|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais com maior sensibilidade nos transistores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal A operação do detector de metais, cujo circuito e projeto são discutidos nesta seção, é baseada no princípio de analisar mudanças nas batidas de oscilação de dois geradores, a frequência de um dos quais é estável, e a frequência do segundo muda quando um objeto de metal aparece na área de cobertura do dispositivo. Ao trabalhar neste dispositivo, foi feita uma tentativa de criar um detector de metais livre de uma série de desvantagens inerentes a outros projetos semelhantes. Apesar de o circuito deste dispositivo ter sido desenvolvido há mais de 20 anos, suas vantagens incluem sensibilidade relativamente alta, estabilidade de operação e capacidade de distinguir entre metais não ferrosos e ferrosos. As soluções de circuito utilizadas garantiram maior estabilidade das frequências de operação dos geradores, o que possibilitou estimar frequências de batimento na faixa de 1 a 10 Hz. Como resultado, a sensibilidade do dispositivo aumentou e a corrente por ele consumida também diminuiu. Diagrama esquemático Conforme já indicado, o projeto proposto é uma das muitas opções para detectores de metais do tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), ou seja, é um dispositivo baseado no princípio de análise de batimentos de duas frequências (Fig. 2.10).
A base do dispositivo é um oscilador de medição e referência, um detector de vibração de RF, um pré-amplificador, um primeiro amplificador limitador, um circuito diferenciador, um segundo amplificador limitador e um amplificador de baixa frequência. Dois geradores LC simples feitos nos transistores T1 e T2 foram utilizados como osciladores de medição e referência. Esses transistores fazem parte do microcircuito K159NT1G, que é um par de transistores idênticos localizados no mesmo pacote. O uso de um conjunto de transistores pode aumentar significativamente a estabilidade de temperatura das frequências do gerador. Cada gerador é montado segundo um circuito capacitivo de três pontos, com os transistores T1 e T2 conectados segundo um circuito de base comum. A excitação das oscilações é garantida pela introdução de feedback positivo entre o coletor e o emissor de cada transistor. A frequência de operação dos geradores é determinada pelos parâmetros dos circuitos de ajuste de frequência conectados entre os coletores e emissores dos transistores T1 e T2. Neste caso, os elementos de ajuste de frequência do primeiro gerador, que desempenha as funções de um gerador de medição, são a bobina sensora L1 e os capacitores C1, C2 e C3. A frequência de operação do segundo gerador de referência é determinada pelos parâmetros do indutor L2, bem como dos capacitores C6, C7 e C9. Neste caso, ambos os geradores estão sintonizados para uma frequência de operação de 40 kHz. Usando os resistores R1-R4, são definidos os modos de operação dos transistores T1 e T2 para corrente contínua. No processo de configuração do dispositivo, alterando a capacitância do capacitor C6, o oscilador de referência é aproximadamente sintonizado no harmônico selecionado da frequência de batimento. Neste caso, a capacitância do capacitor C6 pode variar de 100 a 330 pF. O ajuste fino da frequência de batimento é realizado pelo resistor variável R7, com o qual muda a polarização do diodo zener D1, que neste circuito atua como um varicap. Quando a bobina sensora L1 do circuito oscilatório do gerador sintonizável se aproxima de um objeto metálico, sua indutância muda, o que provoca uma mudança na frequência de operação do gerador. Além disso, se houver um objeto de metal ferroso (ferromagnético) próximo à bobina L1, sua indutância aumenta, o que leva a uma diminuição na frequência do gerador. O metal não ferroso reduz a indutância da bobina L1 e a frequência de operação do gerador aumenta. O sinal de RF gerado pela mistura dos sinais dos osciladores de medição e referência é isolado no resistor de carga R5. Neste caso, a amplitude do sinal muda com a frequência de batimento, que é igual à diferença nas frequências dos sinais de RF. O envelope de baixa frequência do sinal de RF é detectado por um detector especial feito nos diodos D2 e D3 usando um circuito de duplicação de tensão. Neste caso, o capacitor C11 fornece filtragem do componente de alta frequência do sinal. Da carga do detector, que é o resistor R6, o sinal de batida de baixa frequência é alimentado através do capacitor C12 para um pré-amplificador feito no transistor T3. Do coletor do transistor T3, o sinal amplificado através do capacitor C13 é fornecido ao primeiro amplificador limitador, feito no transistor T4 e proporcionando a formação de pulsos retangulares. Utilizando