Detector de metale electronice
Detectorul este un dispozitiv relativ simplu, un circuit electronic, care asigură o bună sensibilitate și stabilitate. O trăsătură distinctivă a acestui dispozitiv este frecvența de funcționare redusă. Inductori detector care funcționează la o frecvență de 3 kHz. Acest lucru asigură, pe de o parte, reacția slabă la semnalele nedorite (cum ar fi semnalele care rezultă din prezența de nisip umed, bucăți mici de metal, și așa mai departe. D.), iar pe de altă parte, sensibilitatea bună atunci când se caută conductele de apă ascunse, se execută de încălzire centrală, monede și alte obiecte metalice.
Pentru a implementa și a configura schema necesită abilitățile și experiența potrivită, iubitorul de designer novice ar trebui să se adreseze mai întâi diagramelor și dispozitivelor mai simple descrise în această carte.
Fig. 15.1. Diagrama bloc a detectorului de metale:
1 - generator (3 kHz); 2 - discriminator; 3 - bobine de detectoare metalice; 4 - amplificator de înaltă frecvență; 5 - detector; 6 - filtru trece-jos; 7 - generator de sunet; 8 - cheia electronică a unui semnal sonor; 9 - amplificatorul semnalelor de ieșire; 10 - difuzor; 11 - schema de comparație; 12 - tensiune de referință reglabilă.
O diagramă bloc a detectorului de metale este prezentată în Fig. 15.1. Detectorul detectorului de metal excită oscilațiile în bobina de transmisie la o frecvență de aproximativ 3 kHz, creând în el un câmp magnetic alternativ. Bobina de recepție este amplasată perpendicular pe bobina de transmisie astfel încât liniile câmpului magnetic care trec prin ea să creeze un mic EMF. La ieșirea bobinei receptoare, semnalul lipsește sau este foarte mic. Un obiect metalic care cade în câmpul bobinei modifică valoarea inductanței și pe ieșire apare un semnal electric, care este apoi amplificat, rectificat și filtrat. Astfel, la ieșirea sistemului avem un semnal de tensiune constantă, valoarea căreia crește ușor când bobina se apropie de obiectul metalic. Acest semnal este alimentat la una din intrările circuitului de comparare, unde este comparat cu tensiunea de referință care este aplicată celei de-a doua intrări. Nivelul de tensiune de referință este ajustat astfel încât chiar și o ușoară creștere a tensiunii de semnal duce la o schimbare a stării la ieșirea circuitului de comparație. Aceasta, la rândul său, activează comutatorul electronic, rezultând un semnal de ieșire către ieșirile amplificatorului, alergând operatorul asupra prezenței unui obiect metalic.
Fig. 15.2. Circuitul electric al unui detector de metale. Transmițătorul este afișat în roșu.
Circuitul electric de bază al detectorului de metale este prezentat în Fig. 15.2. Transmițătorul, constând dintr-un tranzistor VT1 și elementele asociate, excită oscilațiile în bobina L1. Semnalele de intrare la L2 bobina, apoi amplificat și rectificat prin D1 cip IC D2, activat de circuitul detector de amplitudine. Semnalul de la detectorul este alimentat condensatorul C9, și este netezită printr-un filtru trece-jos, care este format din rezistoare R14, R15 și condensatori C10 și C11 D3 semnal este introdus în circuitul de comparație, care compară cu o tensiune de referință stabilită de rezistoare variabile RP3 și RP4. Rezistorul variabil RP4 servește la reglarea rapidă și grosieră, iar RP3 oferă ajustarea corectă a tensiunii de referință. Generator, asamblat pe tranzistor cu o tranziție VT2, funcționează continuu, dar semnalul generat de acestea vor merge pe VT4 baza tranzistorului numai atunci când tranzistorul VT3 este închis, ca fiind în stare deschisă, tranzistorul shunts ieșirea generatorului. Când D3 circuitul de semnal de intrare la tensiunea de ieșire scade, și se închide tranzistor semnal VTZ de la VT2 tranzistor prin VT4 de control tranzistor și RP5 volum merge la etapa de ieșire, și un difuzor.
