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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Metal detector avanzato su transistor con quarzo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Negli ultimi anni, molte rispettate case editrici europee hanno prestato notevole attenzione ai vari dispositivi tecnici utilizzati nelle operazioni di ricerca. Ogni anno arrivano sugli scaffali delle librerie nuovi libri con descrizioni di vari dispositivi. Va riconosciuto che, in generale, questi dispositivi sono difficili da montare e regolare e difficilmente possono essere raccomandati per la ripetizione da radioamatori alle prime armi. Tuttavia, in uno dei libri pubblicati come parte della serie "Elektronicke hledace" dalla famosa casa editrice europea "BEN", l'autore relativamente di recente, non senza sorpresa, ha scoperto un circuito di metal detector che sembrava molto familiare. L'elemento principale con cui viene analizzata la presenza di oggetti metallici in questo dispositivo è il quarzo. Allo stesso tempo, i risultati dell'analisi vengono valutati sia visivamente che acusticamente. Schema schematico Il design offerto all'attenzione dei lettori è una delle varianti dei metal detector del tipo FM (Frequency Meter), ovvero è un dispositivo basato sul principio dell'analisi della deviazione di frequenza dell'oscillatore di riferimento sotto l'influenza del metallo oggetti caduti nell'area della bobina di ricerca. Dopo un attento studio dello schema elettrico, puoi vedere che questo dispositivo è una versione migliorata del metal detector discusso nella sezione precedente. Una delle principali caratteristiche distintive di questo design è ancora l'analizzatore, realizzato sull'elemento al quarzo Q1. Inoltre, in una versione migliorata del metal detector, oltre allo strumento puntatore, viene utilizzato un circuito di segnalazione acustica come indicatore. Poiché nel circuito proposto (Fig. 2.16) è stata modificata la numerazione degli elementi, viene utilizzata una nuova base di elementi ed è stata aggiunta un'ulteriore cascata, l'autore ha ritenuto necessario considerarne le caratteristiche in modo più dettagliato.
Come in disegno precedente, la base dello schema di questo metal detector è un generatore di misurazione, uno stadio buffer, un rilevatore di oscillazioni RF, un analizzatore e un dispositivo indicatore. Il circuito oscillatorio del generatore ad alta frequenza, realizzato sul transistor T1, è costituito da una bobina L1 e condensatori C3-C6. La frequenza operativa del generatore RF dipende dalla deviazione dell'induttanza della bobina di ricerca L1, nonché dalle variazioni delle capacità del condensatore di sintonia C4 e del condensatore di regolazione C3. In assenza di oggetti metallici vicino alla bobina L1, la frequenza delle oscillazioni eccitate nel generatore RF deve essere uguale alla frequenza dell'elemento di quarzo Q1, cioè, in questo caso, 1 MHz. Dopo che un oggetto metallico si trova nell'area di copertura della bobina di ricerca L1, la sua induttanza cambierà. Questo cambierà la frequenza di oscillazione del generatore RF. Successivamente, il segnale RF viene inviato allo stadio buffer, che assicura l'adattamento del generatore con i circuiti successivi. Un follower di emettitore realizzato su un transistor T2 viene utilizzato come stadio buffer. Dall'uscita del follower dell'emettitore, il segnale RF attraverso il resistore di regolazione R7 e il quarzo Q1 va al rivelatore, realizzato sul diodo D2. A causa dell'elevato fattore di qualità del quarzo, i minimi cambiamenti nella frequenza dell'oscillatore di misurazione porteranno a una diminuzione dell'impedenza dell'elemento al quarzo. Di conseguenza, un segnale a bassa frequenza viene fornito all'ingresso dell'amplificatore CC (la base del transistor T3), la cui variazione dell'ampiezza fornisce una corrispondente deviazione della freccia del dispositivo indicatore. Il carico dell'UPT, realizzato sul transistor T3, è un dispositivo puntatore con una corrente di deflessione totale di 1 mA. Quando l'interruttore S2 è chiuso, il generatore di segnale audio, realizzato sul transistor T4, viene acceso nel circuito di carico. Il metal detector è alimentato da una sorgente B1 con una tensione di 9 V. Dettagli e design Come in alcuni dei progetti discussi in precedenza, qualsiasi breadboard può essere utilizzata per realizzare un metal detector con un elemento in quarzo. Pertanto, le parti utilizzate non sono soggette ad alcun vincolo relativo agli ingombri. L'installazione può essere sia incernierata che stampata. La bobina di ricerca L1 (fig. 2.17) è simile alla bobina utilizzata nel metal detector, discussa nella sezione precedente. Invece dei transistor del tipo BC108 indicati nel diagramma, in questo progetto è possibile utilizzare quasi tutti i transistor al silicio domestici a bassa potenza, ad esempio del tipo KT315B. Invece di un diodo 1N4001 (D2), si consiglia di utilizzare qualsiasi diodo al germanio della serie D2 o D9 con qualsiasi indice di lettere.
Come elemento Q1, puoi utilizzare qualsiasi elemento al quarzo con una frequenza da 900 kHz a 1,1 MHz. La fonte di alimentazione per V1 può essere una batteria Krona o due batterie 3336L collegate in serie. La scheda con gli elementi posti su di essa e l'alimentatore sono riposti in un'apposita custodia di plastica o legno. Sul coperchio dell'alloggiamento sono installati un resistore variabile R7, gli interruttori S1 e S2, i connettori X1 e X2 e un indicatore PA1. La bobina di ricerca L1 deve essere installata all'estremità di un'apposita maniglia lunga 100-120 cm e collegata alla scheda del dispositivo con un cavo multipolare schermato. Istituzione La condizione principale per la messa a punto di alta qualità di questo dispositivo è l'assenza di oggetti metallici di grandi dimensioni a una distanza di almeno 1,5 m dalla bobina di ricerca L1. La regolazione diretta del metal detector dovrebbe iniziare con l'impostazione della frequenza desiderata delle oscillazioni generate dal generatore RF. La frequenza di oscillazione RF deve essere uguale alla frequenza dell'elemento al quarzo Q1. Si consiglia di utilizzare un frequenzimetro digitale per effettuare questa regolazione. In questo caso, il valore della frequenza viene prima impostato approssimativamente modificando la capacità del condensatore C4, quindi regolando precisamente il condensatore C3. In assenza di un frequenzimetro, l'impostazione del generatore RF può essere effettuata in base alle letture dell'indicatore PA1. Il quarzo Q1 è un elemento di comunicazione tra le parti di misura e di indicazione del dispositivo, quindi la sua resistenza al momento della risonanza è elevata. Pertanto, la lettura minima dello strumento indicatore PA1 indicherà la regolazione fine delle oscillazioni del generatore RF alla frequenza del quarzo. Il livello di sensibilità di questo dispositivo è regolato dal resistore R7. Procedura di lavoro Nell'uso pratico di questo metal detector, il resistore variabile R7 dovrebbe portare a zero sulla scala la freccia dell'indicatore PA1. In questo caso, in una certa misura, vengono compensate le variazioni delle modalità operative dovute allo scaricamento della batteria, alle variazioni della temperatura ambiente o alle deviazioni delle proprietà magnetiche del suolo. Se, durante il funzionamento, appare un oggetto metallico nell'area della bobina di ricerca L1, la freccia dell'indicatore PA1 devierà. In questo caso, quando i contatti dell'interruttore S2 sono chiusi, un segnale acustico apparirà in cuffia. Autore: Adamenko MV
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