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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais em três microcircuitos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Em detectores de metais do tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), nos quais os osciladores de referência e medição são montados nos elementos de um microcircuito, existem algumas desvantagens. Em primeiro lugar, eles incluem a ocorrência de conexões parasitas entre elementos individuais dentro do cristal do microcircuito, que são quase impossíveis de eliminar. É por isso que em tais detectores de metais é necessário escolher uma frequência de batimento superior a 100-300 Hz, o que inevitavelmente leva a uma diminuição da sensibilidade do dispositivo. Portanto, os dispositivos baseados na análise do sinal de batimento, nos quais os osciladores de referência e medição são montados em microcircuitos separados, estão se tornando cada vez mais populares. Diagrama esquemático O dispositivo proposto é uma das variantes dos detectores de metais do tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), ou seja, é um dispositivo baseado no princípio de analisar as batidas de dois sinais de frequência próxima. Ao mesmo tempo, neste projeto, a avaliação da mudança na frequência do batimento é realizada de ouvido. A base deste dispositivo (Fig. 3.10) são os osciladores de referência e medição, estágios correspondentes, um mixer e um circuito de indicação acústica.
No projeto em consideração, dois osciladores LC simples são usados como referência e osciladores de medição. As soluções de circuito desses geradores são quase idênticas. Neste caso, o oscilador de referência é montado nos elementos IC1.1 e IC1.2 do chip IC1, e o segundo oscilador, de medição ou sintonizável, é feito nos elementos IC2.1 e IC2.2 do chip IC2. A frequência de operação do oscilador de referência é determinada pelos parâmetros dos elementos que formam seu circuito oscilatório, ou seja, as capacitâncias dos capacitores C1, C3, C5 e C6, bem como a indutância da bobina L1. O circuito do oscilador de medição usa os capacitores C2, C4, C7, C8 e a bobina de busca L2. Neste caso, ambos os geradores são sintonizados em uma frequência operacional de aproximadamente 300 kHz. As cascatas, feitas nos elementos IC1.3 e IC2.3, fornecem desacoplamento entre os geradores por tensão alternada e também enfraquecem a influência do misturador nos geradores. Das saídas dos estágios do buffer, os sinais de RF através dos capacitores C11 e C12 são alimentados ao mixer e depois ao amplificador de oscilação de frequência de diferença, que são feitos no chip IC3. O sinal de batida é então enviado para os fones de ouvido BF1. Nesse caso, o capacitor C15 fornece filtragem do componente de alta frequência do sinal. A energia é fornecida aos microcircuitos de uma fonte B1 com tensão de 9 V através de um filtro formado pelos capacitores C16 e C17. Ao aproximar a bobina de busca L2 do circuito oscilatório do gerador sintonizável a um objeto de metal, sua indutância muda, o que causa uma mudança na frequência de operação do gerador. Se um objeto de metal magnético estiver próximo da bobina L2, sua indutância aumenta, o que leva a uma diminuição na frequência do gerador. O metal não ferroso reduz a indutância da bobina L2 e a frequência de operação do gerador aumenta. Ao alterar a frequência do sinal de batida nos fones de ouvido, pode-se concluir que um objeto de metal apareceu na área de cobertura da bobina de busca e, aumentando ou diminuindo o tom, de que metal o objeto detectado é feito. Detalhes e construção Todas as partes do detector de metais em consideração (com exceção da bobina de busca L2, conectores X1 e X2, bem como a chave S1) estão localizadas em uma placa de circuito impresso de tamanho 60x50 mm (Fig. 3.11), feita de um getinax ou textolite revestido de folha de lado.
