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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais doméstico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Muitas pessoas hoje procuram tesouros, moedas e joias perdidas. Para tal trabalho, é claro, você precisa de um bom dispositivo - um detector de metais. O autor do artigo proposto montou um dispositivo semelhante, testou-o em ação e recomenda repeti-lo a todos. A base do detector de metais foi o dispositivo descrito no livro de Flind E. "Electronic devices for the home" (Energoatomizdat, 1984). Durante a prototipagem e teste do dispositivo, o gerador foi aprimorado, a base do elemento foi substituída por uma mais acessível, o estágio de saída do indicador de presença de metal foi simplificado, um indicador ponteiro foi introduzido e um filtro de ruído foi instalado. O princípio de operação do detector de metais de "transmissão - recepção" resultante é registrar um sinal refletido por um objeto metálico. Este sinal ocorre devido ao efeito sobre o metal de um campo magnético alternado da bobina transmissora (irradiante) do detector de metais conectado ao gerador. A bobina receptora está localizada no mesmo plano da bobina transmissora, de tal forma que as linhas de força magnética que passam por ela criam um pequeno EMF. Nos terminais da bobina, o sinal está ausente ou muito pequeno. Uma diminuição adicional no sinal é fornecida pelo nó de compensação. Se um objeto metálico entra no campo das bobinas, o acoplamento indutivo entre elas muda, um sinal elétrico aparece nos terminais da bobina receptora, que é amplificado, retificado e depois filtrado. Como resultado, uma tensão constante aparece na saída do filtro, que aumenta à medida que as bobinas se aproximam de um objeto metálico. Este sinal é alimentado em uma das entradas da unidade de comparação, onde é comparado com a tensão de referência aplicada à sua segunda entrada. O nível de tensão de referência é ajustado de tal forma que mesmo um pequeno aumento no sinal leva a uma mudança significativa no nível do sinal na saída do nó de comparação. Isso, por sua vez, ativa a chave eletrônica que controla a campainha do detector de metais. O esquema do detector de metais aprimorado é mostrado na fig. 1. O gerador, feito no transistor VT2 e no circuito L1C3, opera a uma frequência de aproximadamente 4,6 kHz. A baixa frequência do gerador proporciona, por um lado, uma reação fraca do detector de metais a sinais indesejados (por exemplo, aqueles que ocorrem na presença de areia úmida, pequenos pedaços de metal, etc.), e por outro lado mão, boa sensibilidade. Se desejar, a frequência do gerador pode ser reconstruída alterando os parâmetros das peças L1, C3 e L2, C6, bem como do filtro R16C11.
A profundidade de detecção de objetos depende da frequência do sinal de trabalho, de sua potência, do tamanho dos indutores, bem como do tamanho e forma do objeto e de sua posição. Quanto maior a frequência do gerador, menor será a profundidade de detecção de pequenos objetos. Quanto maiores os indutores, maior será a profundidade de detecção. Por exemplo, este detector de metais detecta uma moeda com diâmetro de 25 mm a uma distância de 13 cm e uma placa de alumínio com dimensões de 100x100 mm a uma distância de 40 cm. O gerador é montado em um conjunto de transistores. O transistor VT2 atua diretamente no gerador, aVT1, em conjunto com um divisor de peças R2-R4, em um estabilizador térmico que proporciona compensação de temperatura. Os sinais que chegam à bobina receptora L2 são limitados em amplitude (na presença de um grande objeto metálico) pelos diodos VD1, VD2 e depois amplificados pelo amplificador operacional DA1.1. A entrada deste microcircuito recebe um sinal de compensação do gerador através do capacitor C5, resistores R7-R10 e capacitor C8 - atenua o sinal da bobina L2 que chega à bobina L1 na ausência de objetos metálicos próximos. Após a amplificação, o sinal passa pelo