Um detector de metais simples, faça você mesmo. Como fazer um detector de metais simples com suas próprias mãos - instruções passo a passo
Proponho um circuito para um detector de metais por batida. A essência da solução técnica é que o gerador de busca opera em baixa frequência F p (da ordem de dezenas de quilohertz), e o gerador de referência opera em alta frequência F 0 (da ordem de megahertz) e é estabilizado por quartzo. Os circuitos de potência de todos os nós do circuito são desacoplados por filtros RC. A frequência de batimento é isolada por um detector de fase em um gatilho D.
O que isso dá?
1. A baixa frequência da bobina sensora reduz a influência de meios de baixa condutividade (terra úmida, cimento). A influência dos meios condutores aumenta acentuadamente com o aumento da frequência de busca, o que limita a sensibilidade do detector de metais.
2. Uma alta frequência de referência permite que o detector de metais atinja alta sensibilidade, uma vez que pequenas mudanças relativas na frequência de busca causam grandes mudanças na frequência de batimento. A frequência de referência é estabilizada e isso permite que a sensibilidade seja aproximadamente duplicada.
3. Um bom isolamento dos circuitos de potência enfraquece suficientemente a sincronização mútua dos geradores, tanto diretamente como através do detector de fase. Além disso, pelo mesmo motivo, não é recomendado o uso de elementos lógicos livres de microcircuitos em outras partes do circuito, pois eles ficam conectados entre si (DD1.3 e DD1.4, DD2.3 e DD2.4, DD3 .2), mas as saídas não são utilizadas.
4. O uso de um D-trigger como detector permite isolar batimentos em qualquer proporção inteira das frequências de referência e busca, e a amplitude do sinal selecionado é determinada apenas por níveis lógicos.
A fórmula para a frequência de batimento F b é simples:
F b = F 0 -NF n, F p onde F 0 é a frequência de referência; F p - frequência de busca; N é uma parte inteira do desvio de frequência, ou seja, N = int(F 0 /F p). No diagrama que usei Quaisquer outras frequências podem ser usadas, dependendo da sensibilidade e estabilidade necessárias e do quartzo disponível. Um gerador LC de pesquisa é montado em DD1.1. Nele L1 é a bobina de busca. Um oscilador de cristal de referência é montado em DD2.1. DD3.1 - detector de fase. O sinal de referência é controlado pelo sinal de busca na entrada C. O sinal de baixa frequência selecionado é alimentado através do filtro C6-R4 para fones de ouvido ou alto-falante piezo. O capacitor C1 define a frequência de batimento inicial (acima ou abaixo de zero batimentos - conforme for mais conveniente para a pesquisa). Os capacitores C2, C4 são selecionados ao configurar o gerador de frequência de busca, e C3, C5 são selecionados para corresponder à frequência do ressonador de quartzo usado. Microcircuitos DD1, DD2 - tipo K561LA7 (LE5). DD3 - K561TM2 (ou similar). A bobina de busca pode ter um diâmetro arbitrário, dependendo do tamanho dos objetos de busca. Deve ser blindado com material não magnético e a tela não deve formar curva em curto-circuito no plano da bobina. Usei uma bobina com diâmetro de 55 mm e altura de 10 mm, enrolada em um cilindro aberto de folha de cobre. Sua indutância é de 4,5 mH. Aproximadamente, a sensibilidade do detector de metais nas frequências indicadas é tal que permite detectar um objeto diamagnético com diâmetro igual a um quarto do diâmetro da bobina a uma distância de um e meio...dois diâmetros de a bobina. Um detector de metais ou detector de metais é projetado para detectar objetos que diferem em suas propriedades elétricas e/ou magnéticas do ambiente em que estão localizados. Simplificando, permite encontrar metal no solo. Mas não só no metal, e não só no solo. Os detectores de metais são utilizados por serviços de fiscalização, criminologistas, militares, geólogos, construtores para busca de perfis sob revestimentos, ferragens, para verificação de planos e diagramas de comunicações subterrâneas e pessoas de muitas outras especialidades. Os detectores de metal "faça você mesmo" são geralmente feitos por amadores: caçadores de tesouros, historiadores locais, membros de associações históricas militares. Este artigo é destinado