Detector de metales de bajo costo. Esquema, descripción

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Detector de metales de bajo presupuesto. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Este detector de metales único está fabricado con sólo cinco componentes: un microcircuito económico, un condensador variable, dos bobinas de búsqueda y un auricular. Pero a pesar de su sencillez, tiene parámetros bastante buenos.

Este circuito se aplica a los detectores de metales. Y aunque contiene algunos componentes de otros detectores de metales, su principio de funcionamiento es diferente al de ellos.

No sería exagerado decir que las características del circuito corresponden a un detector económico con balanza de inducción (IB). Colecciónalo y lo comprobarás por ti mismo. Este diseño es incluso más simple que el detector de latidos original, cuyo diseño se publicó en EPE en mayo de 2004.

En las pruebas, se encontró que el penique inglés antiguo era detectable en el aire a una distancia de 15 cm, aunque debido a varios factores que afectan la sensibilidad, el rango de detección puede caer a 12,5 cm.

Sin embargo, este detector puede competir con el IS económico e incluso tener algunas características útiles heredadas de los detectores de ritmo.

introducción

En lugar de utilizar osciladores de búsqueda y referencia (como en los detectores de ritmo), o bobinas de transmisión y recepción (como en los detectores IB), este detector utiliza dos transmisores (u osciladores de búsqueda) con bobinas superpuestas como en los detectores IB.

detector de metales de bajo costo
Arroz. 1. Diagrama esquemático: difícilmente podría ser más simple

Nota al diagrama: cada bobina contiene 70 vueltas de alambre PEL-0,32 enrolladas en un mandril con un diámetro de 12 cm.

Las bobinas deben superponerse para producir tono en los auriculares.

Como puede verse en la Figura 1, el circuito es muy simple. ¡Cada generador está ensamblado en un amplificador operacional cuádruple más una bobina de búsqueda!

Las señales de estos generadores se mezclan (similar a un detector de ritmo) y, como resultado, se puede escuchar una señal de ritmo.

Pero además de toda esta similitud con los detectores de pulsaciones, también hay una diferencia. Y esta diferencia, que aumenta significativamente la sensibilidad del detector, es que cada una de las bobinas cambia la frecuencia del generador mediante acoplamiento inductivo. El resultado es un "equilibrio" como el de los detectores IS y la sensibilidad se vuelve mayor que la de los circuitos basados en ritmos.

Además de todo esto, se requiere un medio para controlar la frecuencia de batido de salida para que el dispositivo pueda sintonizarse. Esto se puede lograr de varias maneras, en este caso usando un capacitor variable estándar de 100 pF de un receptor de AM conectado entre dos osciladores.

Dado que el concepto de circuito está tomado de los detectores de equilibrio por inducción y de batido, llamaremos al principio de funcionamiento de este detector "equilibrio de batido" (BB).

características de

Las principales características del esquema son:

Dependiendo de cómo esté diseñado, este detector tiene el potencial de tener la misma sensibilidad que un detector IS.
No se necesita un amplificador receptor ni un detector de nivel, esto simplifica significativamente el circuito y reduce su costo. El circuito presentado contiene solo dos componentes principales, mientras que un circuito de seguridad de la información económico de sensibilidad similar contendrá entre 10 y 20 componentes.
Ambos generadores de búsqueda son idénticos, por lo que el circuito es resistente a cambios en el voltaje de suministro y la temperatura ambiente. Debido a esto, no hay necesidad de circuitos de compensación ni de un estabilizador de voltaje.
Cada una de las bobinas tiene una respuesta opuesta al objetivo y, por lo tanto, es altamente inmune a la mineralización de la tierra. Al mismo tiempo, el circuito tiene una buena discriminación en el punto de superposición de ambas bobinas.

esquema

El diseño se basa en un generador sencillo basado en inversores. Primero veamos el generador en IC1. Desde el momento en que la inductancia comienza a resistir cambios rápidos de voltaje (llamado respuesta), cualquier cambio en el nivel lógico en la salida (pin 1) se transmitirá a la entrada inversora 2 con un retraso de tiempo. La tasa de aumento del voltaje de salida es de aproximadamente 8 V/MS, todas las conmutaciones posteriores de IC1 se retrasan en consecuencia y, por lo tanto, el generador entra en modo de funcionamiento, con oscilaciones de salida constantes.

Uno de los pines de la bobina de búsqueda está conectado a una entrada no inversora (pin 3), que estabiliza la operación. En principio, el pin 3 podría dejarse desconectado, pero esta no sería una solución óptima.

Dado que diferentes circuitos integrados tienen diferentes velocidades de respuesta y resistencias de entrada, es poco probable que funcionen en este circuito. Sin embargo, el TL074CN está ampliamente disponible y la disponibilidad no debería ser un problema.

La bobina de búsqueda es una parte crítica del generador y debe diseñarse adecuadamente para que el generador funcione y obtenga la frecuencia de salida requerida.

Esta frecuencia debe ser lo suficientemente alta, pero no tan alta como para verse afectada por el ruido o la inestabilidad de los parámetros.

Las características de IC1 y la inductancia de la bobina afectan la frecuencia de oscilación, que ronda los 260 kHz (sin un escudo de Faraday conectado). El escudo de Faraday aumenta la inductancia de la bobina aproximadamente dos veces y, en consecuencia, la frecuencia en la salida del generador se vuelve aproximadamente dos veces menor.

El oscilador en IC1b está cableado exactamente de la misma manera que IC1a, excepto que su bobina de búsqueda está cableada desfasada.

A medida que la bobina de búsqueda se mueve paralela al suelo, la introducción de metal aumenta la inductancia primero L1 y luego L2, o viceversa, provocando que la frecuencia de oscilación disminuya ligeramente. El tercer amplificador IC1c se utiliza para mezclar las señales de los dos osciladores y su salida produce una frecuencia de batido que se encuentra en el rango de audio.

Todo esto es una característica distintiva del detector tipo BB. La presencia de metal no sólo cambia la frecuencia del generador de búsqueda, sino que también, como el detector IB, afecta a la otra bobina. En realidad, ambas cacas se influyen mutuamente mediante inducción mutua, y esta es la razón del aumento significativo de la sensibilidad del sistema.

Además de todo esto, es necesario encontrar una manera de configurar el detector. Esto se logra utilizando un condensador variable VC1, que está conectado a dos inductores (bobinas de búsqueda). Casi cualquier condensador variable funcionará como VC1, solo es deseable que tenga una capacitancia que no sea demasiado grande, de 47 pF a 100 pF. Si este no es el caso, entonces puede usar un capacitor de mayor valor conectando una capacitancia de 47pF en serie con él.

Los piezófonos se utilizan como auriculares. Si su volumen es demasiado alto, se puede reducir conectando una resistencia de valor adecuado en serie con los auriculares. No se recomienda un altavoz inductivo debido al riesgo de sobrecarga del IC1c.

La corriente consumida por el circuito es de aproximadamente 15 mA. Ocho pilas AA duran aproximadamente 70 horas.

diseño

No hay muchas partes en el diagrama, por lo que es difícil cometer errores. Es importante no cometer errores al encender el microcircuito y poner en fase las bobinas de búsqueda. Aparte de esto, no debería haber ningún otro problema.