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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais com estabilização de quartzo em microcircuitos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Recentemente, nas prateleiras dos mercados de rádio, você pode encontrar todos os tipos de designers ou conjuntos de peças componentes, ao comprá-los, qualquer pessoa pode montar rapidamente um simples detector de metais sem muito esforço. O autor teve o prazer de conhecer vários designers infantis e juvenis, que podem ser recomendados para adultos. A base de um desses conjuntos foi o esquema do detector de metais, publicado pela primeira vez no final dos anos 80 do século passado e depois disso, com várias alterações e acréscimos, publicado mais de uma vez em várias publicações nacionais e estrangeiras. Diagrama esquemático O detector de metais em questão é uma das inúmeras variantes do dispositivo do tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), ou seja, é um dispositivo baseado no princípio de analisar as batidas de duas frequências. Ao mesmo tempo, neste projeto, a avaliação da mudança de frequência é realizada de ouvido. Como você sabe, até certo ponto, você pode aumentar a sensibilidade de um detector de metais do tipo BFO se selecionar o valor de frequência do oscilador de referência 5 a 10 vezes maior que o valor de frequência do oscilador de medição. Nesse caso, estima-se a mudança na frequência de batida que ocorre entre as oscilações da frequência fundamental do oscilador de referência e a harmônica de frequência mais próxima do oscilador de medição. Como resultado, uma mudança na frequência do gerador de medição sob a influência de influências externas em apenas 10 Hz leva a um aumento na frequência das oscilações de diferença em 50-100 Hz. Assim, ao escolher a frequência do gerador de medição na faixa de 100-200 kHz, a frequência do gerador de referência deve ser de 500-2 kHz. Deve-se notar que a frequência do oscilador de referência deve ser estabilizada. A base do circuito deste dispositivo (Fig. 3.12) são os osciladores de medição e referência, estágios de buffer, um mixer e um circuito de indicação acústica.
O oscilador de referência é feito nos elementos IC1.1 e IC1.2 do chip IC1, sua frequência operacional é estabilizada por um ressonador de quartzo Q1 (1 MHz). O oscilador de medição ou sintonizável é feito nos elementos IC2.1 e IC2.2 do chip IC2. A frequência de operação deste gerador é determinada pelos parâmetros dos elementos que formam seu circuito oscilatório, ou seja, as capacitâncias dos capacitores C2, C3 e do varicap D1, bem como a indutância da bobina L1. Nesse caso, a alteração da capacitância do varicap D1 é realizada por meio de um resistor variável R2. A frequência de operação do gerador de medição está na faixa de 200-500 kHz. A bobina L1 do circuito oscilatório do gerador sintonizável é uma bobina de busca. Ao se aproximar de um objeto de metal, a indutância da bobina muda, o que leva a uma mudança na frequência de operação do gerador e, consequentemente, a uma mudança na frequência de batimento. 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 são alimentados ao mixer, feito no elemento IC1.4. Em seguida, o sinal de batida é enviado para os fones de ouvido BF1. Nesse caso, o capacitor C10 fornece filtragem do componente de alta frequência do sinal. A energia é fornecida ao circuito a partir de uma fonte B1 com tensão de 9 V através de um filtro formado pelos capacitores C8 e C9. Detalhes e construção Todas as partes do dispositivo em consideração (com exceção da bobina de busca L1, resistor R2, conectores X1 e X2, bem como a chave S1) estão localizadas em uma placa de circuito impresso medindo 50x50 mm (Fig. 3.13), feita de um folha de dois lados getinax ou textolite.
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, C3, C5 e C7 podem ser do tipo KT-1, os capacitores C4, C7, C8 e C10 - do tipo KM-4 ou K10-7V, e o capacitor C9 - do tipo K50-6. O resistor variável R2 pode ser qualquer um de pequeno porte, porém não é recomendado o uso de resistores ligados mecanicamente à chave de força S1 como tal regulador. O ressonador de quartzo Q1 é montado em uma placa separada de fibra de vidro, fixada paralelamente à principal na lateral das peças. Sua frequência pode ser de 0,5 a 1,8 MHz. No entanto, caso seja utilizado quartzo com frequência de ressonância superior a 1 MHz, em algumas fontes é recomendável ligar um divisor entre a saída do elemento buffer IC2.3 (pino IC2 / 10) e o mixer correspondente entrada no elemento IC1.4 (pino IC1 / 13) frequência, diminuindo a frequência de referência para 0,5-1 MHz. Esse divisor pode ser executado em um chip da série K176 ou K561. A bobina de busca L1 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 L1 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 L1, 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. Um resistor variável R2, um conector X1 para conectar fones de ouvido BF1, um conector X2 para conectar uma bobina detectora L1 e um interruptor S1 estão instalados na tampa do invólucro. Estabelecimento Este dispositivo deve ser ajustado em condições em que objetos de metal são removidos da bobina de busca L1 a uma distância de pelo menos 1,5 m. O processo de ajuste do detector de metais consiste em ajustar o gerador de medição para uma frequência de 100-200 kHz, que é realizada selecionando o valor da capacitância do capacitor C2. Nesse caso, o controle deslizante do resistor variável R2 deve estar na posição intermediária. A frequência do oscilador de medição é controlada por um medidor de frequência na saída do elemento IC1.3 (saída IC1/10). O controle da exatidão do valor selecionado da frequência do gerador de medição é realizado ouvindo o sinal de diferença de frequência nos fones de ouvido. Este sinal deve ser alto o suficiente na maior relação de frequência possível dos osciladores de referência e medição. Se necessário, um osciloscópio pode ser usado para avaliar a amplitude do sinal de batida. Procedimento de trabalho No uso prático deste dispositivo, um resistor variável C1 deve ser usado para manter 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 está descarregada). Se durante a operação algum objeto de metal aparecer na área de cobertura da bobina de busca L1, a frequência do sinal nos telefones mudará. Ao aproximar-se de alguns metais, a frequência do sinal de batimento aumentará, ao aproximar-se de outros, diminuirá. Ao alterar o tom do sinal de batida, com alguma experiência, pode-se determinar facilmente de que metal, magnético ou não magnético, o objeto detectado é feito. Usando este dispositivo, pequenos objetos (por exemplo, uma moeda de tamanho médio) podem ser detectados a uma profundidade de até 80-100 mm e uma tampa de bueiro de esgoto a uma profundidade de até 55-65 cm. Autor: Adamenko M.V.
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Comentários sobre o artigo: Alexandre UR3ICN O esquema está 100% funcionando, fiz para o meu neto, como brinquedo. Substituí os microcircuitos por K561LE5 com a inclusão correspondente. Como fones de ouvido - TA56 a 1600 Ohm. Quartz 1 MHz é desejável no pacote B1 (afeta o consumo de corrente de todo o dispositivo). A bobina de busca é sintonizada em uma frequência de 333 kHz. (o terceiro harmônico será de 1 MHz) capacitor C2, com R2 na posição intermediária. O volume é suficiente para os olhos. A estabilidade é excelente com fabricação cuidadosa da bobina. Corrente de demanda - 2mA. Sergei No desenho do PCB, a polaridade da bateria está incorreta e, como não há proteção para microcircuitos, ou seja, o perigo de sua falha quando são ligados pela primeira vez. Anatoly O esquema é interessante, gostei. Mas eu quero encontrar duas bobinas. Faça um neto para seu aniversário.
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