Transformez un jouet en détecteur de métal avec une carte Arduino

Voilà un projet un peu technique mais qui reste à la portée de nombreux bricoleurs électroniciens. Il s’agit de réaliser un détecteur de métal à partir d’une carte Arduino. La solution consiste à utiliser un oscillateur de Collpits pour détecter la présence de métal. Une manière peu coûteuse de réaliser ce type de montage et de comprendre le fonctionnement des oscillateurs. Pour y parvenir, le plus dur sera sans conteste de trouver le jouet à adapter à ce montage.

Car je n’ai jamais vu en magasin le jouet utilisé par le youtuber Evan Kale. Il s’agit d’un faux “coupe herbe” qui lui permet une intégration non seulement pratique mais également amusante.

La vidéo détaille toutes les opérations de montage. En ouvrant le jouet et en se séparant de sa carte de base, il est possible d’intégrer une carte faite maison contenant les composants nécessaires à la réalisation du projet. La base de l’objet est également modifiée pour accueillir une bobine.

Détecteur de métal Arduino

Tout le principe du détecteur est de créer un oscillateur en utilisant un Inducteur et un Condensateur pour créer un Oscillateur de Collpits avec un signal de forme sinusoïdale. En intégrant une grosse bobine de métal pour l’inducteur et en la plaçant dans la base du jouet en plastique on peut modifier l’inductance de cette bobine et la faire réagir aux éléments extérieurs traversant le champ électromagnétique ainsi créé.

Détecteur de métal Arduino

Quand un métal arrive dans le champ magnétique, l’oscillateur de Collpits produit une oscillation différente en fréquence qui sera ensuite exploitée par la carte Arduino via un programme assez simple disponible sur Github qui se chargera de traduire ce changement de fréquence en signaux sonores.

Détecteur de métal Arduino

Pour parfaire le dispositif, et parce que le signal de l’oscillateur va rapidement décroître et disparaître, il faut également mettre en oeuvre un petit transistor qui jouera le rôle d’amplificateur dans le circuit en créant une boucle. Sans ce petit transistor, l’Oscillateur ne peut pas fonctionner en continu.

Détecteur de métal Arduino

Notez que le programme Arduino permet en outre d’activer un circuit secondaire quand l’oscillation atteint un certain niveau : Cela se traduit dans la vidéo par la mise en marche d’un système de moteur et de lumière intégré par le fabricant du jouet d’origine. Le tout fonctionne en 4,5 volts avec l’emplacement des 3 piles AA d’origine.

Détecteur de métal Arduino

Si un gros morceau de métal fait réagir le circuit, la lumière s’allumera, sinon il n’y aura que le son. Un petit bouton de réglage supplémentaire permet d’ajuster la sensibilité du circuit et un bouton permet de déterminer quel son sera considéré comme la base de fonctionnement sonore du détecteur.

Rien de bien sorcier dans ce montage, des composants que l’on peut, en grande partie, recycler depuis de vieux appareils et un code plutôt lisible et bien documenté. Bref, un montage qui parait complexe mais qui en réalité est assez simple à mettre en oeuvre et à comprendre. Parfait pour un prof de Techno, un prof de Math ou de Physique, ou les trois à la fois. Parfait également pour les électroniciens en herbe qui seront probablement ravis d’obtenir un détecteur de métal qui fonctionne réellement à la fin de l’opération.

6 commentaires sur ce sujet.
  • 15 septembre 2016 - 15 h 39 min
  • 15 septembre 2016 - 17 h 30 min

    @Daniel: merci.
    Si je l’offre à un de mes neveux pour Noël, l’année suivante ou encore un peu après, on pourra essayer le recyclage 😊

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  • 28 juillet 2017 - 14 h 20 min

    […] a déjà couvert un robot détecteur de métal semi autonome avec une carte Raspberry Pi, puis un jouet d’enfant reconverti en détecteur avec une carte Arduino. Mais rien qui ne ressemble de près ou de loin à ce super détecteur de métal sous Arduino […]

  • 27 octobre 2017 - 1 h 38 min

    Bonjour,
    Je débute en Arduino et je souhaite refaire ce petit détecteur de métal mais je ne comprends pas où physiquement on va relier le détecteur au timer 1 : sur quelle broche ?
    Merci de votre réponse

    Répondre
  • 27 octobre 2017 - 2 h 41 min
  • 9 octobre 2018 - 11 h 48 min

    Bonjour, si vous utilisez une carte arduino, même un clone chinois, plutôt que de chercher pendants des heures comme moi ! (Ma tendance boulet!). Notez bien que la sortie “T1” présenté sur le plan correspond à la broche “5” de la carte arduino. Vous pouvez aussi limiter le courant traversant le haut parleur en ajoutant un potentiomètre de deux cents ohms en série dans la ligne HP , le courant collecteur du transistor BC278B.
    Si le bruit de basse vous casse les oreilles, modifiez la ligne : #define BASE_TONE_FREQUENCY 280
    Passez la valeur 280 à 20.
    Cordialement Papy f5ndl

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