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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Detector de metales electrónico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Indicadores, detectores, detectores de metales El detector de metales es un dispositivo relativamente simple, cuyo circuito electrónico proporciona buena sensibilidad y estabilidad. Una característica distintiva de dicho dispositivo es su baja frecuencia de operación. Los inductores del detector de metales operan a una frecuencia de 3 kHz. Esto proporciona, por un lado, una débil respuesta a las señales no deseadas (por ejemplo, señales que se producen en presencia de arena mojada, pequeñas piezas de metal, etc.), y por otro lado, una buena sensibilidad a la hora de buscar agua oculta. tuberías y líneas de calefacción central, monedas y otros objetos metálicos. La implementación y la personalización del esquema requieren habilidades y experiencia adecuadas. El diagrama de bloques del detector de metales se muestra en la fig. una.
El generador del detector de metales excita oscilaciones en la bobina transmisora a una frecuencia de unos 3 kHz, creando en ella un campo magnético alterno. La bobina receptora está ubicada perpendicular a la bobina transmisora de tal manera que las líneas de fuerza magnéticas que la atraviesan crearán una pequeña FEM. A la salida de la bobina receptora, la señal está ausente o es muy pequeña. Un objeto metálico, al caer en el campo de la bobina, cambia el valor de la inductancia, y en la salida aparece una señal eléctrica, que luego es amplificada, rectificada y filtrada. Así, a la salida del sistema tenemos una señal de tensión constante, cuyo valor aumenta ligeramente cuando la bobina se acerca a un objeto metálico. Esta señal se alimenta a una de las entradas del circuito de comparación, donde se compara con el voltaje de referencia aplicado a su segunda entrada. El nivel de voltaje de referencia se ajusta de tal manera que incluso un pequeño aumento en el voltaje de la señal conduce a un cambio en el estado en la salida del circuito de comparación. Esto, a su vez, acciona un interruptor electrónico, lo que da como resultado una señal audible a las etapas de amplificación de salida, alertando al operador de la presencia de un objeto metálico. El diagrama de circuito del detector de metales se muestra en la fig. 2.
El transmisor, que consiste en un transistor VT1 y elementos asociados, excita oscilaciones en la bobina L1. Las señales que llegan a la bobina L2 son luego amplificadas por el chip D1 y rectificadas por el chip D2, que está incluido en el circuito detector de amplitud. La señal del detector va al capacitor C9 y es suavizada por un filtro de paso bajo, que consta de las resistencias R14, R15 y los capacitores C10 y C11. Luego, la señal se alimenta a la entrada del circuito de comparación D3, donde se compara con el voltaje de referencia establecido por las resistencias variables RP3 y RP4. La resistencia variable RP4 se usa para un ajuste rápido y aproximado, mientras que la RP3 proporciona un ajuste fino del voltaje de referencia. El generador, ensamblado en un transistor con una unión VT2, funciona en modo continuo, sin embargo, la señal generada por él ingresa a la base del transistor VT4 solo cuando el transistor VT3 se cierra, ya que, al estar en estado abierto, este transistor deriva el salida del generador. Cuando se recibe una señal en la entrada del microcircuito D3, el voltaje en su salida disminuye, el transistor VT3 se cierra y la señal del transistor VT2 a través del transistor VT4 y el control de volumen RP5 ingresa a la etapa de salida y al altavoz. El circuito utiliza dos fuentes de alimentación, lo que elimina la posibilidad de cualquier retroalimentación de la salida del circuito a su entrada sensible. El circuito principal está alimentado por una batería de 18 V, que se reduce a un voltaje estable de 4 V usando el chip D12. Al mismo tiempo, una disminución en el voltaje de la batería durante el funcionamiento del circuito no cambia la configuración. Las etapas de salida están alimentadas por una fuente de alimentación separada de 9 V. Los requisitos de energía son bastante bajos, por lo que se pueden usar tres baterías para alimentar la unidad. La batería de la etapa de salida no requiere un interruptor especial, ya que la etapa de salida no consume corriente cuando no hay señal. Un detector de metales es un dispositivo bastante complejo, por lo que el montaje del circuito debe realizarse en cascada con una verificación exhaustiva de cada cascada. El circuito está montado en un tablero, en el que hay 24 tiras de cobre con 50 agujeros cada una con un paso de 2,5 mm. En primer lugar, se realizan 64 cortes en las tiras y se perforan tres orificios de montaje. Luego, se instalan 20 puentes, pines para conexiones externas y dos pines para el capacitor C5 en la parte posterior de la placa.
Luego se instalan los condensadores C16, C17 y el chip D4. Estos elementos forman una fuente de alimentación con un voltaje de 12 V. Esta etapa se verifica conectando temporalmente una batería con un voltaje de 18 V. En este caso, el voltaje en el capacitor C16 debe ser de 12 + - 0,5 V. Después de eso, se montan los elementos de la etapa de salida: resistencias R23-R26 , condensadores C14 y C15 y transistores VT4-VT6. Cabe señalar que la carcasa del transistor VT6 está conectada a su colector, por lo tanto, el contacto de la carcasa con elementos vecinos y puentes es inaceptable. Dado que la etapa de salida no consume corriente en ausencia de señal, se verifica conectando temporalmente un altavoz, una resistencia variable RP5 y una batería de 9 V. Luego se instalan las resistencias R20-R22 y el transistor VT2, formando un generador de señal de sonido. Cuando se conectan dos fuentes de alimentación, el sonido de fondo se escucha en el altavoz, que cambia con la posición de la perilla de control de volumen. Después de eso, las resistencias R16-R19, el condensador C12, el transistor VT3 y el chip D3 se montan en la placa. El funcionamiento del circuito de comparación se comprueba como sigue. Las resistencias variables RP3 y RP3 están conectadas a la entrada de medición D4. Esta entrada se forma utilizando dos resistencias de 10 kΩ, una de las cuales está conectada al riel de suministro positivo de +12 V y la otra al riel cero. Los segundos terminales de las resistencias están conectados al terminal 2 del chip D3. El puente de este pin sirve como punto de conexión temporal. Con la sintonización gruesa (ambas baterías están encendidas), que se lleva a cabo mediante una resistencia variable RP4, en una determinada posición, la señal de sonido se interrumpe, mientras que la sintonización fina con una resistencia variable RP3 debería dar como resultado un cambio suave en la señal cerca de esta. posición. Cumplidas estas condiciones, se procede a instalar las resistencias R6-R15, los condensadores C6-C11, el diodo VD3 y los microcircuitos D1 y D2. Al encender la fuente de alimentación, primero verifique la presencia de una señal en la salida del chip D1 (pin 6). No debe exceder la mitad del valor de la fuente de alimentación (aproximadamente 6V). El voltaje a través del capacitor C9 no debe ser diferente del voltaje de salida de este IC, aunque el ruido de CA puede causar un ligero aumento en este voltaje. Tocar la entrada del microcircuito (la base del capacitor C6) con el dedo provoca un aumento de voltaje debido a un aumento en el nivel de ruido. Si las perillas de sintonización están en una posición donde no hay señal audible, tocar el condensador C6 con el dedo hace que la señal aparezca y desaparezca. Esto concluye la verificación preliminar del desempeño de las cascadas. La verificación y el ajuste final del detector de metales se llevan a cabo después de la fabricación de los inductores. Después de una verificación preliminar de las cascadas del circuito, los elementos restantes se instalan en el tablero, a excepción del capacitor C5. La resistencia variable RP2 se establece temporalmente en la posición media. La placa se une al chasis de aluminio en forma de L a través de arandelas de plástico (para eliminar la posibilidad de un cortocircuito) usando tres tornillos. El chasis se fija en el cuerpo del panel de control con dos pernos que sujetan dos abrazaderas diseñadas para sujetar el cuerpo del panel de control a la barra de búsqueda. El costado del chasis asegura las fuentes de alimentación al chasis. Al ensamblar el control remoto, asegúrese de que los cables del interruptor en el reverso de la resistencia variable RP5 no toquen los elementos del tablero. Después de perforar un agujero rectangular, el altavoz se pega. El vástago y las piezas de conexión que forman el soporte del cabezal del buscador están hechos de tubos de plástico con un diámetro de 19 mm. El cabezal del buscador en sí es una placa con un diámetro de 25 cm, hecha de plástico duradero. El interior del mismo se limpia cuidadosamente con papel de lija, lo que asegura una buena unión con epoxi. Las principales características de un detector de metales dependen en gran medida de las bobinas utilizadas, por lo que su fabricación requiere una atención especial. Las bobinas que tienen la misma forma y dimensiones se enrollan en un circuito en forma de D, que se forma a partir de pines fijados en una pieza adecuada del tablero (Fig. 4).
Cada bobina consta de 180 vueltas de alambre de cobre esmaltado de 0,27 mm, extraídas de la vuelta 90. Antes de quitar las bobinas de los pines, se atan en varios lugares. Luego, cada bobina se envuelve con un hilo fuerte para que las vueltas encajen perfectamente. Esto completa la producción de la bobina de transmisión. La bobina receptora debe estar equipada con una pantalla. El blindaje de la bobina se proporciona de la siguiente manera. Primero, se envuelve con alambre y luego se envuelve con una capa de papel de aluminio, que se envuelve nuevamente con alambre. Este doble bobinado garantiza un buen contacto con la lámina de aluminio. Debe haber un pequeño espacio o espacio en los devanados de alambre y en la lámina, como se muestra en la fig. 8, evitando la formación de un bucle cerrado alrededor de la circunferencia de la bobina.
Las bobinas fabricadas de esta manera se fijan con abrazaderas en los bordes de una placa de plástico y se conectan a la unidad de control mediante un cable blindado de cuatro hilos. Las dos derivaciones centrales y la pantalla de la bobina receptora están conectadas a la barra neutral a través de cables blindados. Si enciende el dispositivo y la radio ubicada cerca de la bobina, puede escuchar un silbido agudo (a la frecuencia del detector de metales), debido a la interferencia de la señal de audio en la radio. Esto indica la salud del generador del detector de metales. En este caso, no importa en qué banda esté sintonizada la radio, por lo que se puede usar cualquier grabadora de cassette para verificarla. El lugar de la posición de trabajo de las bobinas está determinado por la señal de salida del detector de metales, que debe ser mínima, o por las lecturas de un dispositivo de medición (voltímetro) conectado directamente al condensador C9. La segunda opción para emparejar bobinas es mucho más simple. El voltaje a través del capacitor debe ser de aproximadamente 6 V. Después de eso, las partes externas de las bobinas se pegan con epoxi y las partes internas, pasando por el centro, se dejan sueltas, lo que permite el ajuste final. El ajuste final consiste en colocar las partes sueltas de las bobinas en una posición tal que los objetos no ferrosos, como las monedas, provoquen un rápido aumento en la señal de salida, y otros objetos provoquen una leve disminución de la misma. Si no se logra el resultado deseado, es necesario cambiar los extremos de una de las bobinas. Cabe recordar que el ajuste final o ajuste de las bobinas debe realizarse en ausencia de objetos metálicos. Después de la instalación y la fijación fuerte, las bobinas se cubren con una capa de resina epoxi, luego se les aplica fibra de vidrio y todo se sella con resina epoxi. Después de hacer el cabezal de búsqueda, el condensador C5 se integra en el circuito, la resistencia variable RP1 se establece en la posición media y la resistencia variable RP2 se ajusta a la señal de salida mínima. Al mismo tiempo, en un lado de la posición media, la resistencia variable RP1 reconoce objetos de acero y, en el otro lado, objetos hechos de metales no ferrosos. Debe tenerse en cuenta que con cada cambio en el valor nominal de la resistencia de la resistencia variable RP1, es necesario reconfigurar el dispositivo. En la práctica, el detector de metales es un dispositivo sensible, ligero y bien equilibrado. durante los primeros minutos después de encender el dispositivo, puede haber un desequilibrio de nivel cero, pero después de un tiempo desaparece o se vuelve insignificante. Elementos detectores de metales Autor: Evgeny Lisovy, Ucrania, Uman; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Comentarios sobre el artículo: Igor Me pregunto si alguien hizo un sello normal en una regadera.
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