um divisor composto pelos resistores R11 e R12, uma tensão de polarização é aplicada à base do transistor T4 na qual o transistor está no limiar de abertura. O sinal senoidal que chega à base do transistor T4 é limitado em ambos os lados. Como resultado, pulsos retangulares são formados na carga em cascata, cujo papel é desempenhado pelo resistor R13, que são posteriormente diferenciados pelo circuito C14, R14, R15 e convertidos em picos pontiagudos. Neste caso, um pico de polaridade positiva é formado no local da frente de cada pulso, e um pico de polaridade negativa é formado no local da queda. Deve-se notar que a duração desses picos não depende da taxa de repetição dos pulsos retangulares e de sua duração. Os picos positivos vão para a base do transistor T5 e os picos negativos são cortados pelo diodo D4. O transistor T5, assim como o transistor T4, opera em modo chaveado e limita o sinal de entrada de modo que pulsos retangulares curtos de duração fixa sejam formados na carga do coletor formada pelos resistores R16 e R17. O capacitor C15 filtra o sinal de saída e melhora o timbre do sinal nos fones de ouvido BF1. Do resistor R16, que é um controle de volume, o sinal vai para um estágio amplificador composto pelos transistores T6 e T7, conectados de acordo com o chamado circuito de transistor composto. Com esta conexão, é formado um equivalente a um transistor de condução PNP de alta potência com alto coeficiente de transferência de corrente. Em seguida, o sinal amplificado é enviado para os fones de ouvido BF1. O método utilizado neste projeto para gerar um sinal de pulso a partir de um senoidal permite reduzir a potência consumida pelo amplificador, principalmente no estágio de saída, uma vez que os transistores T5, T6 e T7 ficam fechados durante as pausas entre os pulsos. O detector de metais é alimentado pela fonte B1 com tensão de 4,5 V, enquanto o consumo de corrente não ultrapassa 2 mA. Detalhes e construção Não há requisitos especiais para as peças utilizadas na montagem de um detector de metais com maior sensibilidade. A única limitação está relacionada às dimensões gerais, já que grande parte das peças deste dispositivo são montadas em uma placa de circuito impresso medindo 70x110 mm, feita de folha getinax unilateral ou fibra de vidro. A placa de circuito impresso é projetada para utilizar resistores fixos MLT-0,125, capacitores KSO, PM, MBM, K50-6 ou similares (Fig. 2.11). Ao repetir este projeto como um conjunto de transistores (transistores T1 e T2), você pode usar o microcircuito K159NT1 com qualquer índice de letras. Porém, hoje em dia nem sempre é possível encontrá-lo. Portanto, se necessário, em vez de um conjunto de transistores, recomenda-se a utilização de dois transistores do tipo KT315G com parâmetros iguais ou possivelmente semelhantes (coeficiente de transferência de corrente estática e corrente inicial de coletor).
Nos estágios do amplificador (transistores T3, T4 e T5), ao invés de transistores do tipo KT342B, podem-se instalar transistores dos tipos KT315G, KT503E ou KT3102A - KT3102E. Um transistor do tipo KT502E (T6) é completamente substituível por KT361, e um transistor do tipo K503E (T7) por KT315 com quaisquer índices de letras. Mas neste caso os fones de ouvido devem ser de alta impedância (tipo TON-2 ou TEG-1). Ao usar telefones de baixa impedância, o transistor T7 deve ser mais potente, por exemplo, tipo KT603B ou KT608B. Como diodo zener D1, você também pode usar diodos zener do tipo D808-D813 ou KS156A. Os diodos D2 e D3 podem ser de qualquer uma das séries D1, D9 ou D10. A bobina L2 contém 250 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,1 mm, enroladas em um núcleo magnético SB-23-11a. Outros núcleos podem ser utilizados em sua fabricação. O principal é que a indutância da bobina acabada seja de 4 mH. A bobina de medição L1 contém 100 voltas de fio PEV-1 com diâmetro de 0,3 mm e é feita em forma de toro com diâmetro de 160 mm. É mais fácil fazer essa bobina em uma estrutura rígida, mas você pode passar sem ela. Neste caso, qualquer objeto redondo adequado, como uma jarra, pode ser usado como moldura temporária. As voltas da bobina são enroladas a granel, após o que são removidas da estrutura e protegidas por uma tela eletrostática, que é uma fita aberta de papel alumínio enrolada sobre um feixe de voltas. A distância entre o início e o final do enrolamento da fita (a distância entre as extremidades da tela) deve ser de pelo menos 10 mm. Ao fazer a bobina L1, deve-se ter cuidado para que as pontas da fita de blindagem não entrem em curto-circuito, pois neste caso se forma uma espira em curto-circuito. Para aumentar a resistência mecânica, a bobina pode ser impregnada com cola epóxi. Os condutores de um cabo blindado de