l'attaque directe d'un petit haut-parleur de petites dimensions et de
petite puissance.
Section préamplificateur
Section centrée sur le transistor Q1Ce petit bout est un classique du genre, on le retrouve à toutes les sauces dans des montages de préamplificateurs pour microphone ou dans les détecteurs de fantômes. Le transistor utilisé est un modèle basse fréquence / basse puissance de la famille BCxxx, vous pouvez sans problème utiliser un BC107, BC108, BC109, BC237, BC238, BC547, BC548 ou BC549. De préférence avec la lettre "C" à la fin de la référence, pour être sûr de disposer d'un modèle dont le gain est assez élevé (par exemple BC457C). Le transistor est monté en amplificateur alternatif, son fonctionnement correct est assuré par le choix des valeurs de résistances qui l'encadrent, à savoir R1 à R4. Ne me demandez pas comment on calcule ces résistances, j'ai oublié et je fais au pif. Une des rares choses dont je me souviens est la raison d'être du condensateur C3 en parallèle sur R4 : ce condensateur sert à redonner du punch à l'étage préampli, grandement affaibli par la valeur élevé de R4 (si le transistor Q1 me représentait, R4 représenterait la température ambiante, et C4 représenterait le bon sorbet à 16h00). Le signal de très faible amplitude récupéré par le capteur téléphonique est appliqué à la base de Q1 autravers de C2, qui le restitue bien amplifié sur son collecteur. Le condensateur C1 limite le risque de détection radio en court-circuitant à la masse les signaux HF reçus par le capteur. Le gain de l'étage préampli est grosso-modo compris entre +34 dB et +40 dB, +40 dB correspondant à une amplification dans un rapport de 100, et +34 dB correspondant à une amplification dans un rapport de 50 (un écart de 6 dB correspond à un facteur 2, un gain de +46 dB correspondrait à une amplification de rapport 200). Le signal amplifié est ensuite envoyé vers l'amplificateur de puissance, au travers d'un potentiomètre de volume RV1, dont la présence peut être discutée car il reste en pratique quasiment toujours à fond. Il ne sera pas idiot de ne pas faire comme moi, et de supprimer ce potentiomètre, en pensant toutefois à relier la sortie du préampli à l'ampli qui suit, c'est à dire pôle négatif du condensateur C5 directement relié sur la borne 3 de l'amplificateur intégré U1 / LM386.
Section amplificateur
Section centrée sur le circuit intégré U1 / LM386L'amplificateur de puissance, capable d'activer physiquement un haut-parleur de quelques centaines de mW, est composé d'un petit boitier à 8 pattes économique et facile à trouver, le fameux LM386, que j'ai l'habitude d'utiliser un peu partout (Theremin 002, ampli BF 003, entre autres). Il est en effet assez difficile de faire un amplificateur BF plus simple, je vous laisse compter les composants qui l'entourent... Le condensateur C6 câblé entre les pattes 1 et 8 permettent de tirer du circuit son gain maximum, la sortie HP se fait en borne 5 via un condensateur de liaison C7, évitant à la tension continue présente en sortie du CI de détruire le HP.
Section affichage à leds
Section centrée sur le circuit intégré U2 / LM3914J'ai ajouté cet affichage à leds suite à une remarque de... mais je crois l'avoir déjà dit. Là encore, du déjà vu et un fonctionnement assuré du premier coup. Le plus dur peut-être est de trouver un LM3914 pas trop cher, à moins que vous ayez trouvé une combine pour ne plus payer de frais de port. Le LM3914 réclame une tension continue sur son entrée de mesure (borne 5) pour afficher quelque chose de stable. Aussi, un circuit de redressement est-il ajouté pour transformer le signal alternatif capté (à 50 Hz / 100 Hz / 150 Hz) en une tension continue dont la valeur est proportionnelle à l'amplitude du signal alternatif. Le redresseur en question est composé de D1, D2, C9 et R8, et le signal à redresser est pris directement en sortie de l'amplificateur de puissance, juste après le condensateur de sortie C7 et donc directement en parallèle sur le HP. Non, il n'est pas interdit de faire comme ça, et cela fonctionne ! On profite en effet de la totalité de l'amplification assurée par le préampli à transistor et par l'ampli à circuit intégré. Avec les valeurs données à R6 et R7, les 10 leds du bargraphe s'allument pour une tension redressée (aux bornes de C9) de 1,8 V environ. Si cette tension vous semble trop faible pour l'allumage intégrale des leds, vous pouvez augmenter la valeur de R7, qui pourra par exemple être portée à 1 KO ou plus. Qui a dit potentiomètre ajustable ?
Remarques
- La bande passante de l'ensemble amplificateur est celle d'un ampli de moyenne gamme, avec une petite baisse de 3 à 5 dB à 50 Hz par rapport à 100 Hz. Cela ne constitue pas du tout une limitation, dans la mesure où le signal qui sera capté ne sera pas une sinus pure à 50 Hz (que peu d'oreilles entendent précisement... surtout avec un petit HP de 5 cm ! ), mais un signal 50 Hz distordu et donc comportant quelques harmoniques 100 Hz, 150 Hz et 200 Hz, qui elles sont parfaitement audibles.- Le HP que j'ai utilisé est un modèle 25 ohms, mais vous pouvez utiliser un modèle 8 ohms. J'ai utilisé ce HP car il était le seul de mon stock a être assez petit pour tenir sur le circuit imprimé sans déborder.
Le prototype
Réalisé sur plaque d'expérimentation à pastilles, ce proto n'inclue pas la section affichage à leds, et ne comporte donc que le préampli et l'ampli BF.
A défaut de capteur téléphonique (je l'ai perdu), j'ai essayé plusieurs petits transformateurs BF de récupération (vieux récepteurs radio et talki-walki), ainsi que diverses bobines récupérées elles aussi à gauche et à droite, principalement dans des récepteurs. J'ai même essayé des têtes de lecture de magnétophone à K7, mais sans grand succès. La meilleur sensibilité a été obtenue avec les transfos BF de "moyennes" dimensions, câblage sur l'enroulement présentant la plus forte résistance en continu (détection à 15 cm environ du fil secteur, pour un courant circulant dans le câble de l'ordre de 0,5 A).
Le HP est monté directement sur le circuit imprimé, avec un petit bout de queue de composant soudé dessus pour assurer une rigidité mécanique suffisante.