Il arrive souvent à chacun de nous de devoir planter un clou pour poser un crochet ou bien de devoir faire un trou dans une cloison pour poser une cheville. Dans la plupart des cas nous parvenons au terme de cette opération sans aucun problème.
Hélas, il arrive de temps en temps qu’un des infortunés travailleurs du dimanche que nous sommes, parvienne à centrer son trou avec une précision millimétrique en plein dans les fils de l’installation électrique, provoquant ainsi de sérieux dégâts.
Pour économiser quelques mètres de précieux (et coûteux) cuivre dans les installations électriques, les fils sont encastrés dans les murs en suivant des parcours aussi imprévisibles que tortueux.
Il arrive parfois qu’en plantant un clou ou en faisant un trou avec une perceuse, juste au niveau d’un fil caché, on puisse courir le risque de provoquer un court-circuit et, dans certains cas extrêmes, de recevoir une secousse électrique dangereuse.
C’est là que votre cheville, destinée à la pose de l’encadrement de l’arrière grand-mère, vous revient à un prix exorbitant ! Si le cour t-circuit ne vous a pas électrocuté, il faudra quand même réparer. Ce qui veut dire, retirer des fils ou découper la cloison pour réparer. Le petit bricolage qui devait prendre deux minutes se transforme en cauchemar !
A ce point, deux solutions seulement pour éviter cette vision d’apocalypse ! Ne jamais planter de clou… ou disposer de l’appareil que nous vous proposons dans cet article.
En effet, pour éviter tous les risques que nous venons de décrire, il suffit de disposer d’un circuit capable d’indiquer de façon fiable le parcours des fils électriques dissimulés dans les cloisons.
Schéma électrique
Liste des composants
R1 = 4,7 MΩ
R2 = 10 kΩ
R3 = 10 kΩ
R4 = 12 kΩ
R5 = 1 MΩ
R6 = 82 kΩ
R7 = 220 Ω
R8 = 10 kΩ pot. lin.
R9 = 220 Ω
R10 = 470 Ω
C1 = 100 nF polyester
C2 = 150 pF céramique
C3 = 100 nF polyester
C4 = 1,5 nF polyester
C5 = 1 μF polyester
C6 = 100 nF polyester
C7 = 47 μF électrolytique
DS1 = Diode 1N4148
DS2 = Diode 1N4148
DL1 = Diode LED
IC1 = Intégré TS27M2.CN
P1 = Poussoir
Comme vous pouvez le voir sur la figure 3, pour réaliser ce détecteur, nous avons utilisé un circuit intégré TS27M2/CN contenant deux amplificateurs opérationnels CMOS caractérisés par une impédance d’entrée élevée.
L’entrée non-inverseuse 3 de IC1/A est directement connectée à une petite plaque détectrice directement gravée sur le circuit imprimé.
Si nous approchons la plaque de détection d’un mur dans lequel se trouvent encastrés des fils électriques, celle-ci captera le 50 Hz de la tension électrique et l’amplificateur opérationnel l’amplifiera d’environ 84 fois. Ainsi, sur sa sortie, nous retrouverons un signal sinusoïdal qui pourra atteindre une valeur maximale de 8 volts. Cette tension alternative, passe à travers le condensateur C5 et rejoint les deux diodes DS1 et DS2. Contrairement à ce que nous pourrions penser, ces deux diodes ne redressent pas la sinusoïde, car, sur la sor tie de la diode DS2, il n’y a aucun condensateur électrolytique.
De ce fait, sur la sor tie de la diode DS2, nous retrouvons la même sinusoïde que celle appliquée sur l’entrée, la seule différence est qu’elle part de 0 volt et atteint une valeur maximum de 8 volts, comme cela est représenté sur la figure 2.
Cette tension est appliquée sur l’entrée non-inverseuse 5 de IC1/B utilisé comme comparateur de tension ayant pour seuil de référence la tension positive appliquée sur l’entrée inverseuse opposée (6) par l’intermédiaire du potentiomètre R8.
Ce potentiomètre sert à régler la sensibilité du détecteur.
Si nous réglons le potentiomètre de manière à appliquer sur la broche 6 de IC1/B une tension minimale, nous pour rons détecter des fils encastrés à une certaine profondeur (voir figure 4).
Par contre si nous le réglons de manière à appliquer la tension maximale sur cette broche, nous pourrons détecter uniquement les fils encastrés peu profondément (voir figure 5).
En tournant ce potentiomètre sur la sensibilité maximum, il est possible de localiser une surface beaucoup plus grande que celle où passe le fil électrique.
Par contre en le tournant sur la sensibilité minimum, il est possible de localiser, avec une approximation de quelques centimètres le tube dans lequel passe ce fil électrique.
La diode LED verte, située sur la sortie de IC1/B, s’allume avec une luminosité élevée lorsque le signal capté atteint son amplitude maximum et avec une luminosité plus faible si le signal capté demeure au-dessous du niveau minimum.
En fonction de la luminosité de cette diode LED, nous parvenons à établir à quelle profondeur peut être encastré le fil de l’installation électrique.
Le bouton poussoir P1, inséré dans le circuit, permet d’alimenter le circuit intégré IC1 uniquement durant le temps utilisé pour la recherche des fils.
Réalisation pratique
Sur le circuit imprimé, qui a également la plaque de détection gravée sur son côté en cuivre, installez les composants visibles dans la figure 6. Commencez par fixer le support du circuit intégré IC1, puis ajoutez toutes les résistances, et enfin les deux diodes DS1 et DS2, en veillant à orienter leurs bagues vers la gauche. Ensuite, insérez le condensateur céramique C2, tous les condensateurs polyester, et le condensateur électrolytique C7, en respectant la polarité de ses pattes (la patte longue doit être connectée au positif). Avant de fixer le potentiomètre R8 et la diode LED sur le circuit imprimé, percez le couvercle du boîtier en plastique avec un foret de 3 mm pour laisser passer la tête de la diode LED et avec un foret de 8 mm pour le potentiomètre. Pour faciliter ce processus, la figure 11 présente un dessin avec toutes les dimensions nécessaires. Une fois le perçage terminé, placez le corps du potentiomètre sur le circuit imprimé et reliez ses trois broches aux trous du circuit avec trois morceaux de fil rigides et courts. Pour bien maintenir le potentiomètre, il est conseillé de souder un morceau de fil rigide sur son boîtier, comme indiqué dans la figure 6. Avant de souder les pattes de la diode LED, orientez la patte la plus longue vers le circuit intégré IC1 et vérifiez à quelle distance vous devez positionner le corps de la diode LED pour qu'elle dépasse correctement par le trou du couvercle. Un trou de 8 mm doit aussi être réalisé sur le côté du boîtier pour installer le bouton poussoir P1. Une fois le montage achevé, insérez le circuit intégré dans son support en orientant le repère-détrompeur en forme de "U" vers C5. Fermez ensuite le boîtier, le montage est prêt à détecter les fils électriques intégrés dans les murs.
Utilisation
Placez le coffret sur un mur ou une cloison, puis pressez le bouton P1. Si la diode LED s'allume, cela signifie qu'il est nécessaire de diminuer la sensibilité. Lorsque la diode LED est éteinte, parcourez soigneusement la surface du mur. Vous remarquerez qu'en vous approchant d'un endroit où passe un fil sous tension de 220 volts, la diode LED s'illumine. Si la diode reste allumée lorsqu'elle est proche d'une grande surface, réduisez la sensibilité en ajustant le potentiomètre R8. Dans cette configuration, la diode LED s'allumera uniquement lorsque vous êtes exactement au-dessus des fils de la ligne électrique. Notez qu'en cas de distance excessive par rapport à un fil électrique, en appuyant sur P1, la diode LED clignotera brièvement pour indiquer que le circuit fonctionne. La diode LED restera allumée en permanence seulement lorsque vous vous rapprocherez d'un fil sous tension de 220 volts. Il est important de noter que ce circuit ne détecte que les fils sous 220 volts et non ceux sous basse tension, comme 12 volts ou 20 volts.
Pour bloquer le potentiomètre R8, visible en bas du dessin, nous vous conseillons de souder un morceau de fil rigide sur son boîtier et de le souder sur la piste en cuivre du circuit imprimé.
Figure 9 : Le circuit est installé à l’intérieur d’un petit boîtier en plastique comportant un logement pour la pile de 9 volts d’alimentation. Sur la figure 11, vous trouverez toutes les cotes de perçage.
Conclusion
Ce guide détaillé vous présente la conception et l’utilisation d’un détecteur de fils électriques, conçu pour éviter les risques d’endommagement des câbles encastrés dans les murs lors de travaux domestiques. En suivant le schéma électronique, ce circuit permet de détecter avec précision les fils parcourus par la tension secteur 220 V. Il amplifie le signal capté et ajuste sa sensibilité via un potentiomètre pour localiser des fils encastrés à différentes profondeurs. En utilisant un simple circuit intégré, des diodes et des condensateurs, ce dispositif rend la détection fiable, réduisant ainsi le risque de court-circuit ou d’électrocution.