Não há requisitos especiais para as peças usadas neste dispositivo. Recomenda-se o uso de capacitores e resistores de pequeno porte que possam ser colocados em uma placa de circuito impresso sem problemas. Ao mesmo tempo, a placa foi projetada para instalar resistores fixos do tipo MLT-0,125 ou outros de pequeno porte (por exemplo, MLT-0,25 ou VS-0,125). Os capacitores C2, C5-C7 e C8 podem ser do tipo KT-1, os capacitores C3, C4, C9-C12, C15 e C16 - do tipo KM-4 ou K10-7V, e os capacitores C13 e C17 - do tipo K50 -6 tipo. Como capacitor C1, é recomendável usar qualquer capacitor variável de um receptor de rádio de pequeno porte. Você também pode usar capacitores de ajuste do tipo KPK-3 com capacidade de 25-150 pF. A capacitância máxima do capacitor C1 deve ser de pelo menos 200 pF. A bobina L1 do circuito do oscilador de referência é feita em uma estrutura de um circuito magnético de anel 600NN K8x6x2 e contém 50 voltas de fio PELSHO com um diâmetro de 0,2 mm, que são enroladas uniformemente em todo o perímetro do circuito magnético. A bobina de busca L2 contém 50 voltas de fio PELSHO com diâmetro de 0,27 mm e é feita na forma de um anel com diâmetro de 180-220 mm. Essa bobina é mais fácil de fazer em uma estrutura rígida, mas você pode ficar sem ela. Nesse caso, qualquer objeto redondo adequado pode ser usado como moldura temporária. As voltas da bobina são enroladas a granel, após o que são retiradas da armação e impregnadas com cola epóxi para aumentar a resistência mecânica. Em seguida, a bobina L2 é protegida com uma blindagem eletrostática, que é uma tira aberta de folha de alumínio enrolada em um feixe de voltas. O espaço entre o início e o fim do enrolamento da fita (o espaço entre as extremidades da tela) deve ser de pelo menos 15 a 20 mm. Na fabricação da bobina L2, é especialmente necessário garantir que as extremidades da fita de blindagem não fechem, pois neste caso é formada uma bobina em curto-circuito. Para proteger contra danos, a folha pode ser envolvida com uma ou duas camadas de fita isolante. Fones de ouvido de alta impedância, como TON-2, TA-4 ou similares, podem servir como fonte de sinais sonoros. Como fonte de alimentação V1, pode-se utilizar, por exemplo, uma bateria Krona ou duas baterias 3336L conectadas em série. A placa de circuito impresso com os elementos nela localizados e a fonte de alimentação são colocados em qualquer caixa metálica adequada. Na tampa do invólucro estão instalados: conector X1 para conectar fones de ouvido BF1, conector X2 para conectar bobina de pesquisa L2 e interruptor S1. Estabelecimento Este detector de metais deve ser ajustado em condições em que objetos de metal são removidos da bobina detectora L2 a uma distância de pelo menos 1,5 m. O ajuste direto do dispositivo é para selecionar a frequência de batida desejada. Para fazer isso, é recomendável usar um osciloscópio ou um medidor de frequência digital. Antes de tudo, você deve definir a frequência do oscilador de referência, controlando seu valor no pino 10 do IC1. A frequência do oscilador de referência é ajustada para aproximadamente 300 kHz selecionando as capacitâncias dos capacitores C5 e C6 e, se necessário, ajustando o núcleo da bobina L1. Anteriormente, o rotor do capacitor C1 deveria ser ajustado aproximadamente na posição intermediária. A seguir, escolhendo a capacitância do capacitor C2, deve-se ajustar a frequência do oscilador de medição, controlando seu valor no pino 10 do IC2. Nesse caso, a frequência do oscilador de medição é escolhida de forma que seu valor difira da frequência do oscilador de referência em cerca de 500-1000 Hz. Isso conclui o processo de configuração do dispositivo. Procedimento de trabalho O uso prático do detector de metais considerado não difere significativamente do procedimento para trabalhar com outros dispositivos BFO, nos quais a avaliação da presença de um objeto de metal na área de cobertura da bobina de busca é realizada de ouvido. Se, durante a operação, algum objeto de metal aparecer na área de ação da bobina de busca L2, a frequência do sinal de batida nos fones de ouvido mudará. Ao se aproximar de alguns metais, a frequência do sinal aumentará, ao se aproximar de outros, diminuirá. Ao alterar o tom do sinal de batida, tendo uma certa experiência, pode-se determinar facilmente de que metal, magnético ou não magnético, o objeto detectado é feito. O capacitor variável C1 mantém a frequência necessária do sinal de batida, que pode mudar sob a influência de vários fatores (por exemplo, quando as propriedades magnéticas do solo mudam, a temperatura ambiente ou a bateria é descarregada). Usando este dispositivo, pequenos objetos (por exemplo, uma moeda de tamanho médio) podem ser detectados a uma profundidade de até 60-70 mm e uma tampa de bueiro de esgoto a uma profundidade de até 0,5 m. Autor: Adamenko M.V.
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