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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice metal detector con filtro piezoelettrico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Scopo e opportunità Questo metal detector, nonostante il numero ridotto di parti e la facilità di fabbricazione, è piuttosto sensibile. È in grado di rilevare oggetti metallici di grandi dimensioni, come un radiatore, fino a una distanza di 60 cm, mentre oggetti piccoli, ad esempio una moneta con un diametro di 25 mm, può essere rilevato a una distanza di 15 cm. Il principio di funzionamento Il principio di funzionamento dell'apparecchio si basa sulla variazione della frequenza nel generatore di misura sotto l'influenza dei metalli vicini e sull'isolamento della differenza di frequenza (battiti) tra il generatore di misura e quello di riferimento. Poiché questa frequenza rientra nella gamma audio, può essere ascoltata tramite le cuffie. Schema schematico Lo schema del metal detector è mostrato in Fig. 2.46. In questo circuito, la frequenza dell'oscillatore di riferimento, realizzato su DD1.1, viene stabilizzata mediante un elemento piezoelettrico. Come elemento piezoelettrico è stato utilizzato un piezofiltro (ZQ1) per una frequenza intermedia (465 kHz), disponibile in qualsiasi ricevitore radio supereterodina domestico. Tali elementi sono molto diffusi e molto più economici dei risonatori al quarzo. L'uso di un elemento piezoelettrico consente di aumentare la stabilità della frequenza dell'oscillatore di riferimento rispetto ai generatori LC o RC convenzionali e, quindi, di aumentare il campo di rilevamento degli oggetti metallici.
Il generatore di misura è assemblato su un elemento logico DD1.2 e contiene una bobina (L1) a forma di telaio, che funge da sensore. Quando la bobina si avvicina al metallo, la sua induttanza cambia, il che porta ad un cambiamento nella frequenza dell'auto-oscillatore. La frequenza iniziale dell'auto-oscillatore è determinata dagli elementi C1C2C3L1 e viene regolata utilizzando un condensatore regolabile C1, vicino alla frequenza dell'oscillatore di riferimento (leggermente più o meno di 465 kHz). Sull'elemento DD1.3 i segnali dei due generatori vengono miscelati. Il segnale di uscita DD1.3 contiene una differenza armonica e per separarla dagli impulsi ad alta frequenza è installato un filtro R3C5. Il segnale a bassa frequenza viene amplificato dal transistor ad effetto di campo VT2 e fornito all'emettitore sonoro: cuffie BF1 BF2. L'uso di elementi logici del microcircuito CMOS negli autooscillatori, grazie alla loro elevata resistenza di ingresso, consente di ottenere un fattore di alta qualità nel circuito oscillatorio del generatore di ricerca, che ne aumenta la stabilità di frequenza. Ciò permette di lavorare con piccoli battiti e quindi di aumentare la sensibilità del metal detector. L'alimentazione degli autogeneratori è stabilizzata utilizzando un diodo zener di precisione KS166V. Solo gli stabilizzatori parametrici con una tensione di circa 6 V hanno una deriva di tensione prossima allo zero al variare della temperatura ambiente. Il circuito del metal detector rimane operativo quando la tensione scende a 5 V, ma in questo caso non ci sarà alcuna stabilizzazione della tensione di alimentazione. La corrente consumata dal metal detector (e, quindi, la durata del funzionamento) dipende fortemente dalla resistenza delle cuffie collegate all'uscita. Per questo motivo la loro resistenza dovrebbe essere la più alta possibile (>100 Ohm), per cui i telefoni nelle cuffie sono collegati in serie. Il resistore R7 limita la corrente massima del transistor VT2 durante un cortocircuito nelle cuffie e il resistore R6 consente di regolare il volume del suono. Per comodità, questo resistore è combinato con l'interruttore di alimentazione SA1. Le cuffie sono collegate tramite qualsiasi presa standard. La presa X2 è prevista per il collegamento del caricabatteria per la batteria G1. Ciò ti consentirà di ricaricare le batterie senza rimuoverle dalla custodia. Base elementare Il condensatore di sintonizzazione C1 può essere prelevato da qualsiasi ricevitore radio in miniatura (ad esempio KP-180). C2 e C3 devono essere con TKE negativo minimo (M47, M75), C4 e C5 della serie K10 (K10-17), C6 - K53-1 a 16 V. Resistore variabile R6 - SP3-3bM (prevede l'installazione orizzontale sulla scheda e dispone di un interruttore SA1 integrato), resistore regolato R5 tipo SPZ-19a, il resto è adatto a quelli di piccole dimensioni. Il piezorisonatore (piezofiltro Z01) è molto probabilmente adatto a qualsiasi serie FP1P1-61 (-01, -02, ecc.) E puoi anche provare molti altri tipi di piezofiltri di ricevitori cinesi che hanno tre uscite. Scheda a circuito stampato Le parti del dispositivo possono essere posizionate su un circuito stampato unilaterale in fibra di vetro con uno spessore di 1,5 mm e dimensioni di 75 x 40 mm (Fig. 2.47, a-b). Si consiglia di posizionare la scheda in prossimità della bobina del sensore L1. Non è necessario schermare il luogo in cui è fissata la tavola con gli elementi. Realizzazione di bobine La bobina del sensore del metal detector L1 ha la forma di un telaio toroidale (Fig. 2.47, c). Viene avvolto con filo di rame PEV con un diametro di 1,2 mm, su qualsiasi mandrino adatto con un diametro di 20 cm, ad esempio tagliato da plastica espansa. L'avvolgimento dovrebbe essere eseguito in blocco, 30 giri (l'induttanza è di circa 480 μH). Dopo aver avvolto la bobina, il telaio deve essere avvolto con un eventuale nastro dielettrico (panno verniciato o nastro isolante), quindi con un sottile foglio di alluminio. Puoi anche usare un foglio di rame. Non è necessario coprire un'area di circa 10 mm con un foglio vicino ai terminali della bobina (tra le estremità dello schermo viene lasciato uno spazio, come mostrato in Fig. 2.47, c).
Lo schermo sulla bobina riduce l'influenza delle capacità parassite, aumentando la stabilità della frequenza operativa dell'oscillatore di ricerca. L'uso di filo spesso nella produzione di L1 fornisce un fattore di qualità più elevato per la bobina e conferisce rigidità al telaio senza l'uso di elementi di fissaggio aggiuntivi. Autore: Shelestov I.
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