principalmente a eles, iniciantes; Os dispositivos nele descritos permitem encontrar uma moeda do tamanho de um níquel soviético a uma profundidade de 20-30 cm ou um pedaço de ferro do tamanho de um bueiro de esgoto aproximadamente 1-1,5 m abaixo da superfície. Porém, este aparelho caseiro também pode ser útil na fazenda durante reparos ou em canteiros de obras. Finalmente, tendo descoberto cem ou dois quilos de canos ou estruturas metálicas abandonadas no solo e vendendo o achado como sucata, você pode ganhar uma quantia decente. E definitivamente há mais tesouros desse tipo em terras russas do que baús de piratas com dobrões ou cápsulas de ladrões de boiardos com efimkas. Observação:
Se você não tem conhecimento em engenharia elétrica e rádio eletrônica, não se deixe intimidar pelos diagramas, fórmulas e terminologia especial do texto. A essência é dita de forma simples, e no final haverá uma descrição do aparelho, que pode ser feito em 5 minutos sobre uma mesa, sem saber soldar ou torcer os fios. Mas permitirá que você “sinta” as peculiaridades da busca de metais e, se surgir interesse, surgirão conhecimentos e habilidades. Um pouco mais de atenção em relação aos demais será dada ao detector de metais “Pirata”, veja a fig. Este dispositivo é simples o suficiente para iniciantes repetirem, mas seus indicadores de qualidade não são inferiores a muitos modelos de marca que custam até US$ 300-400. E o mais importante, mostrou excelente repetibilidade, ou seja, funcionalidade total quando fabricado de acordo com descrições e especificações. O projeto do circuito e o princípio de funcionamento do “Pirata” são bastante modernos; Existem manuais suficientes sobre como configurá-lo e como usá-lo. O detector de metais opera segundo o princípio da indução eletromagnética. Em geral, o circuito detector de metais consiste em um transmissor de vibração eletromagnética, uma bobina transmissora, uma bobina receptora, um receptor, um circuito útil de extração de sinal (discriminador) e um dispositivo de indicação. Unidades funcionais separadas são frequentemente combinadas em circuitos e design, por exemplo, o receptor e o transmissor podem operar na mesma bobina, a parte receptora libera imediatamente o sinal útil, etc. A bobina cria um campo eletromagnético (EMF) de uma determinada estrutura no meio. Se houver um objeto eletricamente condutor em sua área de ação, pos. E na figura, correntes parasitas ou correntes de Foucault são induzidas nela, que criam seu próprio EMF. Como resultado, a estrutura do campo da bobina é distorcida, pos. B. Se o objeto não for eletricamente condutor, mas tiver propriedades ferromagnéticas, ele distorcerá o campo original devido à blindagem. Em ambos os casos, o receptor detecta a diferença entre o EMF e o original e converte-o num sinal acústico e/ou óptico. Observação:
em princípio, para um detector de metais não é necessário que o objeto seja eletricamente condutor; o solo não é. O principal é que suas propriedades elétricas e/ou magnéticas são diferentes. Em fontes comerciais, detectores de metais caros e altamente sensíveis, por ex. Terra-N são frequentemente chamados de geoscanners. Isso não é verdade. Os geoscanners operam com base no princípio de medir a condutividade elétrica do solo em diferentes direções e em diferentes profundidades; esse procedimento é chamado de perfilagem lateral. Usando dados de registro, o computador constrói uma imagem de tudo o que está no solo, incluindo camadas geológicas de diferentes propriedades. O princípio de funcionamento de um detector de metais pode ser implementado tecnicamente de diferentes maneiras, dependendo da finalidade do dispositivo. Os detectores de metal para prospecção de ouro nas praias e prospecção de construção e reparo podem ser semelhantes na aparência, mas diferem significativamente no design e nos dados técnicos. Para fazer um detector de metais corretamente, você precisa entender claramente quais requisitos ele deve atender para este tipo de trabalho. Com base nisso, Os seguintes parâmetros de detectores de metais de busca podem ser distinguidos: A discriminação, por sua vez, é um parâmetro composto, pois Na saída do detector de metais há 1, no máximo 2 sinais, e há mais quantidades que determinam as propriedades e a localização da descoberta. Porém, levando em consideração a mudança na reação do dispositivo ao se aproximar de um objeto, distinguem-se 3 componentes: Observação:
mobilidade dos detectores de metais de acordo com os parágrafos. 2-4 bom: com um conjunto de células de sal AA (“pilhas”) você pode trabalhar por até 12 horas sem sobrecarregar o operador. Os detectores de metal de pulso se destacam. Neles, a corrente primária entra na bobina em pulsos. Ao definir a taxa de repetição dos pulsos dentro da faixa LF e sua duração, que determina a composição espectral do sinal correspondente às faixas IF-HF, você pode obter um detector de metais que combina as propriedades positivas de LF, IF e HF ou é ajustável. Existem pelo menos 10 métodos de busca de objetos usando EMFs. Mas, por exemplo, o método de digitalização direta do sinal de resposta com processamento de computador é para uso profissional. Um detector de metais caseiro é construído das seguintes maneiras: Os detectores de metais paramétricos, de alguma forma, estão fora da definição do princípio de operação: eles não possuem receptor nem bobina receptora. Para a detecção, utiliza-se a influência direta do objeto nos parâmetros da bobina do gerador - indutância e fator de qualidade -, não importando a estrutura do EMF. A alteração dos parâmetros da bobina leva a uma alteração na frequência e amplitude das oscilações geradas, que é registrada de diferentes formas: medindo a frequência e amplitude, alterando o consumo de corrente do gerador, medindo a tensão no PLL loop (um sistema de loop de fase bloqueada que o “puxa” para um determinado valor), etc. Os detectores de metais paramétricos são simples, baratos e resistentes ao ruído, mas usá-los requer certas habilidades, porque... a frequência “flutua” sob a influência de condições externas. A sua sensibilidade é fraca; Acima de tudo, eles são usados como detectores magnéticos. O dispositivo do detector de metais transceptor é mostrado na Fig. no início, para uma explicação do princípio de funcionamento; O princípio de operação também está descrito lá. Tais dispositivos permitem alcançar a melhor eficiência em sua faixa de frequência, mas são complexos no projeto do circuito e exigem um sistema de bobinas de alta qualidade. Os detectores de metal transceptores com uma bobina são chamados de detectores de indução. Sua repetibilidade é melhor, porque o problema do arranjo correto das bobinas umas em relação às outras desaparece, mas o projeto do circuito é mais complicado - você precisa destacar o sinal secundário fraco contra o fundo do primário forte. Observação:
Em detectores de metais transceptores pulsados, o problema de isolamento também pode ser eliminado. Isso se explica pelo fato de o chamado “catch” ser “capturado” como sinal secundário. a “cauda” do pulso reemitido pelo objeto. Devido à dispersão durante a reemissão, o pulso primário se espalha e parte do pulso secundário acaba no intervalo entre os primários, de onde é fácil de isolar. Os detectores de metais com acumulação de fase, ou sensíveis à fase, são pulsados com bobina única ou com 2 geradores, cada um operando em sua própria bobina. No primeiro caso, utiliza-se o fato de que os pulsos não apenas se espalham durante a reemissão, mas também são atrasados. A mudança de fase aumenta com o tempo; ao atingir determinado valor, o discriminador é acionado e ouve-se um clique nos fones de ouvido. À medida que você se aproxima do objeto, os cliques tornam-se mais frequentes e se fundem em um som cada vez mais agudo. É neste princípio que “Pirata” é construído. No segundo caso, a técnica de busca é a mesma, mas operam 2 osciladores elétricos e geométricos estritamente simétricos, cada um com sua bobina. Neste caso, devido à interação de seus CEM, ocorre a sincronização mútua: os geradores funcionam no tempo. Quando o EMF geral é distorcido, começam as interrupções de sincronização, ouvidas como os mesmos cliques e, em seguida, um tom. Os detectores de metais de bobina dupla com falha de sincronização são mais simples que os detectores de pulso, mas menos sensíveis: sua penetração é 1,5-2 vezes menor. A discriminação em ambos os casos é quase excelente.