Circuitul utilizează două surse de alimentare, ceea ce elimină posibilitatea oricărei reacții la ieșirea circuitului la intrarea sa sensibilă. Circuitul principal este alimentat de o baterie de 18V, care este redusă de un cip D4 la o tensiune stabilă de 12V. În același timp, reducerea tensiunii bateriei în timpul funcționării circuitului nu determină modificarea setării. Etapele de ieșire sunt alimentate de o sursă separată de alimentare de 9V. Cerințele privind consumul de energie sunt destul de scăzute, astfel încât să puteți utiliza trei baterii reîncărcabile pentru alimentarea dispozitivului. Sursa de alimentare a treptei de ieșire nu necesită un întrerupător special, deoarece în absența unui semnal, stadiul de ieșire nu consumă curent.
Fig. 15.3. Partea din folie a plăcii
Detectorul de metale este un dispozitiv destul de complex, astfel încât asamblarea circuitului ar trebui făcută în mod cascadă, cu o verificare atentă a fiecărei cascade. Circuitul este montat pe o placă pe care sunt 24 benzi de cupru de 50 de găuri, fiecare cu un pas de 2,5 mm. Mai întâi, în fâșii sunt realizate 64 de fante, așa cum se arată în Fig. 15.3 și găuriți trei găuri de montaj. Apoi, pe spatele plăcii sunt instalate 20 jumperi, știfturi pentru conexiuni externe și două știfturi pentru condensator C5 (Figura 15.4). Apoi, sunt instalate condensatoarele C16, C17 și cipul D4. Aceste elemente formează o sursă de alimentare cu o tensiune de 12V. Această cascadă este testată prin conectarea temporară a unei baterii de 18V. În acest caz, tensiunea pe condensatorul C 16 ar trebui să fie de 12 ± 0,5V. După aceasta, se realizează instalarea elementelor etapelor de ieșire: rezistențele R23-R26, condensatoarele C14 și C15 și tranzistoarele VT4-VT6. Trebuie notat faptul că cazul tranzistorului VT6 este conectat la colectorul său, prin urmare, contactul cu carcasa cu elemente adiacente și jumperi este inadmisibil. Deoarece stadiul de ieșire nu consumă curent când nu există semnal, acesta este verificat prin conectarea temporară a difuzorului, a rezistenței variabile RP5 și a bateriei de 9V.
Fig. 15.4. Aranjarea elementelor pe tablă
Apoi se formează rezistențele R20-R22 și tranzistorul VT2, formând un generator de semnale audio. Când sunt conectate două surse de alimentare, se aude un fundal sonor în difuzor, schimbându-se cu poziția butonului de volum. După aceea, rezistențele R16-R19, condensatorul C12, tranzistorul VTZ și chipul D3 sunt montate pe placă. Funcționarea schemei de comparație se verifică după cum urmează. La intrarea de măsurare D3, rezistențele variabile RP3 și RP4 sunt conectate. Această intrare este formată folosind două rezistențe de 10 kΩ, dintre care unul este conectat la șina pozitivă + 12V, iar celălalt la magistrală zero. Al doilea conductor al rezistoarelor este conectat la terminalul 2 al cipului D3. Jumperul de pe acest pin acționează ca punct de conectare. Atunci când setările grosiere (inclusiv ambele baterii), care se efectuează de către RP4 rezistență variabilă, într-o anumită poziție, este eșecul semnalului audio, în timp ce atunci când reglajul fin rezistor variabil RP3 ar trebui să fie semnal de schimbare lină aproape de această poziție. În aceste condiții începe să se instaleze rezistoare R6-R15, condensatoare C6 la C11 și dioda VD3 D1 și D2 cipuri.
