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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Metal detector MI-2 su transistor. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Nella prima metà degli anni '70 del secolo scorso, il metal detector MI-2 fu sviluppato e prodotto in serie nell'Unione Sovietica, ampiamente utilizzato nell'economia nazionale. Lo schema e il design di questo dispositivo sono stati ripetutamente perfezionati e migliorati. Una delle varianti ben note del metal detector MI-2 può essere raccomandata ai radioamatori principianti per la ripetizione. Schema schematico Il metal detector MI-2 è una delle tante varianti del dispositivo di tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), ovvero è un dispositivo basato sul principio dell'analisi dei battiti di due frequenze. Allo stesso tempo, in questo disegno, la valutazione del cambiamento di frequenza viene effettuata a orecchio (Fig. 2.12).
Il circuito del dispositivo si basa su oscillatori di misurazione e riferimento, uno stadio capacitivo, un inseguitore di emettitore, un trigger di Schmitt e cuffie. Il generatore di misura è realizzato sul transistor T1, collegato secondo lo schema con una base comune. La frequenza operativa di questo generatore è determinata dai parametri del circuito oscillatorio, costituito dalla bobina di ricerca L1 e dai condensatori C3, C4. La tensione di retroazione necessaria per l'autoeccitazione viene fornita dal collettore del transistore T1 al circuito di emettitore attraverso un partitore capacitivo C3, C4. Di conseguenza, all'uscita del generatore di misura si forma un segnale sinusoidale con una frequenza di 510 kHz. L'oscillatore di riferimento è realizzato sul transistore T6 secondo uno schema simile a quello dell'oscillatore di misura. La frequenza operativa di questo generatore è determinata dai parametri del circuito oscillatorio, costituito da una bobina L3 con un nucleo trimmer in ottone e condensatori C12, C13 e C14. Le oscillazioni dagli oscillatori di riferimento e di misurazione attraverso i condensatori C5 e C11 vengono inviate all'ingresso del mixer, che è realizzato sul transistor T2. Il circuito collettore del transistor T2 comprende un circuito costituito da una bobina L2 e un condensatore C6, in cui si distinguono le oscillazioni della frequenza differenziale. La bobina di ricerca L1, che fa parte del circuito oscillatorio del generatore di misura, è un sensore che reagisce alla comparsa di oggetti metallici nell'area di copertura del dispositivo. Quando la bobina L1 si avvicina a un tale oggetto, la sua induttanza cambia e, di conseguenza, cambia la frequenza del segnale del generatore di misurazione. Di conseguenza, cambierà anche la frequenza del segnale all'uscita dello stadio di missaggio. Poiché il circuito del mixer, realizzato sugli elementi L2 e C6, è sintonizzato sulla differenza di frequenza degli oscillatori di misura e di riferimento in assenza di oggetti metallici, un cambiamento nella frequenza del segnale porterà anche ad una diminuzione dell'ampiezza del segnale al uscita del miscelatore. La frequenza operativa del circuito mixer è 1 kHz. Successivamente, il segnale selezionato viene inviato all'inseguitore di emettitore, realizzato sul transistor T3 e che serve per abbinare il trigger di Schmitt con il mixer. Il trigger Schmitt è realizzato sui transistor T4, T5 ed è un relè elettronico che risponde ai cambiamenti nell'ampiezza del segnale di ingresso. Le modalità operative dei transistor T4 e T5 sono selezionate in modo tale che il trigger venga attivato quando la tensione del segnale all'ingresso è superiore a 0,5 V. Il segnale acustico generato viene inviato alle cuffie BF1. Il metal detector è alimentato da una sorgente B1 con una tensione di 9 V, mentre il consumo di corrente non supera i 4-5 mA. Dettagli e design Strutturalmente, il metal detector MI-2 è costituito da due blocchi. Il blocco di ricerca include elementi che formano il generatore di misura, il blocco di indicazione include un generatore di riferimento, una cascata capacitiva, un inseguitore di emettitore e un trigger di Schmitt. Entrambe le unità sono interconnesse da un cavo schermato. Non ci sono requisiti speciali per le parti utilizzate nell'assemblaggio del rivelatore di metalli MI-2. L'unico limite è legato solo alle dimensioni complessive, poiché la maggior parte delle parti del dispositivo sono montate su due circuiti stampati relativamente piccoli. I dettagli del blocco di ricerca sono posizionati su un circuito stampato con dimensioni di 70x35 mm, realizzato in getinax o fibra di vetro rivestito su un lato (Fig. 2.13).
I dettagli dell'espositore sono posizionati su un circuito stampato con dimensioni di 150x75 mm, anch'esso realizzato in getinax o fibra di vetro rivestito su un lato (Fig. 2.14).
