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REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 1 TABLE DE MATIERES LISTE DES FI

REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 1 TABLE DE MATIERES LISTE DES FIGURES ............................................................................................................... 3 Introduction générale .................................................................................................................. 4 CHAPITRE I : Généralités sur les détecteurs de métaux ....................................................... 5 I. Historique .................................................................................................................... 5 II. Principe de fonctionnement ......................................................................................... 5 III. Quelques types de métaux ....................................................................................... 6 IV. Importance des détecteurs de métaux ...................................................................... 8 chapitre II : Présentation globale du travail ............................................................................ 8 1. Schéma de câblage ....................................................................................................... 9 2. Rôle des différents composants ................................................................................. 10 3. Description et fonctionnement de chaque bloc .......................................................... 11 chapitre III : Simulation et réalisation .................................................................................. 13 I. introduction ................................................................................................................ 13 II. simulation .................................................................................................................. 13 A. Présentation de l’Arduino : ............................................................................. 13 1. Qu’est-ce que c’est ? .............................................................................................. 13 2. Pourquoi utiliser une carte Arduino ? .................................................................... 14 3. Applications possibles : ......................................................................................... 14 4. Présentation de la carte : ........................................................................................ 15 i. Le microcontrôleur (1) : ..................................................................................... 15 ii. L’alimentation (2) et (3) : ................................................................................... 15 iii. Des LEDs (4): .................................................................................................... 15 iv. La connectique (5a) et (5b) : .............................................................................. 15 5. Interface du logiciel Arduino : ............................................................................... 16 i. Le menu « Fichier » ........................................................................................... 16 ii. Les boutons : ...................................................................................................... 16 REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 2 6. Introduction à la syntaxe du langage Arduino : ..................................................... 17 i. Le code minimal ................................................................................................. 17 ii. Les variables ....................................................................................................... 19 iii. Les conditions : .................................................................................................. 20 iv. Les boucles : ....................................................................................................... 21 B. Programme ARDUINO .................................................................................. 22 III. Réalisation .............................................................................................................. 28 a. CIRCUIT IMPRIMER ........................................................................................... 28 b. La soudure des composantes .................................................................................. 30 c. L’emballage ........................................................................................................ 31 IV. Difficultés et perspectives ...................................................................................... 31 Conclusion générale ................................................................................................................. 32 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 33 ANNEXES ............................................................................................................................... 33 REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 3 LISTE DES FIGURES Figure 1 : MONTAGE PROTEUS DU DETECTEUR DE METAUX ............................... 9 Figure 2 : BOBINE A FIL DE CUIVRE .............................................................................. 10 Figure 3 : ARDUINO NANO ................................................................................................ 10 Figure 4 : HAUT PARLEUR ................................................................................................ 10 Figure 5 : REGULATEUR DE TENSION .......................................................................... 11 Figure 6 : BATTERIE 9V ...................................................................................................... 11 Figure 7 : ARDUINO NANO ................................................................................................ 13 Figure 8 : SYMBOLE PARTICULIER D’ARDUINO ....................................................... 14 Figure 9 : LES ELEMENTS ESSENTIELS D’UNE CARTE ARDUINO ....................... 15 Figure 10 :LES BOUTONS PRESENTS DANS LE LOGICIELS DE PROGRAMMATION DE LA CARTE ARDUINO ............................................................ 17 Figure 11 : LE CODE MINIMAL ........................................................................................ 18 Figure 12 : LES TYPES DE VARIABLES .......................................................................... 19 Figure 13 : LES TYPES DE VARIABLES NON SIGNES ................................................ 19 Figure 14 : LES VARIABLES PROPRE à ARDUINO ...................................................... 20 Figure 15 : LES SYMBOLES CONDITIONNELS ............................................................ 