Circuit : Un magnétomètre à faire soi-même

Vous voulez détecter les variations du champ magnétique ? Jetez un coup d'œil à cet intéressant circuit de magnétomètre datant de 2007. Ce montage a été créé pour détecter les moindres variations du champ magnétique.

Détection des variations

Il existe essentiellement deux types de magnétomètres, ceux qui mesurent la valeur absolue du champ magnétique et ceux qui détectent les variations de l'intensité du champ. Comme l'a expliqué Thomas Scarborough, ce circuit a été élaboré pour détecter les variations de l'intensité du champ. 

“Lors de la conception de ce circuit, l'auteur souhaitait créer un sismographe peu coûteux et pouvant fonctionner de manière autonome (c'est-à-dire sans l'utilisation d'un PC ou d'un enregistreur de données). Il s'en est suivi un circuit assez simple qui utilise des composants standard, notamment un transformateur d'alimentation en tant que capteur, et un bargraphe à leds en tant qu'indicateur. Il y a également une sortie à seuil (alarme) qui s'active lorsque l'échelle complète du bargraphe à leds est atteinte.”
  La partie essentielle du magnétomètre est la bobine de détection. Dans le prototype, l'auteur a utilisé un transformateur secteur (230 V/12 V, 2 A), mais en théorie, presque n'importe quel transformateur ou bobine pourrait être utilisé. Il a également constaté que ce modèle fonctionnait bien et conférait au circuit une excellente sensibilité. Les enroulements primaire et secondaire du transformateur ont été connectés en série (et en phase) pour augmenter la sensibilité.



La bobine était connectée aux entrées d'un ampli-op (LM380). Il s'agissait en fait d'un circuit intégré d'amplificateur de puissance pouvant délivrer 2,5 W, mais il s'est avéré parfait pour ce circuit parce qu'il avait un gain fixe (50 x), et que la sortie s'établissait automatiquement à la moitié de la tension d'alimentation, sans qu'il soit pour cela nécessaire d'utiliser des résistances de polarisation séparées aux entrées.
  Le signal basse fréquence a ensuite été amplifié à l'aide des portes d'un circuit intégré CMOS 4069UB sans tampon. L'auteur a expliqué qu'un inverseur CMOS sans tampon pouvait fonctionner comme un amplificateur en ajoutant une résistance entre l'entrée et la sortie. Dans ce cas, quatre inverseurs ont été utilisés comme étages d'amplification successifs (IC2A/B/C/E) avec des filtres passe-bas RC passifs entre les deux (R5/C3, R6/C4, R7/C5). Cela a permis d'apporter un gain notable au signal de sortie du LM380. Tous les étages de filtrage (deux autres suivent) réduisent les fréquences supérieures à environ 20 Hz, principalement pour supprimer les interférences des signaux du secteur.

IC2D a ajouté une autre portion de gain au signal, où le décalage DC à l'entrée de la porte a été fourni par le diviseur de tension R4/P2/P3. Après un autre filtre RC (R9/C9), le signal était amorti par IC3A et envoyé à un redresseur de crête demi-alternance (D11/C13), qui fournissait une tension continue à l'entrée du circuit du bargraphe à leds.
 

Projets de magnétomètre et plus encore

 L'article intéressant de Thomas Scarborough , "Magnétomètre : Detects Even the Smallest Changes », est paru dans Elektor mai 2007, qui est disponible pour tous les membres d'Elektor. Les membres bénéficient de plusieurs avantages : un abonnement à ElektorMag, une réduction de 10% sur Elektor Store une réduction sur de nombreux produits et un accès complet à la bibliothèque en ligne. Vous n'êtes pas encore membre d'Elektor ? Inscrivez-vous dès aujourd'hui pour commencer à découvrir les circuits électroniques DIY d'hier et d'aujourd'hui et pour accéder à des solutions d'ingénierie très utiles.