|
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 metal de pulso avançado em microcircuitos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Como outros tipos de detectores de metal, os detectores de metal do tipo PI (Pulse Induction) estão sendo constantemente aprimorados. Como resultado do uso de novas soluções de circuitos, é possível alcançar uma sensibilidade ainda maior desses dispositivos. Segundo o autor, o design do dispositivo proposto é bastante complicado para repetição por radioamadores novatos. Além disso, podem surgir certas dificuldades ao ajustar este dispositivo. É necessário prestar atenção especial ao fato de que erros durante a instalação e configuração incorreta do dispositivo podem levar à falha de elementos caros. Diagrama esquemático O diagrama esquemático do detector de metais de pulso aprimorado proposto pode ser dividido em duas partes, a saber: a unidade transmissora e a unidade receptora. Infelizmente, o volume limitado deste livro não nos permite detalhar todas as características das soluções de circuito usadas para criar este dispositivo. Portanto, os fundamentos do funcionamento apenas dos nós e cascatas mais importantes serão considerados a seguir. Como já mencionado, este detector de metais é uma versão melhorada do dispositivo discutido na seção anterior deste capítulo. Certas mudanças afetaram o módulo de sincronização e modelagem de pulso, o transmissor e o conversor de tensão. O esquema do bloco receptor sofreu mudanças mais significativas (Fig. 3.18). A unidade transmissora inclui um módulo de sincronização e modelagem de pulso, o próprio transmissor e um conversor de voltagem.
O principal componente de todo o projeto é o módulo de sincronização e modelagem de pulso, feito no microprocessador AT1C89 IC2051 da empresa ATMEL e fornecendo a formação de pulsos para o transmissor, bem como sinais que controlam a operação de todas as outras unidades. A frequência de operação do microcontrolador IC1 é estabilizada por um ressonador de quartzo (6 MHz). No valor especificado da frequência operacional, o microprocessador gera uma sequência periódica de pulsos de controle para vários estágios do detector de metais. Inicialmente, um pulso de controle para o transistor T1 é gerado na saída do IC14 / 6 do microprocessador, após o qual um pulso semelhante é gerado na saída do IC1 / 15 para o transistor T7. Este processo é então repetido mais uma vez. Como resultado, o conversor de tensão é iniciado. Além disso, sequencialmente nas conclusões de IC1/8, IC1/7, IC1/6, IC1/17, IC1/16 e IC1/18 os pulsos de início do transmissor são formados. Nesse caso, esses pulsos têm a mesma duração, mas cada pulso subsequente é atrasado em relação ao anterior em vários ciclos. O início do primeiro pulso gerado no pino IC1/8 coincide com o meio do segundo pulso no pino IC1/15. Usando a chave P1, você pode selecionar o tempo de atraso do pulso inicial do transmissor em relação ao pulso inicial. Alguns ciclos após o final do pulso no pino IC1/18, um pulso estroboscópico curto para o amplificador analisador é gerado no pino IC1/2. Ao contrário do circuito considerado anteriormente, neste dispositivo, um segundo pulso estroboscópico é formado na mesma saída do microcontrolador após vários ciclos. Além disso, as saídas do microprocessador IC1/12 e IC1/13 geram sinais de controle para os transistores T31 e T32 da unidade receptora. O meio do pulso de controle do transistor T31 coincide com o meio do primeiro pulso de porta no pino IC1/2, mas a largura do pulso no pino IC1/12 é quase o dobro. Neste caso, o pulso indicado tem polaridade negativa. O início do sinal do pulso de controle no pino IC1/13 quase coincide com o meio do segundo pulso no pino IC1/14 do microcontrolador, mas termina alguns ciclos após o fim do segundo pulso estroboscópico gerado no pino IC1/2 . Em seguida, na saída