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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un simple detector de metales en un chip K155LA3. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / detector de metales Se puede recomendar a los radioaficionados principiantes que repitan el diseño de un detector de metales simple, cuya base fue un circuito que se publicó repetidamente a fines de los años 70 del siglo pasado en varias publicaciones especializadas nacionales y extranjeras. Este detector de metales, fabricado con un solo chip K155LA3, se puede montar en unos minutos. Diagrama esquemático El diseño propuesto es una de las muchas variantes de detectores de metales del tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), es decir, es un dispositivo basado en el principio de analizar los latidos de dos señales que son cercanas en frecuencia (Fig. 3.1) . Al mismo tiempo, en este diseño, la evaluación del cambio en la frecuencia de latido se realiza de oído.
El dispositivo se basa en osciladores de medición y referencia, un detector de oscilaciones de RF, un circuito de indicación y un estabilizador de tensión de alimentación. En el diseño bajo consideración, se utilizan dos osciladores LC simples, fabricados en el chip IC1. Las soluciones de circuito de estos generadores son casi idénticas. En este caso, el primer oscilador, que es de referencia, se monta sobre los elementos IC1.1 e IC1.2, y el segundo, generador de medida o sintonizable, se realiza sobre los elementos IC1.3 e IC1.4. El circuito oscilador de referencia está formado por un condensador C1 de 200 pF y una bobina L1. El circuito generador de medida utiliza un condensador variable C2 con una capacidad máxima de aproximadamente 300 pF, así como una bobina de búsqueda L2. En este caso, ambos generadores están sintonizados a una frecuencia de operación de aproximadamente 465 kHz. Las salidas de los generadores a través de los condensadores de desacoplamiento C3 y C4 están conectadas al detector de oscilación de RF, realizado en los diodos D1 y D2 de acuerdo con el circuito de duplicación de voltaje rectificado. La carga del detector son los auriculares BF1, en los que se extrae la señal del componente de baja frecuencia. En este caso, el capacitor C5 desvía la carga a frecuencias más altas. Al acercar la bobina de búsqueda L2 del circuito oscilatorio del generador sintonizable a un objeto metálico, su inductancia cambia, lo que provoca un cambio en la frecuencia de operación de este generador. En este caso, si hay un objeto de metal ferroso (ferromagnético) cerca de la bobina L2, su inductancia aumenta, lo que conduce a una disminución de la frecuencia del oscilador sintonizable. El metal no ferroso reduce la inductancia de la bobina L2 y aumenta la frecuencia de funcionamiento del generador. La señal de RF formada como resultado de mezclar las señales de los generadores de medición y referencia después de pasar por los condensadores C3 y C4 se alimenta al detector. En este caso, la amplitud de la señal de RF cambia con la frecuencia de pulsación. La envolvente de baja frecuencia de la señal de RF está aislada por un detector realizado en los diodos D1 y D2. El condensador C5 proporciona filtrado del componente de alta frecuencia de la señal. A continuación, la señal de ritmo se envía a los auriculares BF1. Se suministra energía a IC1 desde una fuente B1 de 9V a través de un regulador de voltaje formado por un diodo zener D3, una resistencia de balasto R3 y un transistor regulador T1. Detalles y construcción Para la fabricación del detector de metales considerado, puede utilizar cualquier placa de prototipos. Por lo tanto, las piezas usadas no están sujetas a ninguna restricción relacionada con las dimensiones generales. La instalación puede ser tanto con bisagras como impresa. Al repetir el detector de metales, puede usar el microcircuito K155LA3, que consta de cuatro elementos lógicos 2I-NOT, alimentados por una fuente de CC común. Como capacitor C2, puede usar el capacitor de sintonización de una radio portátil. Los diodos D1 y D2 se pueden reemplazar con cualquier diodo de germanio de alta frecuencia. La bobina L1 del circuito oscilador de referencia debe tener una inductancia de aproximadamente 500 μH. Como bobina de este tipo, se recomienda utilizar, por ejemplo, la bobina de filtro de FI de un receptor superheterodino. La bobina de medición L2 contiene 30 vueltas de cable PEL con un diámetro de 0,4 mm y está hecha en forma de toro con un diámetro de 200 mm. Esta bobina es más fácil de hacer en un marco rígido, pero puede prescindir