20 Figure 16 : CONSTITUTION DE LA CARTE AVANT LA RELISATION DU CIRCUIT IMPRIME ............................................................................................................. 29 Figure 17 : TYPON POUR DETECTEUR METAUX ....................................................... 30 REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 4 INTRODUCTION GENERALE Au début du XVIIIe siècle avec le souci de vouloir promouvoir la technologie d’exploitations minières, et dans le but de venir en intervention aux victimes des fusillades pendant les guerres, le chercheur allemand GERHARD FISHER a effectivement diffusé les premiers détecteurs de métaux, lesquelles ont servi d’une part pour le repérage des balles dans le corps des victimes de guerre. Outre ses multiples domaines d’applications, cette technologie est beaucoup rependue dans le monde d’aujourd’hui pour son utilité au quotidien. C’est ainsi que dans le cadre de notre projet tutoré, nous avons opté à la réalisation d’un détecteur de métaux vu son importance pratique depuis que le pays est en insécurité et dont la présence est importante dans les entreprises, églises et bien d’autres milieux. Pour rendre plus compréhensible notre projet, nous nous attarderons dans ce document à présenter succinctement les généralités sur les détecteurs de métaux, le principe de fonctionnement puis la simulation par le logiciel ARDUINO nano et en fin la réalisation proprement dite du projet ainsi que les difficultés du parcours de réalisation. REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 5 CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES DETECTEURS DE METAUX I. HISTORIQUE C'est en Amérique que l'on entend parler pour la première fois de détection de métal, en 1881 plus précisément. Alexander Graham Bell fut sollicité pour aider des chirurgiens qui n'ont pas réussi à trouver une balle logée dans le corps du président des Etats-Unis (James Garfield) ayant été victime d'un attentat. Pour la même utilisation, le détecteur de métal sera utilisé lors de la première guerre mondiale pour chercher les balles logées dans les corps dans un premier temps et dans un second temps pour chercher les mines encore actives dans les sols. C'est Gerhard Fisher qui diffusera de manière plus importante les premiers détecteurs avec le modèle "Metallascope".Le détecteur de métaux portatif quant à lui a été créé en 1942 et fut utilisé par l'armée britannique pour chercher des mines en Afrique. II. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Le fonctionnement d'un détecteur de métaux très basse fréquence (VLF), le modèle le plus répandu dans le domaine de la détection, repose sur l'induction électromagnétique. Voici comment les détecteurs de métaux tirent parti de ce phénomène, découvert par Michael Faraday en 1831. La tête du détecteur contient une bobine émettrice et une ou plusieurs bobines réceptrices. La bobine émettrice diffuse un signal radiofréquence qui génère un champ électromagnétique. Les objets métalliques qui entrent alors en contact avec ce champ magnétique créent une perturbation. Si elle est assez importante, cette perturbation du signal alors est captée par la ou les bobines réceptrices. Le courant est ensuite amplifié, traité et converti par l’appareil en informations visuelles et sonores qui permettent au prospecteur d'identifier la présence d'un objet métallique intéressant. À noter que le signal reçu est soumis à un "décalage de phases" (c'est-à-dire un délai entre le signal émis et le signal reçu) plus ou moins important en fonction de la taille, de l'épaisseur REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 6 et de la nature de l'objet détecté. Les cibles très conductrices, comme celles constituées d'argent, de cuivre ou d'or, présentent en effet une certaine résistance qui génère ce décalage. À l'inverse, les "mauvais conducteurs", également nommés "ferromagnétiques", du fait de leur tendance à se magnétiser, génèrent un décalage de phases très faible, voire complètement nul. Les sols fortement minéralisés sont particulièrement représentatifs de ce phénomène. Le décalage de phases est donc un bon indicateur pour se faire une idée assez précise de la nature d'un objet sans avoir à sortir son piochon. Et c'est là qu'entre en jeu le principe de discrimination qui permet au détecteur de ne retenir qu'une certaine valeur de décalage de phases ou une plage de valeurs pour faciliter les recherches du prospecteur. Par ailleurs, certains détecteurs sont dotés d'un système de compensation des effets de sol. Celui-ci permet tout simplement au détecteur d'annuler les effets du signal généré par les minéraux contenus dans les sols. Dans le cas particulier de notre travail le principe de fonctionnement de notre détecteur est le suivant : Un minuscule courant électrique passe à travers une couronne de fil de cuivre au niveau du détecteur afin de créer un champ magnétique. En présence d’un objet métallique, ce champ magnétique est troublé et ceci entraine de légères variations de tension qui déclenchent l’alarme. III. QUELQUES TYPES DE METAUX Il existe plusieurs types de métaux qui sont repartis dans plusieurs familles de métaux. a. Les métaux pauvres Ce sont ceux qui ont tendance à être mous, lourds et ont un point de fusion assez bas. Ces métaux sont considérés comme dangereux pour la santé.  Le plomb : c’est un métal ductile, résistant à la corrosion, conducteur, très dense. Il fusionne à basse température. Le plomb est l’un des quatre métaux les plus nocifs pour la santé.  L’étain  L’aluminium b. Les métaux de transitions REALISATION D’UN DETECTEUR DE METAUX 2018-2019 7 Ils existent énormément de métaux de transitions. Ils sont en général durs et ils fondent à une température très élevés. Ils contiennent beaucoup d’électrons, ils sont donc conducteurs. Ces métaux peuvent s’unir pour former des alliages.  Le zinc  Le titane  Le nickel  L’argent  Le fer : c’est un métal blanc gris tenace, il est ductile c'est-à-dire qu’il peut s’allonger et être étiré sans se rompre, malléable et magnétique. Il fond à 1535°c. Au contact de l’humidité, il se corrode en formant de la rouille.  L’or : c’est un métal précieux. Il est jaune brillant, très ductile. Il se trouve à l’état natif sous forme de pépites ou de sédiment dans des cours d’eau.  L’alcalins : les éléments de cette famille sont tous du même genre. Ces éléments sont malléables, on peut les déformer sans provoquer de rupture. Ce sont des métaux mous et légers qui fondent à des températures peu élevées.  Le potassium : c’est un métal mou, de couleur blanche et qu’on trouve naturellement lié à d’autres éléments dans l’eau de mer et dans nombreux minéraux. Le potassium s’oxyde rapidement au contact de l’air et réagit violemment au contact de l’eau, il peut s’enflammer et exploser.  Les alcalino-terreux : cette famille contient 6 éléments. Ces éléments sont des métaux légers, mous, très réactifs. Ils sont très uploads/Geographie/ projetpdf.pdf