do IC1/11, é gerado um sinal de controle para o transistor T35 do circuito de sinalização acústica da unidade receptora. Após uma breve pausa, a sequência de pulsos de controle nas saídas correspondentes do microcontrolador é formada novamente. A tensão de alimentação de +5 V, previamente estabilizada pelo IC2, é aplicada ao pino IC1/20 do microcontrolador. O conversor de tensão, feito nos transistores T6-T8 e no estabilizador IC3, fornece a formação de uma tensão de alimentação de +5 V, necessária para alimentar as cascatas da parte receptora. Os sinais de controle para os transistores T7 e T8 são gerados nos pinos correspondentes do microcontrolador IC1, enquanto este sinal é alimentado ao transistor T8 através de um conversor de nível montado no transistor T6. Além disso, a tensão de alimentação gerada é estabilizada pelo microcircuito IC3, de cuja saída a tensão de +5 V é fornecida aos estágios do receptor. Os estágios de saída do transmissor são feitos nos poderosos transistores T1, T2 e T3, operando em uma carga comum, que é a bobina L1, desviada por uma cadeia de resistores R1-R6. A operação dos transistores do estágio de saída é controlada pelo transistor T4. O sinal de controle para a base do transistor T4 é fornecido pela saída correspondente do processador IC1 através do transistor T5. Como no detector de metais considerado na seção anterior, o pulso gerado pelo microprocessador IC1 de acordo com o programa armazenado em sua memória é alimentado através da chave para a entrada do transistor T5 e posteriormente, através do transistor T4, para a saída estágios do transmissor, feitos nos transistores T1-T3, e então - para a bobina do transceptor L1. Quando um objeto de metal aparece na área de cobertura da bobina L1, correntes de superfície parasitas são excitadas em sua superfície sob a influência de um campo eletromagnético externo iniciado pelo pulso do transmissor. A vida útil dessas correntes depende da duração do pulso emitido pela bobina L1. As correntes de superfície são a fonte do sinal de pulso secundário, que é recebido pela bobina L1, amplificado e alimentado ao circuito de análise. Devido ao fenômeno de auto-indução, a duração do sinal secundário será maior que a duração do pulso emitido pela bobina transmissora. Nesse caso, a forma do sinal de pulso secundário depende das propriedades do material do qual o objeto de metal detectado é feito. O processamento da informação sobre as diferenças nos parâmetros dos pulsos emitidos e recebidos pela bobina L1 proporciona a formação de dados para a unidade de indicação sobre a presença de um objeto metálico. A unidade receptora (Fig. 3.19) inclui um amplificador de sinal de entrada de dois estágios, amplificadores de sinal exemplares, um amplificador analisador, um filtro ativo de banda estreita, um filtro de baixa frequência, um circuito de geração de tensão de polarização, circuitos de comutação e um som circuito de indicação.
O sinal de um objeto de metal é recebido pela bobina L1 e através de um circuito de proteção feito nos diodos D1 e D2 é alimentado a um amplificador de feedback capacitivo de dois estágios de entrada feito nos amplificadores operacionais IC31 e IC32. Da saída do chip IC32 (pino IC32 / 6), o sinal de pulso amplificado é alimentado ao amplificador analisador baseado no chip IC33. Durante a operação do dispositivo, o amplificador IC33 é constantemente desligado e a tensão de alimentação é fornecida a ele somente quando os pulsos estroboscópicos chegam à entrada correspondente (saída IC33 / 8). No final da tensão de alimentação na saída do amplificador (pino IC33 / 5), por alguns segundos, o nível do sinal recebido é mantido, fixo durante a exposição aos pulsos estroboscópicos. O tempo de retenção do nível do sinal depende da capacitância do capacitor C65. Assim, o sinal de pulso recebido é aplicado a uma entrada