filtro passa-baixa R16C11 e é retificado pelo amplificador operacional DA1.2. Com uma tensão de entrada positiva aplicada à entrada não invertida do microcircuito, o diodo VD3 está aberto e fornece feedback negativo. O capacitor C12 está carregando, a seta indicadora PA1 está desviada. Com uma tensão de entrada negativa, o diodo está fechado, não há feedback e há tensão zero no cátodo do diodo. O sinal do detector é suavizado pelo filtro R21C14R22C15 e alimentado ao comparador DA2.1, onde é comparado com a tensão de referência regulada pelos resistores variáveis R23 (áspero) e R25 (fino). Quando o comparador é acionado, a tensão em sua saída diminui, o transistor VT3 fecha, o gerador de tons montado no amplificador operacional DA2.2 começa a funcionar. Seu sinal de saída é alimentado a um amplificador de potência feito em um transistor VT4, cuja carga é o fone de ouvido BF1 (de um aparelho auditivo). O volume do som dentro de uma pequena faixa é regulado por um resistor variável R38. O estágio de saída é alimentado por uma fonte separada, o que elimina a possibilidade de excitação do dispositivo. A parte principal do detector de metais é alimentada por uma fonte de 12 V (bateria), que é reduzida para 3 V usando o estabilizador DA9. Os detalhes do detector de metais são montados em três placas de circuito impresso (Fig. 2-4) feitas de fibra de vidro unilateral. Eles são projetados para usar resistores MLT-0,125, resistor R10 SP4-1, capacitores C3, C6 - K71-7.
É permitido substituir o conjunto do transistor 2TC3103A pelo KTC3103, mas será necessário alterar o desenho da placa de circuito impresso. Indicador de seta RA1 - indicador de nível de gravação de qualquer gravador. As placas e outras partes do detector de metais são colocadas em uma caixa feita de material isolante (Fig. 5).
Atenção especial deve ser dada à fabricação de bobinas. São enrolados em um mandril com diâmetro de 140 mm, o que é bom para usar uma jarra de vidro. Cada bobina consiste em 200 voltas de fio de cobre esmaltado de 0,27 mm de diâmetro com uma torneira na volta intermediária. Antes de retirar a bobina do mandril, ela é amarrada em três ou quatro lugares e, após a retirada, é enrolada com um fio forte para que as voltas se encaixem perfeitamente. A seguir, as bobinas têm o formato mostrado na Fig. 6, e prenda-os a uma placa de plástico 1 com fios 2. A bobina de transmissão 3 está colocada na parte inferior, a bobina de recepção 4 está na parte superior. A bobina receptora deve ser dotada de tela de alumínio com folga para evitar a formação de circuito fechado. As saídas das bobinas são conectadas ao restante do dispositivo por meio de um cabo 5 em trança blindada. A distância entre as voltas verticais (conforme figura) das bobinas deve ser igual a 25 mm, é finalmente especificada após configurar o detector de metais de acordo com a leitura mínima do indicador PA1 na ausência de objeto metálico próximo às bobinas .
Após a fixação final das bobinas, elas são cobertas por cima com um invólucro decorativo e nele é fixada uma haste (Fig. 7).
A configuração do detector de metais consiste em colocar o controle deslizante do resistor R10 com a posição intermediária do controle deslizante R8 para uma posição tal que a seta do indicador PA1 fique na marca "zero" (por conveniência, a seta é colocada no marca central da escala selecionando o resistor R 19. Para isso, pode ser necessário alterar a conexão dos terminais de uma das bobinas do gerador. Durante a operação do detector de metais, após seu estabelecimento do modo de operação por 20 minutos, o resistor R8 atinge uma leitura "zero" do relógio comparador. Depois disso, os resistores variáveis R25 e R23 ajustam a tensão de referência próxima ao funcionamento do comparador e ao aparecimento de um som tonal. Naturalmente, esse ajuste é realizado na ausência de metal próximo às bobinas. Autor: V.Grichko, Krasnodar
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