dois núcleos com cerca de um metro de comprimento devem ser soldados aos terminais da bobina, na outra extremidade da qual está instalado um conector tipo SSh-3 ou qualquer outro conector adequado de pequeno porte. A trança do cabo deve ser conectada à blindagem da bobina. Na posição de operação, o conector da bobina é conectado à parte correspondente do conector localizado no corpo do dispositivo. O detector de metais de alta sensibilidade é alimentado pela fonte B1 com uma tensão de 4,5 V. Como tal fonte, você pode usar, por exemplo, uma chamada bateria quadrada do tipo 3336L ou três elementos do tipo 316, 343 conectados em série . A placa de circuito impresso com os elementos nela localizados e a fonte de alimentação são colocados em qualquer caixa adequada de plástico ou madeira. Na tampa da caixa estão os resistores variáveis R7 e R16, o conector X1 para conectar a bobina sensora L1, a chave S1 e o conector X2 para conectar os fones de ouvido BF1. Estabelecimento Tal como acontece com o ajuste de outros detectores de metais, o ajuste deste dispositivo deve ser realizado em condições onde objetos metálicos sejam removidos da bobina detectora L1 a uma distância de pelo menos 1,5 m. A instalação real de um detector de metais deve começar selecionando a frequência de batimento desejada. Para isso, recomenda-se a utilização de um osciloscópio ou frequencímetro digital. Ao trabalhar com um osciloscópio, sua ponta de prova deve ser conectada ao ponto de conexão dos resistores R1, R4, R5 e do capacitor C8, ou seja, à entrada do detector. A forma de onda neste ponto se assemelha à forma de onda de um sinal de RF modulado. A seguir, ajustando a bobina L2 e selecionando as capacitâncias dos capacitores C2 e C6, é necessário garantir que a frequência de modulação (frequência de batimento) seja de aproximadamente 10 Hz. Ao usar um frequencímetro digital para configurar um detector de metais, o frequencímetro deve ser conectado primeiro ao circuito coletor do transistor T1 e depois ao coletor do transistor T2. Ao selecionar os parâmetros dos elementos mencionados anteriormente (indutância da bobina L2, capacitância dos capacitores C2 e C6), é necessário garantir que a diferença nas frequências dos sinais nos coletores dos transistores T1 e T2 seja de aproximadamente 10 Hz. A seguir, selecionando o resistor R8, é definido o ganho máximo da cascata feita no transistor T3. Se você não tiver um osciloscópio e um medidor de frequência, poderá selecionar a frequência de batimento desejada sem eles. Neste caso, você deve primeiro colocar o controle deslizante do resistor R7 na posição intermediária e, em seguida, girando o núcleo de sintonia da bobina L2, fazer aparecer cliques nos telefones com uma frequência de aproximadamente 1-5 Hz. Caso não seja possível definir a frequência desejada, deve-se selecionar a capacitância do capacitor C6. Para reduzir a influência do fundo do solo, a seleção final da frequência de batimento deve ser realizada quando a bobina buscadora L1 se aproxima do solo. Isso completa o processo de configuração de um detector de metais com maior sensibilidade. Procedimento de trabalho No uso prático deste detector de metais, o resistor variável R7 deve ser usado para manter a frequência necessária do sinal de batimento, que muda quando a bateria está descarregada, quando a temperatura ambiente muda ou quando as propriedades magnéticas do solo se desviam. Você também precisa ajustar o volume dos cliques usando o regulador R16. Se durante a operação houver algum objeto metálico no alcance da bobina sensora L1, a frequência do sinal nos telefones mudará. Ao se aproximar de alguns metais, a frequência do sinal de batida aumentará e, ao se aproximar de outros, diminuirá. Ao alterar o tom do sinal de batida, com alguma experiência, você pode facilmente determinar de que metal, magnético ou não magnético, o objeto detectado é feito. Com a ajuda desse detector de metais, pequenos objetos, como pregos, podem ser detectados sob a camada de solo a uma profundidade de 10 a 15 cm, e objetos grandes (por exemplo, tampas de poço) a uma profundidade de 50 a 60 cm . Autor: Adamenko M.V.
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Enormes telas de toque da Microsoft ▪ Chuvas de meteoros artificiais ▪ Molécula para coletar e armazenar energia solar ▪ Microplásticos acabam nos alimentos ▪ Guerra eletrônica no reino dos peixes
▪ seção do site Proteção contra raios. Seleção de artigos ▪ artigo O Oriente é um assunto delicado. expressão popular ▪ artigo Por quem, quando e como foi inventado o primeiro tatu? Resposta detalhada ▪ artigo íris germânica. Lendas, cultivo, métodos de aplicação ▪ artigo Indicador de objetos metálicos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página