do amplificador (pino IC33 / 3) e o pulso de porta correspondente do módulo de modelagem e sincronização de pulso (pino IC33 / 8) é fornecido à segunda entrada (pino IC64 / 1 ) através dos condensadores C2. Em seguida, o sinal selecionado passa por um filtro ativo, feito no elemento IC34a e sintonizado na frequência de 6 MHz. Para atingir os parâmetros de elementos individuais deste filtro indicados no diagrama de circuito, é recomendável usar a conexão paralela de resistores e capacitores. Assim, por exemplo, o valor da capacitância do capacitor C67 (0,044 μF) indicado no diagrama é obtido conectando dois capacitores em paralelo com capacidade de 0,022 μF cada. Deve-se notar que ao usar um elemento de quartzo Q1 com uma frequência operacional diferente de 6 MHz, os valores dos elementos de filtro individuais devem ser recalculados. Da saída do filtro, o sinal é alimentado a um detector síncrono, em cuja entrada está instalado um amplificador inversor com ganho de 1, feito no elemento IC34b. Ao mesmo tempo, fechando os pares correspondentes de contatos do microcircuito IC37 (terminais IC37 / 1,2 e IC37 / 3,4), o sinal negativo fornecido ao circuito integrador com o capacitor C71 é comutado. Os sinais de controle do microcircuito IC37 são formados por cascatas feitas nos transistores T31-T33. Da saída do circuito integrador, o sinal de pulso passa para a entrada do estágio amplificador, que é feito no chip IC35 e simultaneamente executa as funções de um filtro passa-baixa. A queda de tensão na saída do amplificador operacional (pino IC35 / 6) leva à abertura do transistor T34 e à conexão ao fio comum dos fones de ouvido BF1. Quando um sinal de controle é recebido da saída correspondente do microcontrolador (pino IC1 / 11) para o transistor T35, um sinal de frequência de áudio será ouvido nos fones. O resistor R77 limita a corrente que flui pelos fones de ouvido BF1. Ao selecioná-lo, você pode ajustar o volume do sinal acústico. O sinal do pino IC35/6 também alimenta a entrada de outro amplificador operacional (pino IC36/2), cuja tarefa é redefinir o sinal de saída. Seu uso é explicado pelo fato de que na saída do microcircuito IC33, um sinal de saída variável no tempo será formado mesmo na ausência de objetos de metal na área de cobertura da bobina de busca L1, de modo que a amplitude do sinal resultante será diferente de zero. Com a ajuda do resistor R86, uma tensão de polarização é aplicada à entrada do segundo estágio de amplificação (pino IC32 / 2) precisamente no momento em que chega o primeiro pulso estroboscópico. O nível necessário de tensão de polarização depende do nível do sinal de saída no pino IC35 / 6, sua formação é fornecida pelo circuito integrador C73, R78-R80 e o estágio do amplificador no chip IC36. O circuito de geração de tensão de polarização funciona apenas durante o fechamento dos contatos correspondentes do chip IC37 (IC37 / 9,8 pinos). A duração deste segmento de tempo é de três ciclos. Nesse caso, os sinais de controle do microcircuito IC37 vêm de cascatas feitas nos transistores T31-T33. Isso garante o nivelamento dos níveis dos sinais gerados no momento da chegada do primeiro e segundo pulsos estroboscópicos. Ao pressionar o botão S2, o tempo do processo de zeragem pode ser significativamente reduzido. Detalhes e construção Todas as partes do dispositivo em consideração (com exceção da bobina detectora L1, chave P1, chave S1 e botão S2) estão localizadas em uma placa de circuito impresso (Fig. 3.20) com dimensões de 95x65 mm, feita de folha dupla face 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. Deve-se notar que, para atingir os parâmetros de elementos individuais indicados no diagrama de circuito, deve-se usar a conexão paralela de resistores e capacitores (Fig. 3.21). Espaço adicional é fornecido na placa de circuito impresso para acomodar tais elementos.
Os chips do tipo LF356 (IC31, IC32) podem ser substituídos por LM318 ou NE5534; no entanto, como resultado dessa substituição, podem surgir problemas com o estabelecimento. Como amplificador IC35, além do microcircuito do tipo IL071 indicado no diagrama, você pode usar os microcircuitos CA3140, OP27 ou OP37. O tipo de chip R061 (IC36) é facilmente substituído pelo CA3140. Como transistores T1-T3, além dos indicados no diagrama de circuito, podem ser utilizados transistores do tipo BU2508, BU2515 ou ST2408. A frequência de operação do ressonador de quartzo deve ser de 6 MHz. Você pode usar qualquer outro elemento de quartzo com uma frequência de ressonância de 2 a 6 MHz. Porém, neste caso, será necessário recalcular os parâmetros dos elementos filtrantes feitos no elemento IC34a. Para montar o microprocessador IC1, use um soquete especial. Nesse caso, o microcontrolador é instalado na placa somente após a conclusão de todo o trabalho de instalação. Esta condição também deve ser observada ao realizar trabalhos de ajuste relacionados à soldagem ao selecionar os valores de elementos individuais. Atenção especial deve ser dada à fabricação da bobina L1, cuja indutância deve ser de 500 μH. O projeto desta bobina praticamente não é diferente do projeto da bobina de busca L1 usada no detector de metais discutido na seção anterior. É feito em forma de anel com diâmetro de 250 mm e contém 30 voltas de fio com diâmetro não superior a 0,5 mm. Ao usar um fio de diâmetro maior, a corrente na bobina aumentará, mas as correntes parasitas aumentarão ainda mais rapidamente, o que levará a uma deterioração da sensibilidade do dispositivo. Vale lembrar que não é recomendado o uso de fio envernizado para a fabricação da bobina L1, pois a diferença de potencial entre espiras adjacentes durante a emissão de um pulso chega a 20 V. Se, durante o enrolamento das espiras da bobina, houver condutores próximos, por exemplo, a primeira e a quinta voltas, a quebra do isolamento é praticamente garantida. Por sua vez, isso pode levar à falha dos transistores do transmissor e de outros elementos. Portanto, o fio utilizado na fabricação da bobina L1 deve ter no mínimo isolamento de PVC. A bobina acabada também é recomendada para ser bem isolada. Para fazer isso, você pode usar resina epóxi ou vários enchimentos de espuma. A bobina L1 deve ser conectada à placa usando um fio bem isolado de dois núcleos, cujo diâmetro de cada núcleo não deve ser menor que o diâmetro do fio do qual a própria bobina é feita. Não é recomendado o uso de cabo coaxial devido à sua capacitância inerente significativa. A fonte dos sinais sonoros pode ser fones de ouvido com impedância de 8 a 32 ohms ou um pequeno alto-falante com impedância de bobina semelhante. Recomenda-se o uso de uma bateria recarregável com capacidade de cerca de 1 Ah como fonte de energia para o B2, pois a corrente consumida por este detector de metais supera os 200 mA. A placa de circuito impresso com os elementos nela localizados e a fonte de alimentação são colocados em qualquer alojamento adequado. O interruptor P1, os conectores para fones de ouvido BF1 e a bobina L1, bem como o interruptor S1 e o botão S2 estão instalados na tampa do invólucro. Estabelecimento Este dispositivo deve ser ajustado em condições em que qualquer objeto de metal seja removido da bobina sensora L1 a uma distância de pelo menos 1,5 m. A peculiaridade de configurar e ajustar o detector de metais em questão é que seus blocos e cascatas individuais são conectados gradualmente. Neste caso, cada operação de conexão (solda) é realizada com a alimentação desligada. Em primeiro lugar, é necessário verificar a presença e magnitude da tensão de alimentação nos pinos correspondentes do soquete do microcircuito IC1 na ausência de um microcontrolador. Se esta tensão estiver normal, então você deve instalar um microprocessador na placa e usar um frequencímetro ou osciloscópio para verificar o sinal nos pinos IC1/4 e IC1/5. A frequência do sinal piloto nesses pinos deve corresponder à frequência de operação do ressonador de quartzo usado. Depois de conectar os transistores do conversor de tensão (sem carga), o consumo de corrente deve aumentar em cerca de 50 mA. A tensão no capacitor C10 na ausência de carga não deve exceder 20 V. Então você deve conectar os estágios do transmissor. Os modos de operação dos transistores T1-T4 devem ser os mesmos e são definidos selecionando os valores dos resistores R13-R16. A resistência da bobina L1, desviada pelos resistores R1-R3, deve ser de aproximadamente 500 ohms. Nesse caso, as conclusões da bobina e dos resistores devem estar bem soldadas, pois uma falha de contato nesse circuito acarreta na falha dos transistores de saída do transmissor. Para verificar o funcionamento dos estágios do transmissor, você pode segurar a bobina L1 perto do ouvido e ligar o detector de metais. Aproximadamente meio segundo depois (após a reinicialização do microcontrolador), pode-se ouvir um sinal de tom baixo, cuja ocorrência se deve à microvibração de voltas individuais da bobina. Nesse caso, um pulso pontiagudo não modulado com duração de cerca de 1-3 μs será formado nos coletores dos transistores T10-T20, cuja forma pode ser controlada usando um osciloscópio. Um aumento na resistência dos resistores R1-R3 leva a um aumento na amplitude do pulso de saída com uma diminuição em sua duração. Para selecionar o valor de resistência do shunt da bobina L1, não é recomendado o uso de um resistor variável, pois mesmo uma violação de curto prazo do contato do motor com a pista de transporte de corrente pode danificar os transistores de saída do transmissor. Portanto, é desejável alterar gradualmente o valor do shunt em etapas de 50 ohms. Antes de substituir as peças, certifique-se de desligar a fonte de alimentação do dispositivo. Em seguida, você pode configurar a parte receptora. Se todas as peças estiverem em boas condições e a instalação for feita corretamente, depois de ligar o detector de metais (aproximadamente 20 μs após o final do pulso inicial), um sinal exponencialmente crescente pode ser observado usando um osciloscópio na saída de o microcircuito IC31 (pino IC31 / 6), transformando-se em um sinal de nível constante. A distorção de borda deste sinal é eliminada selecionando os resistores R1, R2 e R3, desviando a bobina L1. Depois disso, você deve verificar a forma e a amplitude do sinal na saída do chip IC32 (pino IC32 / 6). A amplitude máxima deste sinal é definida selecionando o valor do resistor R64. No processo de estabelecimento da tensão de polarização no pino IC32 / 2, pode ser fornecido um divisor de tensão separado, que pode ser usado como um resistor variável com valor nominal de 5-50 kOhm, conectado, por exemplo, entre o IC32 / 4,7 pinos. O controle deslizante do potenciômetro está conectado ao resistor R86. Na saída do IC33 (pino IC33/5), pode ser observado um sinal retangular, cuja amplitude é controlada por um potenciômetro conectado temporariamente. Em seguida, você precisa verificar os sinais nas saídas dos elementos IC34a e IC34b. Neste caso, as saídas do IC34/6,7 devem ter as senoides corretas. Como resultado, uma tensão constante é formada no capacitor C71, que é alimentado na entrada do microcircuito IC35. Durante o processo de ajuste, você pode observar a reação do dispositivo a uma mudança na posição do motor de um potenciômetro conectado temporariamente, após o qual o divisor R84, R85 deve ser soldado. Procedimento de trabalho O procedimento para trabalhar com o detector de objetos de metal não difere significativamente do uso do detector de metais discutido na seção anterior. Antes do uso prático deste detector de metais, mude P1 para definir o atraso de pulso mínimo. Se durante o trabalho na área de ação da bobina de busca L1 houver algum objeto de metal, um sinal acústico aparecerá nos fones de ouvido. Mudar para o modo de operação com um atraso de pulso mais longo garantirá a exclusão da influência não apenas das propriedades magnéticas do solo, mas também eliminará a reação do dispositivo a todos os tipos de objetos estranhos (pregos enferrujados, folhas de maços de cigarro, etc.) e a subseqüente busca inútil. 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
▪ Peixe mais profundo do mundo é descoberto ▪ Flash NAND 128D de 3 camadas ▪ Code Composer Studio - Edição Platinum ▪ Açúcar é ruim para o cérebro
▪ seção do site Detectores de intensidade de campo. Seleção de artigos ▪ artigo de Ludwig van Beethoven. Aforismos famosos ▪ artigo Quem pode ser morto pelas maiores sanguessugas do planeta? Resposta detalhada ▪ artigo Tansy balsâmico. Lendas, cultivo, métodos de aplicação ▪ artigo Soltando a corda e a jaqueta. Segredo do foco
Comentários sobre o artigo: Vladimir Caro, o buscador nunca será um engenheiro eletrônico. São dois em um para duas vidas... convidado E onde posso encontrar o firmware para pelo menos a versão antiga? Sem isso, é apenas um esquema... ![[?]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/query.gif){kind=small}
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