de ella. En este caso, cualquier objeto redondo adecuado, como un frasco, puede usarse como marco temporal. Las vueltas de la bobina se enrollan a granel, después de lo cual se retiran del marco y se protegen con una pantalla electrostática, que es una cinta de papel de aluminio abierta enrollada sobre un haz de vueltas. El espacio entre el principio y el final del bobinado de la cinta (el espacio entre los extremos de la pantalla) debe ser de al menos 15 mm. En la fabricación de la bobina L2, es especialmente necesario asegurarse de que los extremos de la cinta de blindaje no se cierren, ya que en este caso se forma una bobina en cortocircuito. Para aumentar la resistencia mecánica, la bobina se puede impregnar con cola epoxi. Como fuente de señales de sonido, se deben utilizar auriculares de alta impedancia con la mayor resistencia posible (alrededor de 2000 ohmios). Adecuado, por ejemplo, el conocido teléfono TA-4 o TON-2. Como fuente de alimentación V1 se puede utilizar, por ejemplo, una batería Krona o dos baterías 3336L conectadas en serie. En un estabilizador de voltaje, la capacitancia del capacitor electrolítico C6 puede ser de 20 a 50 microfaradios, y la capacitancia de C7 puede ser de 3 a 300 68 pF. El voltaje en la salida del estabilizador, igual a 000 V, lo establece la resistencia de corte R5. Este voltaje se mantendrá sin cambios incluso cuando las baterías estén significativamente descargadas. Cabe señalar que el chip K155LAZ está diseñado para ser alimentado desde una fuente de CC de 5 V. Por lo tanto, si se desea, la unidad estabilizadora de voltaje se puede excluir del circuito y se puede usar una batería 3336L o similar como fuente de alimentación, lo que le permite armar un diseño compacto. Sin embargo, la descarga de esta batería afectará muy rápidamente la funcionalidad de este detector de metales. Es por eso que necesita una fuente de alimentación que proporcione la formación de un voltaje estable de 5 V. Debe reconocerse que el autor usó cuatro grandes baterías redondas importadas conectadas en serie como fuente de energía. En este caso, se formó un voltaje de 5 V por un estabilizador integral del tipo 7805. El tablero con los elementos ubicados en él y la fuente de alimentación se colocan en cualquier caja de plástico o madera adecuada. Un condensador variable C2, un interruptor S1, así como conectores para conectar una bobina de búsqueda L2 y auriculares BF1 están instalados en la cubierta de la carcasa (estos conectores y el interruptor S1 no se indican en el diagrama del circuito). Establecimiento Al igual que con el ajuste de otros detectores de metales, este dispositivo debe ajustarse en condiciones en las que los objetos metálicos se retiren de la bobina de búsqueda L2 a una distancia de al menos un metro. Primero, utilizando un frecuencímetro u osciloscopio, debe ajustar las frecuencias operativas de los osciladores de referencia y de medición. La frecuencia del oscilador de referencia se establece en aproximadamente 465 kHz ajustando el núcleo de la bobina L1 y, si es necesario, seleccionando la capacitancia del capacitor C1. Antes del ajuste, deberá desconectar el terminal correspondiente del condensador C3 de los diodos del detector y el condensador C4. A continuación, debe desconectar el terminal correspondiente del condensador C4 de los diodos del detector y del condensador C3 y ajustar el condensador C2 para configurar la frecuencia del generador de medición de modo que su valor difiera de la frecuencia del generador de referencia por alrededor de 1kHz. Una vez restauradas todas las conexiones, el detector de metales está listo para funcionar. Procedimiento de trabajo La realización de operaciones de búsqueda con la ayuda del detector de metales considerado no tiene ninguna característica. En el uso práctico del dispositivo, la frecuencia necesaria de la señal de latido debe ser mantenida por el condensador variable C2, que cambia cuando la batería se descarga, la temperatura ambiente cambia o la desviación de las propiedades magnéticas del suelo. Si la frecuencia de la señal en los auriculares cambia durante el funcionamiento, esto indica la presencia de un objeto metálico en el área de la bobina de búsqueda L2. Al acercarse a algunos metales, la frecuencia de la señal de pulsación aumentará, y al acercarse a otros, disminuirá. Al cambiar el tono de la señal de latido, teniendo algo de experiencia, uno puede determinar fácilmente de qué metal, magnético o no magnético, está hecho el objeto detectado. Autor: Adamenko M.V.
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