Nel metal detector MI-2 prodotto in serie sono stati utilizzati resistori del tipo MLT-0,125, condensatori C1, C2, C8, C9, C15 e C16 - del tipo KLS-1; C5, C11, C13 - KSO-1; condensatori C3, C4, C12, C14 - tipo KSO-2; C6 - MBM o MBM-2; condensatori elettrolitici C7 e C10 - tipo K50-3. Naturalmente, quando si ripete questo dispositivo, è possibile utilizzare parti simili dalla moderna base di elementi. Le cuffie di tipo TON-1 sono adatte come sorgente di un segnale acustico. La bobina di ricerca L1 è realizzata sotto forma di un anello con un diametro di circa 300 mm. Le spire della bobina sono racchiuse in uno schermo elettrostatico costituito da un tubo in duralluminio del diametro di 8 mm e dello spessore della parete di 1 mm. Per realizzare una bobina è necessario realizzare un fascio di dieci pezzi di filo PEV-2 con un diametro di 0,96 mm e una lunghezza di 1250 mm. Innanzitutto, il laccio emostatico deve essere trascinato in un tubo in PVC lungo 1000 mm, quindi in un tubo in duralluminio lungo 960 mm. Il tubo in duralluminio con i fili al suo interno deve essere piegato secondo la dima ad anello. Anche un normale foglio di alluminio può essere utilizzato come schermo. Pezzi di fili sono collegati in serie mediante saldatura sul blocco installato nel corpo dell'unità di ricerca. Nella fabbricazione della bobina L1, è necessario prestare attenzione affinché le estremità del tubo di schermatura non si chiudano, poiché in questo caso si forma una bobina in cortocircuito. Pertanto, è auspicabile isolare le estremità dello schermo con un tubo di gomma. La bobina L2 del miscelatore è avvolta su un nucleo anulare di ferrite M2000 NM-A-K38x24x7. Ha 200 giri di filo PEV-2 con un diametro di 0,47 mm ed è installato sul circuito stampato dell'unità display. La bobina L3 del generatore di riferimento contiene 135 giri di filo PELSHO con un diametro di 0,1 mm, che sono avvolti su un telaio con un diametro di 7-9 mm con un'anima in ottone. Se necessario, una descrizione dettagliata del design speciale della bobina L3 può essere trovata nella rivista Radio n. 4, 1973. Il corpo del blocco di ricerca è realizzato in duralluminio. La bobina di ricerca L1 e l'unità di ricerca sono fissate sul fondo di un'apposita maniglia. Anche l'alloggiamento del display è in duralluminio. Sul coperchio dell'alloggiamento sono installati un connettore per il collegamento di un'unità di ricerca (non indicato nello schema elettrico), un interruttore S1 e un connettore X1 per il collegamento delle cuffie BF1. Il coperchio dovrebbe anche avere un foro per la manopola di regolazione della bobina L3. Come fonte di alimentazione B1, puoi utilizzare, ad esempio, due batterie 3336L collegate in serie. Istituzione I passaggi principali nella configurazione del metal detector MI-2 sono l'impostazione della soglia di trigger e la selezione della frequenza dell'oscillatore di riferimento. La soglia di trigger viene impostata selezionando la resistenza del resistore R11. Per fare ciò, dissaldare l'uscita del condensatore C2 dal collettore del transistor T8 e applicare a questo condensatore un segnale da un generatore di suoni con una tensione di 0,5 V a una frequenza di 1 kHz. Il valore della resistenza del resistore R11 deve essere scelto in modo tale che con una leggera diminuzione dell'ampiezza del segnale del generatore di suoni, il suono nelle cuffie scompaia e la corrente del collettore del transistor T5 diventi uguale a zero. La regolazione approssimativa della frequenza del segnale generato dall'oscillatore di riferimento viene eseguita selezionando la capacità del condensatore C12. Più precisamente, il valore della frequenza viene impostato selezionando la capacità del condensatore C18. Queste regolazioni devono essere eseguite in condizioni in cui gli oggetti metallici vengono rimossi dalla bobina di ricerca L1 a una distanza di almeno 1,5 M. La frequenza dell'oscillatore di riferimento viene determinata utilizzando un frequenzimetro o un oscilloscopio. In questo caso, il condensatore C11 deve essere saldato dall'emettitore del transistor T6. Quindi è necessario impostare la frequenza centrale dell'oscillatore di riferimento. Per fare ciò, ripristinare la connessione del condensatore C11 con l'emettitore del transistor T6, scollegare l'unità di ricerca dall'unità display e misurare le frequenze dell'oscillatore di riferimento con un frequenzimetro quando la manopola di sintonia della bobina L3 è impostata sull'estremo posizioni. La frequenza media dell'oscillatore di riferimento è determinata come media aritmetica delle frequenze misurate. Se necessario, le capacità dei condensatori C12 e C13 vengono selezionate in modo tale che la frequenza media dell'oscillatore di riferimento differisca dalla frequenza dell'oscillatore di misurazione di 1 kHz. Dopo aver regolato le frequenze degli oscillatori di misurazione e riferimento ruotando il nucleo di sintonia della bobina L3, all'uscita dello stadio di miscelazione, è necessario impostare il livello di tensione del segnale a poco più di 0,5 V. In questo caso, il trigger cambierà con la frequenza del segnale in ingresso e si sentirà un segnale acustico nelle cuffie. Procedura di lavoro L'esecuzione di operazioni di ricerca con l'ausilio del metal detector MI-2 non ha caratteristiche speciali. Se un oggetto metallico si trova nell'area di copertura di questo dispositivo, quando la bobina di ricerca L1 si avvicina ad esso, nelle cuffie si sentirà un tono di frequenza variabile, diminuendo di volume. Se la bobina viene ancora avvicinata a un oggetto metallico, la tensione del segnale all'uscita del mixer diventerà inferiore alla soglia di trigger. Il grilletto smetterà di attivarsi e il segnale audio nelle cuffie scomparirà. Se necessario, durante il processo di ricerca, è possibile adattare il metal detector alla frequenza del battito regolando la posizione del nucleo della bobina L3. In conformità con i dati ottenuti durante l'uso pratico del metal detector MI-2, è possibile rilevare oggetti metallici di grandi dimensioni (ad esempio un coperchio del pozzo) a una distanza di 600-800 mm, piccoli (ad esempio un cacciavite) - ad una distanza di 70-100 mm, e monete di valore medio, il dispositivo inizia a reagire da una distanza di 30-50 mm. Autore: Adamenko MV
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