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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector eletrônico de metais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Indicadores, detectores, detectores de metal 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. Isto garante, por um lado, uma resposta fraca a sinais indesejados (por exemplo, sinais decorrentes da presença de areia molhada, pequenos pedaços de metal, etc.) e, por outro lado, uma boa sensibilidade na procura de canos de água escondidos. e vias de aquecimento central, moedas e outros objetos metálicos. A implementação e a customização do esquema requerem habilidade e experiência apropriadas. O diagrama de blocos do detector de metais é mostrado na fig. 1.
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 que entra no campo da bobina altera o valor da indutância e um sinal elétrico aparece na saída, que é então amplificado, retificado e filtrado. Assim, na saída do sistema temos 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, ativa uma chave eletrônica, fazendo com que um sinal sonoro seja enviado aos estágios do amplificador de saída, alertando o operador sobre a presença de um objeto metálico. O diagrama de circuito do detector de metais é mostrado na fig. 2.
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 vai para o capacitor C9 e é suavizado por um filtro passa-baixa, que consiste nos resistores R14, R15 e nos capacitores C10 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 resistor variável RP4 fornece ajustes rápidos e grosseiros, enquanto RP3 fornece ajuste fino da tensão de referência. O gerador, montado sobre um transistor com uma transição VT2, opera em modo contínuo, mas o sinal por ele produzido chega à base do transistor VT4 somente quando o transistor VT3 fecha, pois, estando no estado aberto, este transistor desvia a saída do o 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. 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 a configuração. Os estágios de saída são alimentados por uma fonte de alimentação separada de 9 V. Os requisitos de energia são bastante baixos, portanto, três baterias podem ser usadas para alimentar o dispositivo. A bateria do estágio de saída não requer uma chave especial, pois o estágio de saída não consome corrente na ausência de sinal. Um detector de metais é um dispositivo bastante complexo, portanto a montagem do circuito deve ser realizada em cascatas com uma verificação minuciosa de cada cascata. O circuito é montado em uma placa na qual existem 24 tiras de cobre de 50 furos cada uma com passo de 2,5 mm. Primeiramente são feitos 64 cortes nas tiras e três furos de instalação. Em seguida, na parte traseira da placa são instalados 20 jumpers, pinos para conexões externas, além de dois pinos para o capacitor C5.
Em seguida, instale os capacitores C16, C17 e o chip D4. Esses elementos formam uma fonte de alimentação com tensão de 12 V. Esta etapa 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, o são instalados elementos do estágio de saída: resistores R23-R26 , capacitores C14 e C15 e transistores VT4-VT6. Deve-se observar que o corpo do transistor VT6 está conectado ao seu coletor, portanto o contato do corpo com elementos adjacentes e jumpers é inaceitável. Como o estágio de saída não consome corrente na ausência de sinal, ele é verificado conectando temporariamente um alto-falante, um resistor variável RP5 e uma bateria de 9 V. Em seguida, são instalados 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, os resistores R16-R19, o capacitor C12, o transistor VT3 e o chip D3 são montados na placa. A operação do circuito de comparação é verificada da seguinte forma. Os resistores variáveis RP3 e RP3 são 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. Os segundos terminais dos resistores são conectados 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. Se essas condições forem atendidas, comece 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, verifique primeiro 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 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 de tensão devido ao aumento do nível de ruído. Se os controles de sintonia estiverem em uma posição onde não há sinal sonoro, tocar no capacitor C6 com o dedo faz com que esse sinal apareça e desapareça. Isto conclui a verificação preliminar do desempenho das cascatas. A verificação final e ajuste do detector de metais são realizados após a fabricação dos indutores. Após uma verificação preliminar dos estágios do circuito, os demais elementos são instalados na placa com exceção do capacitor C5. O resistor variável RP2 é temporariamente colocado na posição intermediária. A placa é fixada ao chassi de alumínio em forma de L por meio de arruelas plásticas (para eliminar a possibilidade de curto-circuito) por meio de três parafusos. O chassi é preso ao corpo do painel de controle com dois parafusos que prendem duas braçadeiras projetadas para fixar o corpo do painel de controle à haste do localizador. A lateral do chassi fixa as fontes de alimentação 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, o alto-falante é colado. A haste e as peças de conexão que formam o suporte do cabeçote são 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 é minuciosamente limpa com lixa, o que garante boa aderência à resina epóxi. As principais características de um detector de metais dependem em grande parte das bobinas utilizadas, portanto sua fabricação requer atenção especial. Bobinas do mesmo formato e tamanho são enroladas em um circuito em forma de D, formado por pinos fixados em um pedaço de placa adequado (Fig. 4).
Cada bobina consiste em 180 voltas de fio de cobre esmaltado de 0,27 mm, roscadas na 90ª volta. Antes de retirar as bobinas dos pinos, elas são amarradas em vários lugares. Cada carretel é então enrolado com linha forte para que as voltas se encaixem perfeitamente. Isso completa a produção da bobina de transmissão. A bobina receptora deve estar equipada com uma tela. A bobina é blindada da seguinte forma. Ele é primeiro embrulhado com arame e depois embrulhado em uma camada de papel alumínio, que é então enrolado novamente com arame. Este duplo enrolamento 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. 8, evitando a formação de uma volta fechada em torno da circunferência da bobina.
As bobinas assim feitas são fixadas com grampos ao longo das bordas da placa plástica e conectadas à unidade de controle por meio de um cabo blindado de quatro núcleos. Duas derivações centrais e a blindagem da bobina receptora são conectadas ao barramento neutro através de fios blindados. Se você ligar o aparelho e o receptor de rádio localizado próximo à bobina, poderá ouvir um apito agudo (na frequência do detector de metais), devido à captação do sinal sonoro 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. A posição de trabalho das bobinas é determinada pelo sinal de saída do detector de metais, que deve ser mínimo, ou pelas leituras de um dispositivo de medição (voltímetro) conectado diretamente ao capacitor C9. A segunda opção de montagem de bobinas é muito mais simples. A tensão no capacitor deve ser de aproximadamente 6 V. Depois disso, as partes externas das bobinas são coladas com resina epóxi, e as internas, passando pelo centro, ficam soltas, permitindo o ajuste 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 instaladas e firmemente fixadas, as bobinas são revestidas com uma camada de resina epóxi, em seguida é colocada fibra de vidro sobre elas e tudo é selado com resina epóxi. Depois de fabricar o cabeçote localizador, o capacitor C5 é embutido no circuito, o resistor variável RP1 é colocado na posição intermediária e o resistor variável RP2 é ajustado para o sinal de saída mínimo. 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. Deve-se ter em mente que 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 um tempo ele desaparece ou torna-se insignificante. Elementos detectores de metais Autor: Evgeny Lisovy, Ucrânia, Uman; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Comentários sobre o artigo: Igor Gostaria de saber se alguém fez uma vedação normal em um regador?
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