După pornirea alimentării, verificați mai întâi prezența semnalului la ieșirea cipului D1 (pinul 6). Nu trebuie să depășească jumătate din valoarea tensiunii de alimentare (aproximativ 6 V). Tensiunea pe condensatorul C9 nu trebuie să fie diferită de tensiunea semnalului de ieșire al acestui cip, deși interferențele de la rețeaua de curent alternativ pot provoca o creștere mică a acestei tensiuni. Atingerea intrării microcircuitului (baza condensatorului C6) determină o creștere a tensiunii datorată creșterii nivelului de zgomot. Dacă butoanele de reglare sunt într-o poziție în care nu există niciun sunet, degetul condensatorului C6 va determina apariția și dispariția semnalului. Aceasta dovedește verificarea preliminară a performanțelor cascadelor.
Verificarea finală și reglarea detectorului de metal se efectuează după fabricarea bobinelor de inductanță. După verificarea preliminară a etapelor circuitelor, alte elemente sunt instalate pe placă, cu excepția condensatorului C5. Rezistorul variabil RP2 este temporar setat la poziția de mijloc. Structura internă a circuitului este prezentată în Fig. 15.5. Placa este atașată la șasiul din aluminiu în formă de L prin șaibe de plastic (pentru a elimina posibilitatea unui scurtcircuit) cu ajutorul a trei șuruburi. Șasiul este fixat în corpul panoului de comandă prin două șuruburi care dețin două cleme destinate fixării corpului consolei la bara de căutare. Partea șasiului asigură fixarea surselor de alimentare în carcasă. La asamblarea consolei, asigurați-vă că pinii de comutare de pe partea din spate a rezistenței variabile RP5 nu ating elementele plăcii. După găurirea unui orificiu dreptunghiular, difuzorul este lipit.
Fig. 15.5. Schemă de montare a comutării componentelor detectorului de metale: 1 - difuzor; 2 - bobină de transmisie; 3 - bobină receptoare; Cablu ecranat cu 4 fire; 5 - sursa de alimentare 9V; 6 - sursa de alimentare 18V
Tija și piesele de legătură care formează suportul capului detectorului (Figura 15.6) sunt realizate din tuburi de plastic cu un diametru de 19 mm. Capul căutătorului este o placă cu un diametru de 25 cm, realizată din plastic puternic. Partea sa internă este șlefuită cu atenție cu șmirghel, care asigură o bună aderență cu rășina epoxidică.
Fig. 15.6. Elemente ale capotei detectorului de metal (a) și tipul suportului asamblat (b):
1 - mânerul ghidonului bicicletei; 2 - cinci tuburi îndoite la un unghi de 135 °; 3 - trei conectori tubi de 5 cm lungime; 4 - cleme de fixare pentru fixarea unității de comandă pe tija; 5 - o tijă a titularului capului căutătorului; 6 - Conector în formă de T; 7 - două piese tubulare cu o lungime de 4,5 cm; 8 - cleme de fixare, atașate la placă și care asigură o schimbare a unghiului de înclinare; 9 - farfurie din plastic cu diametrul de 25 cm
Caracteristicile principale ale detectoarelor de metal depind în mare măsură de bobinele utilizate, astfel că producția acestora necesită o atenție deosebită. Bobinele având aceeași formă și dimensiuni sunt înfășurate pe un contur în formă de D, care este format din știfturi fixate pe o piesă adecvată a plăcii (Figura 15.7, 15.8). Fiecare bobină este formată din 180 de fire de sârmă de cupru emailate cu un diametru de 0,27 mm, cu un robinet de la rândul său, la 90 de grade. Înainte de a scoate bobinele de pe ace, acestea sunt bandajate în mai multe locuri. Apoi fiecare bobină este înfășurată de un fir puternic, astfel încât bobinele se potrivesc strâns unii cu alții. Aceasta finalizează fabricarea bobinei de transmisie. Bobina de recepție trebuie prevăzută cu un scut.
