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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais eletrônico com baixa frequência de operação. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal princípio de funcionamento Um detector de metais é um dispositivo relativamente simples, cujo circuito eletrônico oferece boa sensibilidade e estabilidade. Uma característica distintiva de tal dispositivo é sua baixa frequência operacional. Os indutores do detector de metais operam a uma frequência de 3 kHz. Isso fornece:
O gerador detector de metais excita oscilações na bobina de transmissão a uma frequência de cerca de 3 kHz, criando nela um campo magnético alternado. A bobina receptora está localizada perpendicularmente à bobina transmissora de tal forma que as linhas de força magnética que passam por ela criarão um pequeno EMF. Na saída da bobina receptora, o sinal está ausente ou muito pequeno. Um objeto de metal entrando no campo da bobina altera o valor da indutância. Neste caso, surge um sinal elétrico na saída, que é então amplificado, retificado e filtrado. Assim, na saída do sistema existe um sinal de tensão constante, cujo valor aumenta ligeiramente à medida que a bobina se aproxima do objeto metálico. Este sinal é fornecido a uma das entradas do circuito de comparação, onde é comparado com a tensão de referência que é aplicada à sua segunda entrada. O nível de tensão de referência é ajustado de tal forma que mesmo um pequeno aumento na tensão do sinal leva a uma mudança de estado na saída do circuito de comparação. Este, por sua vez, opera um interruptor eletrônico. Como resultado desse processo, um sinal de áudio é enviado aos estágios do amplificador de saída, alertando o operador sobre a presença de um objeto metálico. Diagrama esquemático O diagrama de circuito do detector de metais é mostrado na fig. 2.38.
Um transmissor, composto pelo transistor VT1 e elementos associados, excita oscilações na bobina L1. Os sinais que entram na bobina L2 são então amplificados pelo chip D1 e retificados pelo chip D2, conectado de acordo com o circuito detector de amplitude. O sinal do detector é fornecido ao capacitor C9 e é suavizado por um filtro passa-baixa, que consiste nos resistores R14, R15 e nos capacitores CY e C11. O sinal é então alimentado na entrada do circuito de comparação D3, onde é comparado com a tensão de referência definida pelos resistores variáveis RP3 e RP4. O gerador, montado em um transistor com uma junção VT2, opera em modo contínuo. Porém, o sinal por ele produzido chega à base do transistor VT4 somente quando o transistor VT3 fecha. Afinal, estando no estado aberto, esse transistor desvia a saída do gerador. Quando um sinal chega à entrada do microcircuito D3, a tensão em sua saída diminui, o transistor VT3 fecha e o sinal do transistor VT2 através do transistor VT4 e do controle de volume RP5 vai para o estágio de saída e alto-falante. Fonte de alimentação do circuito O circuito utiliza duas fontes de alimentação, eliminando a possibilidade de qualquer feedback da saída do circuito para sua entrada sensível. O circuito principal é alimentado por uma bateria com tensão de 18 V, que é reduzida para uma tensão estável de 4 V usando o chip D12. Neste caso, uma diminuição na tensão da bateria durante a operação do circuito não altera as configurações do dispositivo . Os estágios de saída são alimentados por uma fonte de alimentação separada de 9V. Os requisitos de energia são bastante baixos, portanto, três baterias recarregáveis podem ser usadas para alimentar o dispositivo. A bateria do estágio de saída não requer uma chave especial, pois na ausência de sinal o estágio de saída praticamente não consome corrente. Montagem do circuito Recomenda-se montar o circuito detector de metais em uma placa de ensaio. Tal placa é mostrada na Fig. 2.39. A placa possui 24 tiras de cobre com 50 furos cada uma com passo de 2,5 mm. Em primeiro lugar, é necessário fazer 64 cortes nas tiras e fazer três furos de instalação.
