Circuito Detector de Metal - Usando Oscilador de Frequência de Batida (BFO)

O post explica um circuito detector de metal simples usando o conceito de oscilador de frequência de batimento (BFO), a técnica BFO é considerada o método mais preciso e confiável de detecção de metais.

Como funciona

O funcionamento do circuito pode ser entendido com os seguintes pontos:

O detector de metal proposto usa um 4093 quad Schmitt NAND IC e uma bobina de busca junto com um interruptor e baterias para energia.

Um cabo do pino 11 do IC1d conecta-se à antena de rádio MW, ou outro processo seria deformar ao redor do rádio. A chave BFO, se presente no rádio, deve ser ligada.

A resistência da mudança rápida na tensão - conhecida como reatância, retarda o nível lógico no pino 10 do ICI de volta aos pinos 1 e 2 de entrada e é ainda mais retardada por meio de atrasos de propagação dentro de 4093 IC.

Todo esse processo resulta em oscilações rápidas de cerca de 2 MHz, captado por um rádio de onda média.

2 MHz está fora do alcance de ondas médias, mas um rádio MV pode aceitar harmônicos de frequência de 2 MHz. O processo de enrolamento da bobina não é complicado.

Especificações do enrolamento da bobina

O protótipo usa 50 voltas de fio de cobre esmaltado 22 awg / 30 swg (0,315 mm), enrolado em um formador de 4,7 '/ 120 mm e, em seguida, enrolado em uma fita isolante.

A bobina é então conectada a 0V.Uma blindagem de Faraday que é uma folha de estanho que atua como um invólucro ao redor da bobina. Este processo deixa uma pequena lacuna e deve-se tomar cuidado para que a folha não envolva toda a circunferência da bobina. Uma fita isolante é novamente usada para envolver a blindagem de Faraday.

Uma conexão pode ser estabelecida para a blindagem de Faraday com um pedaço de envoltório de fio rígido ao redor da blindagem, antes de adicionar a fita.

Um cenário ideal seria conectar o circuito com um cabo de núcleo duplo ou de microfone e conectar a tela à blindagem de Faraday.

Como configurar o circuito

Configurar o detector de metais envolve ligar o rádio MW para captar um apito em uma harmônica de 2 MHz.

No entanto, note que nem todos os harmônicos funcionam melhor, apenas aquele que se encaixa deve ser usado. Com um harmônico adequado e o metal irá alterar o tom de um apito.

Um detector de metal detecta uma grande moeda de 80 a 90 mm, o que é considerado bom para um detector de BFO. Ele pode até mesmo identificar a discriminação entre metais ferrosos e não ferrosos com o aumento ou queda no tom.

Enviado por: DhrubaJyoti Biswas

Diagrama de circuito

Pinagem IC 4093

Detector de metal usando absorção magnética

Por trás da tecnologia de detecção deste detector de metais está um sensor que identifica a existência de metais ferrosos e não ferrosos, absorvendo a energia magnética.

Este campo magnético é produzido por um indutor que faz parte de um circuito oscilador modificado. No momento em que um objeto de metal se aproxima do campo magnético, energia magnética suficiente é absorvida para parar o oscilador.

A figura abaixo mostra o oscilador do Colpitt que dispara em torno de 70 kHz. Indutor L₁funciona como um sensor devido ao resistor emissor (R₁) de grande valor e, eventualmente, o oscilador simplesmente funciona.

Isso é favorável porque, alternativamente, as perdas no circuito regulado serão recarregadas pelo transistor. D₁e D_doisirá retificar a saída oscilante e a tensão direta subsequente é aplicada diretamente à entrada inversora do IC do gatilho Schmitt₁.

Assim que a tensão cair abaixo do valor no pino 3, que é representado por P₁, a saída mudará para alta, energizando o relé. Recomendamos construir o detector em um PCB, conforme mostrado na figura abaixo.

O propósito real do indutor L₁não era para montar no PCB. No caso de o oscilador não iniciar imediatamente em qualquer configuração de P₁foi contratado, você deve reduzir o valor de R₁.

Alternativamente, se o oscilador continua detectando mesmo quando um objeto de metal é segurado perto de L₁, o R₁o valor deve ser aumentado.

Você precisa começar com o limpador de P₁para aterrar e controlar o pré-ajuste para que o relé não opere. Quando você precisar de um pouco mais de sensibilidade, aumente um pouco mais o limpador.

A energização do relé determina principalmente o consumo de corrente e, na maioria dos casos, não é superior a 50 mA.

Detector de metal sintonizado LC

Ao contrário dos detectores de metal discutidos acima, este trabalha sob a regra de que a frequência de um oscilador LC varia quando há indutância modificada. Para que isso aconteça, o indutor é abordado com qualquer tipo de detector de metais.

A taxa de mudança de frequência depende das propriedades do metal e da própria frequência. Se o último for muito alto, um componente de metal agirá como uma curva em curto que reduz a indutância de modo que a frequência se eleve.

No caso de a frequência ser substancialmente baixa para que as perdas por corrente parasita sejam desprezadas, podemos então diferenciar entre metais ferrosos e não ferrosos.

Será bastante desafiador fazer uma frequência de oscilador abaixo de 200 Hz. Por isso, o oscilador do circuito de corrente opera em torno de 300 kHz. Para fazer sua indutância é bastante simples e tudo que você precisa é de uma única volta de um cabo coaxial representado na figura a seguir.

Como funciona

O circuito detector de metal sintonizado LC é composto por um oscilador T₁, um conversor de frequência para tensão IC₁e um amplificador operacional BiMOS IC_dois. Ao empregar um diâmetro da bobina do detector de 400 mm, os valores dos capacitores C₁e C_doisgarantir uma frequência de oscilador de 300 kHz. Quando bobinas de diâmetro menor são usadas, você precisará de mais voltas.

Para fornecer o 4046B adequadamente, a intensidade do sinal do oscilador deve ser em torno de 400 mV_ππ. O comparador de fase garante que o loop interno de bloqueio de fase sempre bloqueia nesse nível. No pino 10, a entrada do seguidor da fonte é fornecida a um CA3130 onde é suficientemente amplificada.

Como configurar

Convenientemente, P₁define a frequência central do loop de bloqueio de fase e o zero do microamperímetro central zero. Usando P_dois, você pode fazer ajustes finos se a sensibilidade do opamp estiver alta.

Além disso, P₃define a sensibilidade na discussão que é anexada em um loop de feedback negativo à entrada inversora. Observe que há um feedback positivo através do microamperímetro e R₁₀para a entrada não inversora. Quando você escolhe uma resistência diferente, é importante modificar os valores de R₉, R₁₀e R_onzeadequadamente.