Fig. 15.8. Capul detectorului metalic (vedere frontală):
1 - decalaj în ecranare; 2 - bobină de transmisie; 3 - șuruburi de prindere de fixare; 4 - conturul plăcii; 5 - cablu care trece prin gaura forată în placă; 6 - bobină receptoare
Fig. 15.7. Bobină inductor:
1 - înfășurări; 2-pini; 3 - centrul unui cerc cu diametrul de 20 cm; 4 - buclă pentru robinetul central; 5 - capete de bobine
Screening-ul bobinei este prevăzut după cum urmează. Mai întâi este înfășurat în sârmă și apoi înfășurat cu un strat de folie de aluminiu, care este din nou înfășurat în sârmă. Această dublă înfășurare asigură un bun contact cu folia de aluminiu. În înfășurările sârmei și în folie, ar trebui să existe un spațiu sau un spațiu mic, așa cum se arată în Fig. 15.8, împiedicând formarea unei bucșe închise în jurul circumferinței bobinei.
Bobinele produse în acest mod sunt fixate cu ajutorul unor cleme, de-a lungul marginilor plăcii de plastic și conectate la unitatea de comandă utilizând un cablu ecranat cu patru fire. Două coturi centrale și ecranul bobinei de recepție sunt conectate la magistrala zero prin firele de ecranare. Dacă activați dispozitivul și receptorul radio, amplasat în apropierea bobinei, puteți auzi un fluier înalt (la frecvența unui detector de metale), cauzat de recepționarea zgomotului în radio. Aceasta indică disponibilitatea generatorului de detector de metale.
În acest caz, nu contează la ce bandă este reglat radioul, astfel încât să puteți utiliza în schimb orice casetă de înregistrare cu casetă. Poziția de lucru a bobinelor este determinată fie de semnalul de ieșire al detectorului de metal, care trebuie să fie minim, fie în funcție de citirile instrumentului de măsurare (voltmetru) conectate direct la condensatorul C9.
A doua opțiune pentru montarea bobinelor este mult mai simplă. Tensiunea pe condensator ar trebui să fie de aproximativ 6V. După aceea, părțile exterioare ale bobinelor sunt lipite cu rășină epoxidică, iar părțile interne care trec prin centru rămân deconectate, ceea ce permite ajustarea finală.
Setarea finală este de a instala piese libere ale bobinelor într-o astfel de poziție încât obiectele realizate din metale neferoase, de exemplu, monede, determină o creștere rapidă a semnalului de ieșire, iar obiectele din oțel - scăderea nesemnificativă. Dacă rezultatul dorit nu este atins, este necesar să schimbați capetele uneia dintre bobine. Trebuie reținut faptul că ajustarea sau montarea finală a bobinelor trebuie efectuate în absența obiectelor metalice. După montare și fixarea fermă, bobinele sunt acoperite cu un strat de rășină epoxidică, apoi fibra de sticlă este suprapusă peste ele și toate acestea sunt etanșate cu rășină epoxidică.
După fabricarea capului căutătorului, un condensator C5 este încorporat în circuit, rezistorul variabil RP1 este setat la poziția de mijloc, iar rezistența variabilă RP2 este reglată la minimul semnalului de ieșire. În același timp, pe o parte a poziției de mijloc, rezistența variabilă RP1 asigură recunoașterea obiectelor din oțel, iar pe de altă parte - obiectele din metale neferoase. Trebuie avut în vedere faptul că, la fiecare schimbare a valorii nominale a rezistenței rezistenței variabile RP1, este necesară reglarea dispozitivului.
În practică, detectorul de metale este un dispozitiv ușor, echilibrat, sensibil. În primele câteva minute după pornirea dispozitivului, este posibil să existe un dezechilibru la zero, dar după un timp dispare sau devine nesemnificativ.
R1, R6, R7, R8 100 kΩ
R2, R3, R22, R23, 100 ohmi
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: