Circuito del rivelatore di metalli - Utilizzo dell'oscillatore della frequenza di battimento (BFO)

Il post spiega un semplice circuito metal detector che utilizza il concetto di oscillatore della frequenza di battimento (BFO), la tecnica BFO è considerata il metodo più accurato e affidabile per rilevare i metalli.

Come funziona

Il funzionamento del circuito può essere inteso con i seguenti punti:

Il metal detector proposto utilizza un chip NAND Schmitt quad 4093 e una bobina di ricerca insieme a un interruttore e batterie per l'alimentazione.

Un cavo dal pin 11 di IC1d si collega all'antenna radio MW, o un altro processo potrebbe essere quello di curvare intorno alla radio. L'interruttore BFO, se presente nella radio, deve essere acceso.

La resistenza alla variazione rapida della tensione, nota come reattanza, ritarda il livello logico sul pin 10 dell'ICI ai suoi pin di ingresso 1 e 2, ed è ulteriormente ritardata attraverso ritardi di propagazione entro 4093 IC.

L'intero processo si traduce in rapide oscillazioni di circa 2 MHz, viene rilevato da una radio a onde medie.

2 MHz è fuori portata per le onde medie, ma una radio MV può accettare le armoniche della frequenza di 2 MHz. Il processo di avvolgimento della bobina non è complicato.

Specifiche dell'avvolgimento della bobina

Il prototipo utilizza 50 spire di filo di rame smaltato da 22 awg / 30 swg (0,315 mm), avvolto su una matrice da 120 mm / 4,7 'e quindi avvolto in un nastro isolante.

La bobina viene quindi collegata a 0 V. Uno schermo di Faraday che è un foglio di stagno che funge da involucro attorno alla bobina. Questo processo lascia un piccolo spazio e occorre prestare attenzione in modo che la pellicola non avvolga l'intera circonferenza della bobina. Un nastro isolante viene nuovamente utilizzato per avvolgere lo scudo di Faraday.

È possibile stabilire una connessione allo schermo di Faraday con un pezzo di avvolgimento di filo rigido attorno allo schermo, prima di aggiungere il nastro.

Uno scenario ideale sarebbe quello di cablare il circuito con cavo a due fili o microfono e collegare lo schermo allo schermo di Faraday.

Come impostare il circuito

La configurazione del metal detector implica l'accensione della radio MW per captare un fischio su un'armonica di 2 MHz.

Tuttavia, da notare, non tutti gli armonici funzionano meglio, solo quello che si adatta deve essere usato. Con un'armonica adatta e il metallo altererà il tono di un fischio.

Un metal detector rileva una moneta di grandi dimensioni da 80 a 90 mm, che è una buona citazione per un rilevatore di BFO. Può persino identificare la discriminazione tra metalli ferrosi e non ferrosi con l'aumento o la diminuzione del tono.

Inserito da: DhrubaJyoti Biswas

Schema elettrico

Piedinatura IC 4093

Metal Detector con assorbimento magnetico

Dietro la tecnologia di rilevamento di questo metal detector c'è un sensore che identifica l'esistenza di metalli ferrosi e non ferrosi assorbendo l'energia magnetica.

Questo campo magnetico è prodotto da un induttore che fa parte di un circuito oscillatore modificato. Nel momento in cui un oggetto metallico viene avvicinato al campo magnetico, viene assorbita energia magnetica sufficiente per arrestare l'oscillatore.

La figura sotto mostra l'oscillatore di Colpitt che si attiva a circa 70 kHz. Induttore L₁funziona come un sensore grazie alla resistenza dell'emettitore (R₁) grande valore e alla fine, l'oscillatore funziona.

Ciò è favorevole perché in alternativa le perdite nel circuito regolato verranno ricaricate dal transistor. D₁e D_Duerettificherà l'uscita oscillante e la successiva tensione continua viene applicata direttamente all'ingresso invertente del trigger di Schmitt IC₁.

Una volta che la tensione scende al di sotto del valore al pin 3 che è rappresentato da P₁, l'uscita passerà a un livello alto, eccitando il relè. Si consiglia di costruire il rilevatore su un PCB come mostrato nella figura seguente.

Lo scopo effettivo dell'induttore L₁non doveva montare sul PCB. Nel caso in cui l'oscillatore non si avvii immediatamente con qualsiasi impostazione, P₁è stato fidanzato, devi abbassare il valore di R₁.

In alternativa, se l'oscillatore continua a rilevare anche quando un oggetto metallico viene tenuto vicino a L₁, la R₁il valore deve essere aumentato.

Devi iniziare con il tergicristallo di P₁a massa e controllare il preset in modo che il relè non funzioni affatto. Quando hai bisogno di un po 'più di sensibilità, aumenta il tergicristallo un po' di più.

L'eccitazione del relè determina principalmente il consumo di corrente e per la maggior parte dei casi non è superiore a 50 mA.

Metal Detector sintonizzato LC

A differenza dei metal detector discussi sopra, questo funziona sotto la regola che la frequenza di un oscillatore LC varia quando c'è un'induttanza modificata. Per far sì che ciò accada, l'induttore viene avvicinato con qualsiasi tipo di metal detector.

La velocità di variazione della frequenza dipende dalle proprietà del metallo e dalla frequenza stessa. Se quest'ultimo è troppo alto, un componente metallico si comporterà come una curva in cortocircuito che abbassa l'induttanza in modo che la frequenza aumenti.

Nel caso in cui la frequenza sia sostanzialmente bassa per trascurare le perdite per correnti parassite, possiamo quindi distinguere tra metalli ferrosi e non ferrosi.

Sarà piuttosto difficile creare una frequenza dell'oscillatore inferiore a 200 Hz. A causa di ciò, l'oscillatore nel circuito corrente funziona a circa 300 kHz. Per fare la sua induttanza è abbastanza semplice e tutto ciò che serve è un singolo giro di un cavo coassiale come illustrato nella figura seguente.

Come funziona

Il circuito del metal detector sintonizzato LC è costituito da un oscillatore T₁, un convertitore da frequenza a tensione IC₁e un amplificatore operazionale BiMOS IC_Due. Impiegando un diametro della bobina del rivelatore di 400 mm, i valori dei condensatori C₁e C_Duegarantiscono una frequenza dell'oscillatore di 300 kHz. Quando si utilizzano bobine di diametro inferiore, occorrono più giri.

Per alimentare adeguatamente il 4046B, l'intensità del segnale dell'oscillatore deve essere di circa 400 mV_ππ. Il comparatore di fase garantisce che il circuito ad aggancio di fase interno si blocchi sempre a quel livello. Al pin 10, l'ingresso del follower della sorgente viene fornito a un CA3130 dove è sufficientemente amplificato.

Come impostare

Convenientemente, P₁imposta la frequenza centrale dell'anello ad aggancio di fase e lo zero del microamperometro dello zero centrale. Utilizzando P_Due, è possibile effettuare regolazioni fini se la sensibilità dell'amplificatore operazionale è alta.

Inoltre, P₃imposta la sensibilità nella discussione che è allegata in un ciclo di feedback negativo all'ingresso invertente. Notare che c'è un feedback positivo attraverso il microamperometro e R.₁₀all'ingresso non invertente. Quando si sceglie una resistenza diversa, è importante modificare i valori di R₉, R₁₀e R_undiciappropriatamente.