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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un simple detector de metales económico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / detector de metales El dispositivo propuesto se compara favorablemente con los detectores de metales de esta clase publicados anteriormente en términos de eficiencia energética, mayor sensibilidad y señalización simplificada. El detector de metales propuesto detecta objetos metálicos magnéticos y no magnéticos en el suelo, en la pared de un edificio a una profundidad: una moneda de 25 kopeks - 10 ... 15 cm, objetos más grandes - hasta 60 cm La señalización simplificada hace es posible centrarse más en el área de búsqueda. Las desventajas del dispositivo propuesto incluyen: la deriva lenta de la frecuencia del generador de búsqueda, que es típica de esta clase de detectores de metales. El diagrama de bloques del detector de metales se muestra en la fig. una.
Cuando los objetos metálicos actúan sobre la bobina de búsqueda de la PC, la frecuencia del generador de búsqueda PG aumenta. La señal PG que cambia de frecuencia es amplificada por el amplificador estadounidense. La señal amplificada se alimenta al filtro de cuarzo KF. Cuando la frecuencia del PG coincide con la frecuencia resonante del CF (la ausencia de metal cerca del PC), la señal pasa al detector de amplitud de la presión arterial, se convierte en una componente constante, que forma un pulso logarítmico en el modelador de pulsos FI. "1". Registro. "1" afecta el sistema de alarma CC y no se genera ningún timbre. Cuando aparecen objetos metálicos en el área de la bobina de búsqueda de la PC, el generador PG cambia la frecuencia, como resultado de lo cual aparece un registro en la entrada SS. "0", y la alarma comienza a funcionar siempre que haya objetos metálicos en el área de la PC. Todos los elementos necesarios del circuito están alimentados por un estabilizador de voltaje CH. El consumo de corriente del dispositivo es de hasta 8,5 mA. El diagrama esquemático se muestra en la fig. 2.
El generador de búsqueda se realiza de acuerdo con el circuito capacitivo de tres puntos con una base común en el transistor VT1, cuya carga es la bobina L1 y el circuito de entrada C5R3 del amplificador de señal, realizado de acuerdo con el circuito seguidor de emisor en el transistor. VT2. La señal amplificada de la resistencia R5 se alimenta al filtro de cuarzo ZQ1. La señal del generador de búsqueda con una frecuencia igual a la frecuencia de resonancia del filtro de cuarzo se alimenta al detector de amplitud, hecho en los diodos VD1 y VD2. La señal detectada en forma de un componente constante se alimenta a la base del transistor VT3 - FI. Una corriente fluye a través de la resistencia R7, creando una caída de voltaje a través de ella y forma un registro. "1" en la entrada 1 DD1.1. Al mismo tiempo, se alimenta un registro a la entrada 2 DD1.1. "1" de la salida 4 DD1.2. En este momento, el vibrador único, realizado sobre los elementos DD1.1 y DD1.2, está cerrado y hay un registro en la salida 3 DD1.1. "0". El multivibrador, fabricado sobre los elementos DD1.3 y DD1.4.B, en este momento no funciona junto con el emisor BQ1. Cuando la bobina de búsqueda L1 se acerca a un objeto metálico, la frecuencia del PG aumenta independientemente del "color" del metal. La señal PG con una frecuencia aumentada va más allá de los límites del filtro de cuarzo ZQ1. La ausencia de una señal en la salida de ZQ1 provoca el bloqueo de la FI y aparece un registro en 1 DD1.1 del one-shot. "0". Se activa el vibrador único DD1.1 y DD1.2, y aparece un registro en su salida 3 DD1.1. "1", que, a su vez, inicia el multivibrador DD1.3 y DD1.4. El emisor BQ1 comienza a emitir una señal de audiofrecuencia. Con una pérdida de señal a corto plazo después del filtro de cuarzo (movimiento rápido de la PC), la duración del emisor BQ1 dependerá del valor de la capacitancia del capacitor C10. En el dispositivo propuesto, la alarma funciona instantáneamente y con "memoria". Para personas con problemas de audición, puede instalar el LED VD3, conectado en el diagrama con líneas de puntos. En este caso, aumentará el consumo de corriente del dispositivo. El regulador de voltaje DA1 simplifica el circuito de estabilización de voltaje para los propósitos del circuito del dispositivo. Detalles. Todas las resistencias tipo MLT 0,125 W. Condensador de sintonización C1 tipo 1KPVM u otro tipo con dieléctrico de aire. .En su defecto, puede utilizar un condensador variable de pequeño tamaño con un dieléctrico sólido de radios de bolsillo con una capacidad de hasta 50 pF. Si no existe tal capacitor, puede usar un capacitor más grande, incluso en serie con él, un capacitor de capacitancia constante del tamaño requerido. Es deseable utilizar condensadores del circuito C2-C4 con un grupo TKE negativo, por ejemplo, M47-M750. Puede intentar mezclar los grupos M y PMO. El condensador C2 se puede tomar del diagrama de circuito de los receptores de radio de tamaño pequeño. Resonador de cuarzo de pequeño tamaño de 100 kHz a 1 MHz. En este caso, habrá que seleccionar el número de vueltas de la bobina de búsqueda L1 para el resonador correspondiente. Emisor piezoeléctrico BQ1 fabricado en China a partir de pequeños teléfonos o relojes. Puedes usar un radiador doméstico tipo 3P-1, pero es más grande y consume más energía. Toda la parte electrónica del dispositivo está montada en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de un lado de 1,5 mm de espesor. Una placa de control hecha del mismo material está soldada al extremo de la placa en un ángulo de 90 °, en la que están instalados el condensador de sintonización C1 y el interruptor SA1 de tamaño pequeño. En la versión del autor, la placa del tamaño de una caja de cerillas se coloca en una caja de aluminio rectangular (pantalla del circuito IF del receptor de radio "Kazajstán"). La varilla está formada por un tubo sanitario de aluminio y recubierta por dentro y por fuera con una funda de plástico de 16 mm de diámetro. La bobina de búsqueda L1 está hecha de la siguiente manera: se dibuja un círculo con un diámetro de 150 mm en un tablero o madera contrachapada gruesa. En los puntos de intersección de las cuerdas, introduzca montantes metálicos de 20 mm de largo en un ángulo de 45 ° con una inclinación que se aleje del centro del círculo. En la plantilla resultante, enrolle la bobina L1 con un cable PEV-2, PELSHO con un diámetro de 0,31 ... 0,47 mm. En la versión del autor, la bobina está enrollada con alambre LESHO 10x0,07 - 15 vueltas. Después de enrollar la bobina L1, no corte el extremo del cable, ya que es posible que tenga que enrollarlo o desenrollarlo durante el ajuste. Pele los extremos de la bobina y suéldelos al cable de conexión. El número de vueltas de tu versión se puede calcular aproximadamente en proporción a la del autor usando el resonador de cuarzo que tienes. Después de enrollar la bobina y fijar sus extremos, se fijan las vueltas de la bobina atando varias vueltas de hilo y fijándolas con un nudo. Dicha fijación se lleva a cabo en todo el perímetro de la bobina a través de dos espárragos, después de lo cual se extraen los espárragos. El cable de conexión de la bobina L1 se puede apantallar. En la versión del autor, se usa un cable blindado, cubierto en la parte superior con una funda de plástico con un diámetro de 1,2 mm. Puede utilizar un cable de instalación flexible convencional, fuertemente retorcido para estabilizar su capacidad. Después de configurar todo el dispositivo y ajustar el número de vueltas de la bobina de búsqueda, se inserta en un tubo de PVC del diámetro apropiado, cortado en un lado a lo largo de toda la longitud en un plano. La longitud del tubo debe exceder la circunferencia de la bobina en 5 mm, los extremos se superponen en la bobina. Saque el cable de conexión de la bobina en la unión del tubo de PVC. En el futuro, este lugar será un espacio entre el revestimiento de protección. Trate de mantener dentro del tamaño, el acoplamiento del tubo y la salida del cable, en 5 ... 10 mm. Coloque la bobina colocada en el tubo sobre una superficie plana con el corte hacia arriba. Coloque el periódico debajo. Extendiendo secuencialmente el corte del tubo con un destornillador, llene el espacio en el que se encuentra la bobina con el pegamento epoxi preparado. Los lugares de pandeo o divergencia de las paredes del tubo deben sujetarse con hilos. Es mejor elegir un tubo de PVC almacenado en rollos redondos del diámetro deseado. Después de cortar dicho tubo, sus paredes divergirán menos. Después de la polimerización del pegamento epoxi (en un día), la bobina debe limpiarse de goteos, los hilos deben quitarse para que la superficie quede lisa. Una capa protectora de lámina de cobre o latón de 8...10 mm de ancho y 0,05...0,1 mm de espesor se enrolla sobre la superficie lisa de la bobina. Su propósito es eliminar la influencia capacitiva de la tierra y otros objetos en los parámetros de la bobina de búsqueda. Es necesario comenzar a enrollar la capa de protección desde la unión del tubo de PVC y terminar de enrollar desde el otro extremo de la unión del tubo de PVC. El espacio entre el principio y el final de la capa de blindaje puede ser de 5...20 mm. En ningún caso debe conectar el principio y el final de la capa de blindaje, ya que se producirá un cortocircuito en la bobina. Uno de los extremos de la capa de blindaje está conectado al terminal de la bobina y la capa de blindaje del cable de conexión. La capa de blindaje de la bobina L1 a lo largo del perímetro interior está soldada en toda su longitud con un ancho de soldadura de 5 ... 10 mm. En muchas publicaciones, se propone que la capa protectora de la bobina de búsqueda esté hecha de papel de aluminio. Durante las pruebas del autor de varios diseños de bobinas de búsqueda con una pantalla de papel de aluminio, se revelaron las siguientes deficiencias:
Algunas publicaciones sugieren que la capa protectora de la bobina de búsqueda se envuelva con cinta de PVC. Al probar varias bobinas recubiertas de esta manera, resultó que cuando la temperatura o las cargas mecánicas cambiaban, los parámetros de la bobina de búsqueda cambiaban. Esto se debe al hecho de que no es posible enrollar manualmente la capa de protección apretada. Bajo la acción de la elasticidad de la cinta de PVC, cuando se expone a la temperatura y otros factores, los espacios entre la lámina de la capa protectora y la bobina cambian, y con ellos los parámetros de la bobina de búsqueda. Para eliminar las desventajas anteriores, la bobina blindada se colocó en un tubo de PVC cortado y se rellenó con pegamento epoxi. La bobina terminada se une a una placa de textolita en forma de media luna con la ayuda de hilos gruesos que se pasan a través de orificios perforados en la placa en los lugares donde encaja la bobina. Los lugares donde se une la bobina a la placa de textolita y los vendajes de sujeción hechos de hilos están manchados con pegamento epoxi. La placa con el carrete está unida a la varilla doblada en el extremo en forma de "palo" en el medio con una abrazadera hecha de una lámina de latón, acero, aluminio de 30 mm de ancho y 0,5 ... 1 mm de espesor. La abrazadera alrededor del perímetro se aprieta con dos tornillos M3. Las patas sin doblar de la abrazadera se unen a la placa de textolita de la bobina con la ayuda de 2, 4 pernos M3. El cable de conexión de la bobina se pasa por el interior de la varilla y se conecta a la unidad electrónica a través del orificio. La batería "Krona" está ubicada debajo de la unidad electrónica y asegurada con una abrazadera rectangular. El detector de metales junto con la batería Krona pesa 300 g. Establecimiento. Conecte el dispositivo a una fuente de alimentación de 9 V a través de un miliamperímetro. El miliamperímetro debe mostrar una corriente de 8mA. El emisor BQ1 debe emitir una señal de baja frecuencia. Al ajustar la resistencia R9, alcance el volumen máximo. Para apagar la alarma, debe desconectar la salida 1 DD1.1 del circuito o resistencia R7. En lugar del condensador C2, conecte un condensador variable 0 ... 500 pF. Es mejor utilizar un condensador dual de 2x500 pF con un dieléctrico de aire para el ajuste. Conecte la bobina de búsqueda "sin terminar" al circuito a través de un cable de conexión de cierta longitud. Conecte el osciloscopio al emisor VT2. En la pantalla debería aparecer un componente de RF con un nivel de aproximadamente 3 V. Conecte un medidor de frecuencia digital al emisor VT2 y determine la frecuencia del generador de búsqueda. Coloque el condensador variable C1 en la posición media. Utilizando un condensador de sintonización, establezca la frecuencia del oscilador de búsqueda igual a la frecuencia del resonador de cuarzo ZQ1. Si la frecuencia del generador de búsqueda es más alta y es imposible bajarla con un capacitor de sintonización, conecte la segunda sección de este capacitor en paralelo con el capacitor de sintonización. Si esta operación no ayudó a reducir la frecuencia del PG al CF resonante, entonces es necesario dar varias vueltas a la PC. Si, por el contrario, la frecuencia del PG es baja y el condensador de ajuste no logra aumentarla, entonces es necesario desenrollar varias vueltas de la PC. Después de comparar las frecuencias del PG y el CF, conecte el osciloscopio a la salida del CF en el punto de conexión de VD1 y VD2. Coloque el control deslizante de la resistencia R5 en la posición superior. Si ZQ1 está funcionando y el PG está ajustado, debería aparecer una imagen del componente de RF en la pantalla del osciloscopio. Con la resistencia R7 conectada, debería aparecer un registro en el emisor VT3. "1", es decir voltaje 2,4 ... 5,7 V. Cuando el SS está conectado, el emisor debe estar en silencio. El número de vueltas de la PC debe elegirse de modo que la capacitancia del capacitor C2 sea de aproximadamente 50 pF. Con un mayor refinamiento de la PC, es decir. aplicando una capa protectora, vertiendo resina epoxi, uniéndola a una varilla, la inductancia de la bobina disminuirá. Para hacer esto, antes de completar la fabricación de la PC, agregue otras 2-4 vueltas. Después de completar la fabricación de la PC, es necesario reajustar y determinar el valor de capacitancia C2 usando un medidor de capacitancia. En ausencia de los dispositivos anteriores, la presencia de generación SG puede determinarse mediante el componente constante en R5 al desconectar y conectar el capacitor C3. La presencia de coincidencia de la frecuencia PG con la CF puede determinarse por la componente constante en R7 y el trabajo de la SS. Es posible determinar empíricamente el valor de la capacitancia del capacitor C2 por la posición del rotor del capacitor de ajuste. Durante el ajuste final, es necesario sintonizar el PG a la frecuencia resonante con el CF utilizando el condensador C1 hasta que el emisor deje de sonar. En este caso, la capacitancia del capacitor C2 debe ser tal que la resonancia de frecuencia ocurra en la posición media del capacitor de sintonización C1. Giramos el control deslizante de la resistencia R5 "hacia abajo" hasta el final, y la alarma debería sonar. Gire el control deslizante R5 hacia atrás hasta que desaparezca la señal de alarma y un par de grados más. Para el ajuste final después del montaje completo, es necesario perforar un orificio en la carcasa del dispositivo para ajustar la resistencia R5. Hay que recordar que la máxima sensibilidad del detector de metales estará en la frecuencia del PG, situada en el borde del ancho de banda superior del CF. Cuando aparecen objetos metálicos en el área de la PC, la frecuencia cambia "hacia arriba" en unidades, decenas de hercios, según el tamaño de los objetos de búsqueda y la distancia de la PC a ellos. Al configurar el PG en el ancho de banda más bajo del CF, el impacto de los objetos metálicos en la PC conducirá a la reestructuración del PG al ancho de banda medio del CF, lo que no activará el SS. En base a lo anterior, es mejor que un dispositivo tenga una deriva "hacia arriba" que aumente automáticamente la sensibilidad antes de que se dispare una alarma que una deriva "hacia abajo" que reduzca la sensibilidad durante mucho tiempo. Por lo tanto, en el circuito SG es mejor usar capacitores con TKE negativo o junto con TKE negativo y positivo. Literatura
Autor: B.N.Dubinin, Novoyavorivsk, región de Lviv
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