Então, na parte de trás da placa, você precisa instalar:
Então você pode instalar os capacitores C16, C17 e o chip D4. Esses elementos formam uma fonte de alimentação com tensão de 12 V. Esta cascata é verificada conectando temporariamente uma bateria com tensão de 18 V. Neste caso, a tensão no capacitor C16 deve ser de 12 ± 0,5 V. Depois disso, você pode prosseguir para a instalação dos elementos do estágio de saída:
A caixa do transistor VT6 está conectada ao seu coletor, portanto, o contato da caixa com elementos adjacentes e jumpers é inaceitável. Como o estágio de saída não consome corrente na ausência de sinal, basta verificá-lo conectando temporariamente um alto-falante, um resistor variável RP5 e uma bateria de 9 V. Depois é necessário instalar os resistores R20-R22 e o transistor VT2, formando um gerador de sinal de áudio. Quando duas fontes de alimentação estão conectadas, um som de fundo é ouvido no alto-falante, mudando com a posição do botão de controle de volume. Depois disso, é necessário montar os resistores R16-R19, o capacitor C12, o transistor VT3 e o chip D3 na placa. Verificando o funcionamento do esquema de comparação A operação do circuito de comparação é verificada da seguinte forma. Os resistores variáveis RP3 e RP3 devem ser conectados à entrada de medição D4. Esta entrada é formada por dois resistores de 10 kOhm, um dos quais é conectado ao barramento de alimentação positivo de +12 V e o outro ao barramento zero. Conecte os segundos terminais dos resistores ao pino 2 do chip D3. O jumper deste pino serve como ponto de conexão temporário. Com o ajuste aproximado (ambas as baterias incluídas), que é realizado pelo resistor variável RP4, o sinal sonoro é interrompido em uma determinada posição, enquanto com o ajuste fino com resistor variável RP3 o sinal deve mudar suavemente próximo a esta posição. Verificação preliminar da operabilidade das cascatas Se essas condições forem atendidas, você pode começar a instalar os resistores R6-R15, os capacitores C6-C11, o diodo VD3 e os microcircuitos D1 e D2. Depois de ligar a fonte de alimentação, primeiro é necessário verificar a presença de sinal na saída do chip D1 (pino 6). Não deve ultrapassar metade do valor da fonte de alimentação (aproximadamente 6 V). A tensão no capacitor C9 não deve diferir da tensão do sinal de saída deste microcircuito, embora a interferência da rede CA possa causar um ligeiro aumento nesta tensão. Tocar a entrada do microcircuito (base do capacitor C6) com o dedo provoca um aumento na tensão devido ao aumento do nível de ruído. Se os botões de ajuste estiverem em uma posição em que não há sinal sonoro, tocar no capacitor C6 com o dedo faz com que o sinal sonoro apareça e desapareça. Isto conclui a verificação preliminar do desempenho das cascatas. Verificação final e ajuste A verificação final e ajuste do detector de metais são realizados após a fabricação dos indutores. Após a verificação preliminar das cascatas do circuito, é possível instalar os demais elementos na placa, com exceção do capacitor C5. Defina temporariamente o resistor variável RP2 para a posição intermediária. Fixe a placa ao chassi de alumínio em forma de L através de arruelas plásticas (para eliminar a possibilidade de curto-circuito) usando três parafusos. O chassi é preso ao corpo do painel de controle com dois parafusos que prendem duas braçadeiras, que são projetadas para fixar o corpo do painel de controle à haste do localizador. A lateral do chassi garante que as fontes de alimentação estejam fixadas no chassi. Ao montar o controle remoto, certifique-se de que os terminais da chave no verso do resistor variável RP5 não toquem nos elementos da placa. Depois de fazer um furo retangular, cole o alto-falante. A haste e as peças de conexão que formam o suporte da cabeça do buscador podem ser feitas de tubos plásticos com diâmetro de 19 mm. A cabeça do localizador em si é uma placa com diâmetro de 25 cm, feita de plástico durável. Sua parte interna deve ser minuciosamente lixada com lixa, o que garante boa aderência à resina epóxi. Fabricação da bobina de transmissão As principais características de um detector de metais dependem em grande parte das bobinas utilizadas, portanto sua fabricação requer um tratamento especial. Bobinas do mesmo formato e tamanho devem ser enroladas em um circuito em forma de D, criado a partir de pinos fixados em um pedaço de placa adequado. Cada bobina deve consistir em 180 voltas de fio de cobre esmaltado de 0,27 mm com torneira na 90ª volta.
