Un détecteur de fuites pour micro-ondes

Avec ce détecteur de fuite pour four à micro-ondes nous vous proposons un instrument de détection destiné à contrôler la qualité des conditions environnementales de notre existence, comme les détecteurs de fuite de gaz, de champs magnétiques et HF, les compteurs Geiger, etc.



En théorie, les ondes SHF utilisées dans les fours à microondes, caractérisées par une fréquence de travail de 2,45 GHz environ, ne devraient pas s’échapper par la porte du four, mais étant donné que l’usure du temps ou une erreur de manipulation ou d’entretien peuvent provoquer la détérioration des charnières ou de la garniture de cette porte, il est conseillé d’en vérifi er l’état périodiquement (comme on doit vérifi er les joints d’une chaudière ou les conduites de gaz) à l’aide d’un détecteur de fuite SHF.

Le schéma électrique
Ne vous laissez pas tromper par la simplicité du schéma électrique de la fi gure 1, car, dès que vous mettrez en service cet instrument, vous vous rendrez compte de son excellente sensibilité.
Pour capter les signaux SHF que le four à micro-ondes pourrait laisser s’épancher vers l’extérieur, on utilise une petite antenne dipôle replié en U. Le signal SHF reçu par ce dipôle est redressé par deux diodes Schottky, DS1 et DS2 et appliqué, à travers R3, sur la broche d’entrée 3 non inverseuse (symbole +) du premier amplifi cateur opérationnel IC1-A monté ici en étage séparateur.
Cet amplifi cateur opérationnel n’est donc pas monté en étage amplificateur, mais il vise seulement à transformer un signal haute impédance en un signal basse impédance.
Les Schottky DS1 et DS2 commencent à conduire seulement quand l’amplitude du signal dépasse 0,3 V.
Afi n d’annuler cette valeur de seuil, qui rendrait l’appareil peu sensible, il faut les faire entrer tout de suite en conduction : pour cela, il est nécessaire de faire courir à travers elles un faible courant, grâce à R1 et R2, de façon à rendre ces diodes capables de détecter même les signaux les plus faibles.
La tension retrouvée sur la broche de sortie de IC1-A est appliquée, à travers R6, sur l’entrée inverseuse 3 (symbole –) du second amplifi cateur opérationnel IC1-B. Celui-ci amplifie environ cent fois la faible tension appliquée à son entrée. La tension amplifi ée est prélevée sur la broche de sortie 7 à travers R13 et elle est appliquée au condensateur électrolytique C9 après être passée à travers la diode au silicium DS5. Les deux diodes au silicium DS6 et DS7, en parallèle avec C9, servent à rendre la déviation de l’aiguille du galvanomètre (μA-mètre) légèrement logarithmique afi n d’éviter qu’en présence de fortes fuites SHF elle ne vienne frapper violemment en fond d’échelle.
Le trimmer R10 inséré dans ce circuit ser t à alimenter la broche 5 non inverseuse du second amplifi cateur opérationnel IC1-B et à positionner l’aiguille du μA-mètre sur le 0 de gauche en l’absence de signal SHF.
Les deux Schottky DS3 et DS4, placées après le trimmer R10, servent à court-circuiter à la masse tout résidu de signal SHF que pourraient capter les pistes du circuit imprimé. Elles fournissent en outre une tension de référence mise à profi t pour polariser l’entrée non inverseuse de l’amplificateur opérationnel IC1-B. Cette tension est réglée par le trimmer R10 de façon à obtenir, au cours du réglage, une tension de 0 V à la sortie de l’amplifi cateur opérationnel IC1-B, tension utile pour positionner l’aiguille du galvanomètre tout à gauche sur le 0 quand aucun signal SHF n’est détecté par le circuit.
Pour alimenter celui-ci, on utilise une pile 6F22 de 9 V et, comme le circuit ne consomme que 2 mA environ, elle assurera une grande autonomie à l’appareil.

Figure 1 : Schéma électrique du détecteur de fuite SHF pour fours à micro-ondes. Comme le montrent les fi gures 4 et 5, l’antenne dipôle servant à capter les signaux SHF en fuite est directement gravée dans le petit circuit imprimé.

Figure 2a : Schéma d’implantation des composants du détecteur de fuite SHF. Dans l’évidement central, on insèrera le galvanomètre μA-mètre et on soudera ses cosses aux deux picots disposés de part et d’autre de C10.

Figure 2b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés, côté soudures.

Figure 2b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés, côté composants.

Figure 3 : Photo d’un des prototypes de la platine du détecteur de fuites SHF.

Liste des composants
R1 .... 47 kΩ
R2 .... 47 kΩ
R3 .... 10 kΩ
R4 .... 330 kΩ
R5 .... 47 kΩ
R6 .... 10 kΩ
R7 .... 10 kΩ
R8 .... 1 MΩ
R9 .... 1 MΩ
R10 .. 200 kΩ trimmer
R11 .. 22 kΩ
R12 .. 220 kΩ
R13 .. 3,3 kΩ
R14 .. 5,6 kΩ
C1 .... 10 nF polyester
C2 .... 10 nF polyester
C3 .... 100 nF polyester
C4 .... 100 nF polyester
C5 .... 100 nF polyester
C6 .... 100 nF polyester
C7 .... 100 nF polyester
C8 .... 10 μF électrolytique
C9 .... 47 μF électrolytique
C10 .. 100 nF polyester
DS1 .. Schottky BAR10 ou 5711
DS2 .. Schottky BAR10 ou 5711
DS3 .. Schottky BAR10 ou 5711
DS4 .. Schottky BAR10 ou 5711
DS5 .. 1N4148
DS6 .. 1N4148
DS7 .. 1N4148
IC1 ... LM358 ou TS27M2CN
S1 .... interrupteur à glissière
μA..... galvanomètre 200 μA


La réalisation pratique
La fi gure 2a donne le schéma d’implantation des composants, les 2b-1 et 2b-2, les dessins des deux faces du circuit imprimé à l’échelle 1 et la 3, la photo du prototype : on voit que l’antenne dipôle replié en U est directement dessinée sur le circuit imprimé. Le montage de ce détecteur de signaux SHF étant très facile, vous l’aurez terminé en peu de temps. Pour commencer nous conseillons d’insérer et de souder le support du circuit intégré IC1 en prenant grand soin de ne faire aucun courtcircuit entre les pistes ou les 8 pastilles, ni soudure froide collée, puis de souder les autres composants en ayant soin de bien orienter les composants polarisés. Une fois la platine montée, elle sera installée avec la pile dans un boîtier plastique.

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