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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice metal detector con un circuito a 4,6 kHz. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Il principio di funzionamento Questo metal detector consiste nel registrare un segnale riflesso da un oggetto metallico. Questo segnale nasce dall'effetto sul metallo di un campo magnetico alternato della bobina trasmittente (radiante). La bobina ricevente si trova sullo stesso piano di quella trasmittente in modo tale che le linee di forza magnetiche che la attraversano creino una piccola EMF. Non c'è segnale ai terminali della bobina ricevente o è molto piccolo. Un'ulteriore riduzione di questo segnale è fornita dall'unità di compensazione. Ma se un oggetto metallico entra nel campo delle bobine, l'accoppiamento induttivo tra le bobine cambia, un segnale elettrico appare ai terminali della bobina ricevente, che viene amplificato, rettificato e quindi filtrato. Di conseguenza, all'uscita del filtro appare una certa tensione costante, che aumenta man mano che le bobine si avvicinano a un oggetto metallico. Questa tensione viene inviata ad uno degli ingressi dell'unità di confronto, dove viene confrontata con la tensione di riferimento applicata al suo secondo ingresso. Il livello di tensione di riferimento è regolato in modo tale che anche un piccolo aumento del segnale porti a un cambiamento significativo del livello del segnale all'uscita del nodo di confronto. Questo, a sua volta, attiva la chiave elettronica che comanda il cicalino del metal detector. Schema schematico Lo schema del metal detector è mostrato in fig. 2.2. Il generatore, realizzato sul transistor VT2 e sul circuito L1C3, opera a una frequenza di circa 4,6 kHz.
Il generatore di bassa frequenza fornisce:
La profondità di rilevamento degli oggetti da parte di qualsiasi metal detector dipende dalla frequenza del segnale di lavoro, dalla sua potenza, dalla dimensione degli induttori, nonché dalle dimensioni e dalla forma dell'oggetto e dalla sua posizione. Maggiore è la frequenza del generatore, minore è la profondità di rilevamento di piccoli oggetti. Più grandi sono gli induttori, maggiore sarà la profondità di rivelazione. Il generatore è assemblato su un gruppo transistor 2TC3103A. Il transistor VT2 funziona direttamente nel generatore e il transistor VT1, insieme a un divisore di parti R2 ... R4, funziona in uno stabilizzatore di temperatura che fornisce la compensazione della temperatura. I segnali che arrivano alla bobina ricevente L2 sono limitati in ampiezza (nel caso venga rilevato un grosso oggetto metallico) dai diodi VD1, VD2, e quindi amplificati dall'amplificatore operazionale DA1.1. L'ingresso di questo microcircuito attraverso il condensatore C5, i resistori R7-R10 e il condensatore C8 riceve un segnale di compensazione dal generatore. Attenua il segnale che arriva alla bobina L3 dalla bobina L1 in assenza di oggetti metallici nelle vicinanze. Dopo l'amplificazione, il segnale passa attraverso il filtro R16C11 sull'amplificatore operazionale DA1.2. Con una tensione di ingresso positiva fornita all'ingresso non invertito del microcircuito, il diodo VD3 è aperto e fornisce un feedback negativo. Il condensatore C12 è carico e la freccia dell'indicatore PA1 devia. Con una tensione di ingresso negativa, il diodo è chiuso, non c'è feedback e non c'è tensione al catodo del diodo.
Riso. 2.3. Aspetto di tre circuiti stampati di un metal detector con un circuito a 4,6 kHz Il segnale proveniente dal rilevatore viene livellato dal filtro R21C14R22C15 e inviato al comparatore DA2.1, dove viene confrontato con la tensione di riferimento regolata dai resistori variabili R23 (grezzo) e R25 (fine). Quando il comparatore viene attivato, la tensione alla sua uscita diminuisce, il transistor VT3 si chiude e il generatore di toni assemblato sull'amplificatore operazionale DA2.2 inizia a funzionare. Il suo segnale di uscita viene inviato a un amplificatore di potenza realizzato su un transistor VT4, il cui carico è una cuffia da un apparecchio acustico. Il volume del suono è regolato da un resistore variabile R38. Lo stadio di uscita è alimentato da una fonte separata, che elimina la possibilità di eccitazione del dispositivo. La parte principale del circuito del metal detector è alimentata da una sorgente a 12 V, ulteriormente stabilizzata dal chip DA3 a 9 V. I dettagli del metal detector sono montati su tre circuiti stampati (Fig. 2.3, a-c) realizzati in fibra di vetro a lamina unilaterale. Sono progettati per l'uso di resistori MLT-0,125, resistore SP4-1 (R10) condensatori K71-7 (C3, C6). Indicatore a freccia RA1 - indicatore del livello di registrazione da qualsiasi registratore a nastro. Produzione di bobine Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla produzione di bobine. Questo determinerà la qualità del metal detector in futuro. Le bobine sono avvolte in modo ottimale su un mandrino con un diametro di 140 mm, per il quale è bene utilizzare un barattolo di vetro. Ogni bobina dovrebbe essere composta da 200 spire di filo di rame smaltato di 0,27 mm di diametro con un conduttore dalla filettatura centrale. Prima di rimuovere la bobina del mandrino, dovrebbe essere legata in tre o quattro punti e, dopo la rimozione, avvolgerla con un filo forte in modo che le spire aderiscano perfettamente. Successivamente, le bobine devono essere sagomate come mostrato in Fig. 2.4 e fissarli a una piastra di plastica 1 con filettature 2. La bobina di trasmissione 3 è posizionata in basso e la bobina di ricezione 4 è in alto. La bobina ricevente deve essere dotata di uno schermo in alluminio (da una striscia di pellicola) con uno spazio che impedisce la formazione di un circuito chiuso. I terminali della bobina devono essere collegati al resto dello strumento con un cavo intrecciato schermato. La distanza tra le spire verticali (secondo la Fig. 2.4) delle bobine dovrebbe essere di circa 25 mm. Viene infine specificato dopo aver impostato il metal detector in base alla lettura minima dell'indicatore PA1 in assenza di oggetti metallici in prossimità delle bobine.
Riso. 2.4. forma della bobina Dopo il fissaggio definitivo delle bobine con colla o sigillante, possono essere ricoperte dall'alto con un involucro decorativo e ad esso può essere fissata un'asta. Configurazione e funzionamento L'impostazione del metal detector consiste nell'impostare il cursore del resistore R10 (con la posizione centrale del cursore del resistore R48) in una posizione tale che la freccia dell'indicatore PA1 si trovi sul segno "zero". Per facilitare il funzionamento del dispositivo, si consiglia di impostare la freccia al centro della scala selezionando il resistore R19. Per fare ciò, in alcuni casi sarà necessario modificare il collegamento dei terminali di una delle bobine del generatore. Quando si utilizza il metal detector, dopo un'impostazione di 20 minuti della modalità operativa con la resistenza R8, è necessario ottenere una lettura "zero" del comparatore. Successivamente, i resistori variabili R25 e R23 dovrebbero impostare la tensione di riferimento vicino al funzionamento del comparatore e all'aspetto di un suono tonale. Autore: Grichko V.
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