Antes de retirar as bobinas dos pinos, é necessário enfaixá-las em vários locais, conforme mostra a Fig. 2.40, a. Em seguida, cada bobina deve ser enrolada com um fio forte para que as voltas se encaixem perfeitamente umas nas outras. Isso completa a produção da bobina de transmissão. Fazendo uma bobina de recolhimento A bobina receptora deve estar equipada com uma tela. A bobina é blindada da seguinte forma. Primeiro você precisa embrulhar com arame e depois embrulhar com uma camada de papel alumínio, que precisa ser enrolada novamente com arame. Este enrolamento duplo garante um bom contato com a folha de alumínio. Deve haver uma pequena folga ou folga nos enrolamentos do fio e na folha, conforme mostrado na Fig. 2.40, 6, evitando a formação de uma volta fechada em torno da circunferência da bobina. Montagem de um detector de metais As bobinas assim feitas devem ser fixadas com grampos nas bordas da placa plástica e conectadas à unidade de controle por meio de um cabo blindado de quatro núcleos. Conecte as duas derivações centrais e a blindagem da bobina receptora ao barramento neutro através de fios blindados. Testes Funcionais Se você ligar um detector de metais e um receptor de rádio localizado próximo à bobina, poderá ouvir um apito agudo (na frequência do detector de metais), causado pela captação de um sinal de áudio no receptor de rádio. Isso indica que o gerador do detector de metais está funcionando corretamente. Neste caso, não importa a banda em que o rádio está sintonizado, então você pode usar qualquer gravador de fita cassete para verificar. O local da posição de trabalho das bobinas é determinado:
A segunda opção para montagem de bobinas é muito mais simples. A tensão no capacitor deve ser de aproximadamente 6 V. Depois disso, as partes externas das bobinas podem ser coladas com resina epóxi, mas as internas, passando pelo centro, devem ficar soltas, permitindo o ajuste final. Configuração final O ajuste final consiste em colocar as partes soltas das bobinas em uma posição tal que objetos não ferrosos, como moedas, provoquem um rápido aumento no sinal de saída e outros objetos provoquem uma ligeira diminuição. Caso o resultado desejado não seja alcançado, é necessário trocar as pontas de uma das bobinas. Deve-se lembrar que o ajuste final ou ajuste das bobinas deve ser realizado na ausência de objetos metálicos. Depois de instalar e fixar firmemente as bobinas, é necessário cobri-las com uma camada de resina epóxi, depois colocar fibra de vidro sobre elas e selar tudo com resina epóxi. Após a fabricação da cabeça de busca, as seguintes ações devem ser realizadas:
Neste caso, de um lado da posição intermediária, o resistor variável RP1 garante o reconhecimento de objetos de aço, e do outro lado - objetos de metais não ferrosos. Cada vez que o valor nominal da resistência do resistor variável RP1 muda, é necessário reconfigurar o dispositivo. Na prática, um detector de metais é um dispositivo leve, bem equilibrado e sensível. Durante os primeiros minutos após ligar o aparelho, pode haver um desequilíbrio do nível zero, mas depois de algum tempo ele desaparece ou torna-se insignificante. Publicação: loktek.ru
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Comentários sobre o artigo: Saratovets Olá pessoal, por favor, explique quem REALMENTE sabe sobre a configuração "final" das bobinas deste dispositivo. A tensão de saída mínima (como eu fiz) é melhor controlada com um osciloscópio na entrada não inversora DA2! E a discriminação "de um lado e do outro do resistor RP1" cheira a xamanismo! Eu fiz este dispositivo, configurei pela bunda (não como recomendado), peguei 5 policiais (pelo ar) 12-12,5 cm. Isso é com capacidades C3 e C4 0,047 uF.! Talvez um de vocês tenha feito isso? E com 0.22uF - o absurdo sai! Ou eu exijo muito dele (aparelho)? Sinceramente! Vladimir, Ulyanovsk Fiz este detector de metais de acordo com a descrição dada com muitas provações, parece funcionar, embora a sensibilidade seja baixa - cerca de 10 cm. Acho que o motivo está na fabricação de bobinas e afinação. Mas há perguntas. Na topologia da placa de circuito impresso dada na descrição com o RE localizado nela, o regulador de tensão um78L12 está localizado incorretamente, pois. sua entrada está localizada no "terra", a saída comum e a saída em barramentos inadequados, ou seja, ele deve estar localizado uma "linha" acima. O próximo problema é depois de montar os elementos do estágio de saída dos transistores VT4-VT6 e R23-26, o que deve acontecer ao verificar este estágio ao conectar uma bateria de 9v, alto-falante e Rp5 variável? Logicamente, o alto-falante deve ser silencioso, mas assobia. Então, de acordo com a descrição, monto um gerador de som baseado em KT117 (VT2, R20-22), verifico seu funcionamento conectando duas baterias 9v, 18v, Rp5 variável e um alto-falante - não há sinal sonoro. Não há menção ao momento de montagem C13. Resumindo, após muitas e frequentes substituições do RE, verificando seus parâmetros (embora o RE estivesse de acordo com a lista), consegui "iniciar" o gerador de som, instalação e verificação do circuito de comparação (VT3, D3, R16 -19, C12) correu sem problemas, mas depois de instalar os microcircuitos D1, D2, R6-15, C6-11, o diodo VD3) verifico o funcionamento do circuito de acordo com a descrição, recebo 6v na 1ª saída de D6, e em C9 9v, em vez de 6v. Tocar em C6 com o dedo nas condições recomendadas não produz um sinal sonoro. Qual é o motivo? Talvez no próprio circuito ou no RE utilizado? Aqueles que estavam envolvidos na fabricação de um detector de metais de acordo com o esquema e a descrição propostos, peço que ajudem a descobrir o que é o quê. Desde já, obrigado.
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