Batidas de 2 sinais elétricos - um sinal com frequência igual à soma ou diferença das frequências fundamentais dos sinais originais ou seus múltiplos - harmônicos. Assim, por exemplo, se sinais com frequências de 1 MHz e 1.000.500 Hz ou 1,0005 MHz forem aplicados às entradas de um dispositivo especial - um mixer, e fones de ouvido ou um alto-falante estiverem conectados à saída do mixer, então ouviremos um tom puro de 500 Hz. E se o 2º sinal for 200-100 Hz ou 200,1 kHz, vai acontecer a mesma coisa, porque 200 100 x 5 = 1.000.500; nós “capturamos” o 5º harmônico. Em um detector de metais, existem 2 geradores operando em batimentos: um de referência e um de trabalho. A bobina do circuito oscilante de referência é pequena, protegida de influências estranhas, ou sua frequência é estabilizada por um ressonador de quartzo (simplesmente quartzo). A bobina do circuito do gerador de trabalho (busca) é um gerador de busca e sua frequência depende da presença de objetos na área de busca. Antes da pesquisa, o gerador em funcionamento é ajustado para zero batimentos, ou seja, até que as frequências correspondam. Via de regra, um som zero completo não é alcançado, mas é ajustado para um tom muito baixo ou chiado, o que é mais conveniente de procurar. Ao alterar o tom das batidas julga-se a presença, tamanho, propriedades e localização de um objeto. Observação:
Na maioria das vezes, a frequência do gerador de busca é várias vezes menor que a de referência e opera em harmônicos. Isto permite, em primeiro lugar, evitar a influência mútua prejudicial dos geradores neste caso; em segundo lugar, ajuste o dispositivo com mais precisão e, em terceiro lugar, procure a frequência ideal neste caso. Os detectores de metais harmônicos são geralmente mais complexos que os detectores de pulso, mas funcionam em qualquer tipo de solo. Devidamente fabricados e ajustados, não são inferiores aos de impulso. Isso pode ser avaliado pelo menos pelo fato de que os garimpeiros e os banhistas não concordam sobre o que é melhor: um impulso ou uma surra? O equívoco mais comum dos rádios amadores novatos é a absolutização do projeto de circuitos. Tipo, se o esquema for “legal”, então tudo será de primeira qualidade. Em relação aos detectores de metais, isso é duplamente verdadeiro, porque... suas vantagens operacionais dependem muito do design e da qualidade de fabricação da bobina sensora. Como disse um prospector de resort: “A localização do detector deve estar no bolso, não nas pernas”. Ao desenvolver um dispositivo, seus parâmetros de circuito e bobina são ajustados entre si até que o ideal seja obtido. Mesmo que um determinado circuito com bobina “estranha” funcione, ele não atingirá os parâmetros declarados. Portanto, ao escolher um protótipo para replicar, observe primeiro a descrição da bobina. Se estiver incompleto ou impreciso, é melhor construir outro dispositivo. Uma bobina grande (larga) emite CEM de forma mais eficaz e “iluminará” o solo mais profundamente. Sua área de busca é mais ampla, o que permite reduzir “ser encontrado com os pés”. Porém, se houver um objeto grande e desnecessário na área de busca, seu sinal “obstruirá” o fraco da pequena coisa que você está procurando. Portanto, é aconselhável levar ou fabricar um detector de metais projetado para trabalhar com bobinas de diversos tamanhos. Observação:
Os diâmetros típicos das bobinas são 20-90 mm para busca de acessórios e perfis, 130-150 mm para “ouro de praia” e 200-600 mm “para ferro grande”. O tipo tradicional de bobina detectora de metais é chamado. bobina fina ou Mono Loop (loop único): um anel de muitas voltas de fio de cobre esmaltado com largura e espessura 15-20 vezes menor que o diâmetro médio do anel. As vantagens de uma bobina monoloop são a fraca dependência dos parâmetros do tipo de solo, uma zona de busca estreita, que permite, ao mover o detector, determinar com mais precisão a profundidade e localização da descoberta, e simplicidade de projeto. Desvantagens - fator de baixa qualidade, razão pela qual a configuração “flutua” durante o processo de busca, suscetibilidade a interferências e resposta vaga ao objeto: trabalhar com um monoloop requer considerável experiência no uso desta instância específica do dispositivo. Recomenda-se que iniciantes façam detectores de metais caseiros com monoloop para obter um design funcional sem problemas e ganhar experiência de pesquisa com ele. Ao escolher um circuito, para garantir a confiabilidade das promessas do autor, e ainda mais ao projetá-lo ou modificá-lo de forma independente, é necessário conhecer a indutância da bobina e saber calculá-la. Mesmo que você esteja fazendo um detector de metais a partir de um kit adquirido, ainda é necessário verificar a indutância por meio de medições ou cálculos, para não quebrar a cabeça depois: ora, tudo parece estar funcionando bem, e não apitando. Calculadoras para cálculo da indutância de bobinas estão disponíveis na Internet, mas um programa de computador não pode atender a todos os casos práticos. Portanto, na Fig. é fornecido um nomograma antigo e testado por décadas para cálculo de bobinas multicamadas; uma bobina fina é um caso especial de bobina multicamadas. Para calcular o monoloop de pesquisa, o nomograma é usado da seguinte forma: O monoloop “captura” bem a interferência, porque é projetado exatamente da mesma forma que uma antena de quadro. Você pode aumentar sua imunidade a ruídos, em primeiro lugar, colocando o enrolamento no chamado. Blindagem de Faraday: um tubo de metal, trança ou enrolamento de folha com uma ruptura para que não se forme uma volta em curto-circuito, que “consumirá” todas as bobinas EMF, ver fig. na direita. Se no diagrama original houver uma linha pontilhada próxima à designação da bobina sensora (ver diagramas abaixo), isso significa que a bobina deste dispositivo deve ser colocada na blindagem de Faraday. Além disso, a blindagem deve estar conectada ao fio comum do circuito. Há um problema aqui para iniciantes: o condutor de aterramento deve ser conectado à tela estritamente simetricamente ao corte (veja a mesma figura) e trazido para o circuito também simetricamente em relação aos fios de sinal, caso contrário o ruído ainda “rastejará” no bobina. A tela também absorve parte do EMF de pesquisa, o que reduz a sensibilidade do dispositivo. Este efeito é especialmente perceptível em detectores de metal pulsados; suas bobinas não podem ser blindadas. Neste caso, o aumento da imunidade ao ruído pode ser alcançado equilibrando o enrolamento. A questão é que, para uma fonte remota de EMF, a bobina é um objeto pontual e a fem. a interferência em suas metades suprimirá uma à outra. Uma bobina simétrica também pode ser necessária no circuito se o gerador for push-pull ou indutivo de três pontos. Porém, neste caso é impossível simetriar a bobina utilizando o método bifilar familiar aos rádios amadores (ver figura): quando objetos condutores e/ou ferromagnéticos estão no campo da bobina bifilar, sua simetria é quebrada. Ou seja, a imunidade a ruídos do detector de metais desaparecerá justamente quando for mais necessária. Portanto, é necessário equilibrar a bobina monoloop por enrolamento cruzado, veja a mesma fig. Sua simetria não é quebrada em hipótese alguma, mas enrolar uma bobina fina com um grande número de voltas em cruz é um trabalho infernal, então é melhor fazer uma bobina de cesta. As bobinas de cesta têm todas as vantagens dos monoloops em uma extensão ainda maior. Além disso, as bobinas de cesto são mais estáveis, seu fator de qualidade é maior e o fato de a bobina ser plana é uma dupla vantagem: a sensibilidade e a discriminação aumentarão. As bobinas de cesta são menos suscetíveis a interferências: fem prejudicial. ao cruzar os fios, eles se anulam. O único aspecto negativo é que as bobinas de cesto requerem um mandril feito com precisão, rígido e durável: a força total de tensão de muitas voltas atinge valores elevados. As bobinas de cesto são estruturalmente planas e tridimensionais, mas eletricamente uma “cesta” tridimensional é equivalente a uma plana, ou seja, cria o mesmo EMF. A bobina volumétrica da cesta é ainda menos sensível a interferências e, o que é importante para detectores de metal pulsados, a dispersão do pulso nela é mínima, ou seja, É mais fácil capturar a variação causada pelo objeto. As vantagens do detector de metais “Pirata” original se devem em grande parte ao fato de sua bobina “nativa” ser uma cesta volumosa (ver figura), mas seu enrolamento é complexo e demorado. É melhor para um iniciante enrolar sozinho uma cesta plana, veja a fig. abaixo. Para detectores de metais “para ouro” ou, digamos, para o detector de metais “borboleta” descrito abaixo e um transceptor simples de 2 bobinas, discos de computador inutilizáveis seriam uma boa montagem. Sua metalização não fará mal: é muito fina e niquelada. Uma condição indispensável: um número ímpar e nenhum outro de slots. Não é necessário um nomograma para calcular uma cesta plana; o cálculo é realizado da seguinte forma: Alguns amadores encarregam-se de enrolar cestos grandes usando o método mostrado na Fig. abaixo: faça um mandril com pregos isolados (pos. 1) ou parafusos auto-roscantes, enrole-os conforme o diagrama pos. 2 (neste caso, pos. 3, para um número de voltas que é múltiplo de 8; a cada 8 voltas o “padrão” se repete), depois espuma, pos. 4, o mandril é retirado e o excesso de espuma é cortado. Mas logo acontece que as bobinas esticadas cortaram a espuma e todo o trabalho foi em vão. Ou seja, para enrolá-lo com segurança, é necessário colar pedaços de plástico durável nos orifícios da base e só então enrolá-lo. E lembre-se: o cálculo independente de uma bobina volumétrica de cesta sem programas de computador apropriados é impossível; A técnica do cesto plano não é aplicável neste caso. DD neste caso não significa detector de longo alcance, mas sim um detector duplo ou diferencial; no original – DD (Double Detector). Esta é uma bobina de 2 metades idênticas (braços), dobradas com alguma intersecção. Com um equilíbrio elétrico e geométrico preciso dos braços DD, o EMF de busca é contraído na zona de intersecção, à direita na Fig. à esquerda está uma bobina monoloop e seu campo. A menor heterogeneidade do espaço na área de busca causa um desequilíbrio e um sinal forte e nítido aparece. Uma bobina DD permite que um buscador inexperiente detecte um objeto pequeno, profundo e altamente condutor quando uma lata enferrujada está próxima e acima dele. As bobinas DD são claramente orientadas “para ouro”; Todos os detectores de metal marcados com OURO estão equipados com eles. No entanto, em solos rasos, heterogêneos e/ou condutores, eles falham completamente ou muitas vezes emitem sinais falsos. A sensibilidade da bobina DD é muito alta, mas a discriminação é próxima de zero: o sinal ou é marginal ou não existe. Portanto, detectores de metais com bobinas DD são preferidos por pesquisadores interessados apenas em “encaixe no bolso”. Observação:
Mais detalhes sobre as bobinas DD podem ser encontrados mais adiante na descrição do detector de metais correspondente. Os ombros DD são enrolados a granel, como um monoloop, em um mandril especial, veja abaixo, ou em cestos. Molduras e mandris prontos para bobinas buscadoras são vendidos em uma ampla variedade, mas os vendedores não têm vergonha de aumentos. Por isso, muitos amadores fazem a base da bobina em compensado, à esquerda da figura: O detector de metais mais simples para busca de acessórios, fiação, perfis e comunicações em paredes e tetos pode ser montado conforme a Fig. O antigo transistor MP40 pode ser substituído sem problemas pelo KT361 ou seus análogos; Para usar transistores pnp, é necessário alterar a polaridade da bateria. Este detector de metais é um detector magnético do tipo paramétrico operando em LF. O tom do som nos fones de ouvido pode ser alterado selecionando a capacitância C1. Sob a influência do objeto, o tom diminui, ao contrário de todos os outros tipos, então inicialmente você precisa conseguir um “guincho de mosquito”, e não chiado ou resmungo. O dispositivo distingue a fiação ativa da fiação “vazia”; um zumbido de 50 Hz é sobreposto ao tom. O circuito é um gerador de pulsos com realimentação indutiva e estabilização de frequência por um circuito LC. Uma bobina de loop é um transformador de saída de um receptor de transistor antigo ou de um receptor de baixa tensão “bazar-chinês” de baixa potência. Um transformador de uma fonte de alimentação de antena polonesa inutilizável é muito adequado, neste caso, desligando o plugue da rede, você pode montar todo o dispositivo, então é melhor alimentá-lo com uma bateria de lítio tipo moeda de 3 V. Enrolamento II em Figo. – primário ou rede; I – secundário ou abaixador de 12 V. Isso mesmo, o gerador opera com saturação de transistor, o que garante consumo insignificante de energia e ampla faixa de pulsos, facilitando a busca. Para transformar um transformador em sensor, seu circuito magnético deve ser aberto: retirar a moldura com enrolamentos, retirar os jumpers retos do núcleo - o garfo - e dobrar as placas em forma de W para um lado, como à direita da figura , em seguida, coloque os enrolamentos novamente. Se as peças estiverem em bom estado de funcionamento, o dispositivo começa a funcionar imediatamente; caso contrário, você precisará trocar as pontas de qualquer um dos enrolamentos. Um esquema paramétrico mais complexo é mostrado na Fig. na direita. L com capacitores C4, C5 e C6 é sintonizado em 5, 12,5 e 50 kHz, e o quartzo passa o 10º, 4º harmônico e o tom fundamental para o medidor de amplitude, respectivamente. O circuito é mais para o amador soldar na mesa: há muito rebuliço com as configurações, mas não há “talento”, como dizem. Fornecido apenas como exemplo. Muito mais sensível é um detector de metais transceptor com bobina DD, que pode ser feito em casa sem muita dificuldade, veja a Fig. À esquerda está o transmissor; à direita está o receptor. As propriedades dos diferentes tipos de DD também são descritas lá. Este detector de metais é LF; a frequência de pesquisa é de cerca de 2 kHz. Profundidade de detecção: níquel soviético - 9 cm, lata - 25 cm, escotilha de esgoto - 0,6 M. Os parâmetros são “três”, mas você pode dominar a técnica de trabalhar com DD antes de passar para estruturas mais complexas. As bobinas contêm 80 voltas de fio PE de 0,6-0,8 mm, enroladas a granel em um mandril de 12 mm de espessura, cujo desenho é mostrado na Fig. esquerda. Em geral, o dispositivo não é crítico para os parâmetros das bobinas, elas seriam exatamente iguais e localizadas estritamente simetricamente. No geral, um simulador bom e barato para quem quer dominar qualquer técnica de busca, incl. "por ouro." Embora a sensibilidade deste detector de metais seja baixa, a discriminação é muito boa apesar do uso de DD. Para configurar o aparelho, primeiro ligue os fones de ouvido em vez do transmissor L1 e verifique pelo tom se o gerador está funcionando. Em seguida, L1 do receptor é curto-circuitado e selecionando R1 e R3, uma tensão igual a aproximadamente metade da tensão de alimentação é definida nos coletores VT1 e VT2, respectivamente. A seguir, R5 ajusta a corrente do coletor VT3 dentro de 5..8 mA, abre L1 do receptor e pronto, você pode pesquisar. Os projetos nesta seção mostram todas as vantagens do método de acumulação de fases. O primeiro detector de metais, principalmente para fins de construção, custará muito pouco, porque... suas peças mais trabalhosas são feitas... de papelão, veja a fig.: O dispositivo não requer ajuste; o temporizador integrado 555 é um análogo do IC doméstico (circuito integrado) K1006VI1. Todas as transformações de sinal ocorrem nele; O método de pesquisa é pulsado. A única condição é que o alto-falante precise de um piezoelétrico (cristalino); um alto-falante comum ou fones de ouvido sobrecarregarão o IC e ele falhará em breve. A indutância da bobina é de cerca de 10 mH; frequência de operação – dentro de 100-200 kHz. Com espessura de mandril de 4 mm (1 camada de papelão), uma bobina com diâmetro de 90 mm contém 250 voltas de fio PE 0,25 e uma bobina de 70 mm contém 290 voltas. Detector de metais “Borboleta”, ver fig. à direita, em seus parâmetros já se aproxima dos instrumentos profissionais: o níquel soviético é encontrado a uma profundidade de 15-22 cm, dependendo do solo; escotilha de esgoto - em profundidade de até 1 m Eficaz em caso de falhas de sincronização; diagrama, placa e tipo de instalação - na Fig. abaixo. Observe que existem 2 bobinas separadas com um diâmetro de 120-150 mm, não DD! Eles não devem se cruzar! Ambos os alto-falantes são piezoelétricos, como antes. caso. Capacitores - estáveis ao calor, mica ou cerâmica de alta frequência. As propriedades da “Borboleta” irão melhorar e será mais fácil configurá-la se, primeiro, enrolar as bobinas com cestos planos; a indutância é determinada pela frequência operacional especificada (até 200 kHz) e pelas capacitâncias dos capacitores de loop (10.000 pF cada no diagrama). O diâmetro do fio é de 0,1 a 1 mm, quanto maior melhor. A derivação em cada bobina é feita a partir de um terço das voltas, contando a partir da extremidade fria (inferior no diagrama). Em segundo lugar, se os transistores individuais forem substituídos por um conjunto de 2 transistores para circuitos amplificadores K159NT1 ou seus análogos; Um par de transistores cultivados no mesmo cristal possui exatamente os mesmos parâmetros, o que é importante para circuitos com falha de sincronização. Para configurar o Butterfly, você precisa ajustar com precisão a indutância das bobinas. O autor do projeto recomenda separar as espiras ou movê-las ou ajustar as bobinas com ferrite, mas do ponto de vista da simetria eletromagnética e geométrica, seria melhor conectar capacitores de corte de 100-150 pF em paralelo com capacitores de 10.000 pF e gire-os em direções diferentes durante o ajuste. A configuração em si não é difícil: o dispositivo recém-montado emite um sinal sonoro. Alternadamente, trazemos uma panela de alumínio ou uma lata de cerveja para as bobinas. Para um - o guincho fica cada vez mais alto; para o outro - mais baixo e mais silencioso ou completamente silencioso. Aqui adicionamos um pouco de capacidade ao aparador e no ombro oposto retiramos. Em 3-4 ciclos você pode obter silêncio completo nos alto-falantes - o dispositivo está pronto para pesquisa. Voltemos ao famoso “Pirata”; É um transceptor de pulso com acumulação de fase. O diagrama (ver figura) é muito transparente e pode ser considerado um clássico para este caso. O transmissor consiste em um oscilador mestre (MG) no mesmo temporizador 555 e uma chave poderosa em T1 e T2. À esquerda está a versão ZG sem IC; nele você terá que definir a taxa de repetição do pulso no osciloscópio para 120-150 Hz R1 e a duração do pulso para 130-150 μs R2. A bobina L é comum. Um limitador nos diodos D1 e D2 para uma corrente de 0,5 A evita sobrecarga do amplificador receptor QP1. O discriminador é montado em QP2; juntos eles formam o amplificador operacional duplo K157UD2. Na verdade, as “caudas” dos pulsos reemitidos se acumulam no contêiner C5; quando o “reservatório está cheio”, salta um pulso na saída do QP2, que é amplificado pelo T3 e dá um clique na dinâmica. O resistor R13 regula a velocidade de enchimento do “reservatório” e, consequentemente, a sensibilidade do dispositivo. Você pode aprender mais sobre “Pirata” no vídeo:
e sobre os recursos de sua configuração - no vídeo a seguir:
Quem quiser experimentar todas as delícias do processo de busca por batimento com bobinas substituíveis pode montar um detector de metais conforme o diagrama da Fig. Sua peculiaridade, em primeiro lugar, é a eficiência: todo o circuito é montado na lógica CMOS e, na ausência de objeto, consome pouquíssima corrente. Em segundo lugar, o dispositivo opera em harmônicos. O oscilador de referência em DD2.1-DD2.3 é estabilizado pelo quartzo ZQ1 a 1 MHz, e o oscilador de busca em DD1.1-DD1.3 opera a uma frequência de cerca de 200 kHz. Ao configurar o dispositivo antes da busca, o harmônico desejado é “capturado” pelo varicap VD1. A mistura dos sinais de trabalho e de referência ocorre em DD1.4. Terceiro, este detector de metais é adequado para trabalhar com bobinas substituíveis. É melhor substituir a série IC 176 pela mesma série 561, o consumo de corrente diminuirá e a sensibilidade do dispositivo aumentará. Você não pode simplesmente substituir os antigos fones de ouvido soviéticos de alta impedância TON-1 (de preferência TON-2) pelos de baixa impedância do player: eles sobrecarregarão o DD1.4. Você precisa instalar um amplificador como o “pirata” (C7, R16, R17, T3 e um alto-falante no circuito “Pirata”) ou usar um alto-falante piezo. Este detector de metais não requer ajustes após a montagem. As bobinas são monoloops. Seus dados em um mandril de 10 mm de espessura: Agora vamos cumprir a promessa que fizemos no início: vamos te ensinar como fazer um detector de metais que pesquisa sem saber nada de engenharia de rádio. Um detector de metais “tão simples quanto descascar peras” é montado a partir de um rádio, uma calculadora, uma caixa de papelão ou plástico com tampa articulada e pedaços de fita dupla-face. O detector de metais “do rádio” é pulsado, mas para detectar objetos não é a dispersão ou atraso com acumulação de fase que se utiliza, mas a rotação do vetor magnético do EMF durante a reemissão. Nos fóruns eles escrevem coisas diferentes sobre este dispositivo, de “super” a “uma merda”, “fiação” e palavras que não são costumeiras de usar por escrito. Portanto, para que seja, se não “super”, mas pelo menos um dispositivo totalmente funcional, seus componentes – o receptor e a calculadora – devem atender a certos requisitos. Calculadora você precisa da “alternativa” mais esfarrapada e barata. Eles fazem isso em porões offshore. Eles não têm ideia dos padrões de compatibilidade eletromagnética de eletrodomésticos e, se ouvissem falar de algo assim, queriam sufocá-lo do fundo do coração e de cima. Portanto, os produtos lá são fontes bastante poderosas de interferência de rádio pulsada; eles são fornecidos pelo gerador de relógio da calculadora. Neste caso, seus pulsos estroboscópicos no ar são usados para sondar o espaço. Receptor Também precisamos de um barato, de fabricantes semelhantes, sem nenhum meio de aumentar a imunidade ao ruído. Deve ter banda AM e, o que for absolutamente necessário, uma antena magnética. Como os receptores que recebem ondas curtas (HF, SW) com antena magnética raramente são vendidos e são caros, você terá que se limitar às ondas médias (SV, MW), mas isso facilitará a configuração. Observação:
dependendo do design do receptor, a opção inversa é possível - para sintonizar o harmônico, o receptor é colocado na calculadora ligada e então, desdobrando o “livro”, o tom suaviza ou desaparece. Neste caso, o receptor irá captar os pulsos refletidos no objeto. Qual é o próximo? Se houver um objeto eletricamente condutor ou ferromagnético próximo à abertura do “livro”, ele começará a reemitir pulsos de sondagem, mas seu vetor magnético girará. A antena magnética irá “senti-los” e o receptor emitirá novamente um tom. Ou seja, já encontramos algo. Há relatos de outro detector de metais “para manequins completos” com calculadora, mas em vez de rádio, supostamente requer 2 discos de computador, um CD e um DVD. Além disso - fones de ouvido piezo (precisamente piezo, segundo os autores) e uma bateria Krona. Falando francamente, esta criação parece um tecnomito, como a sempre memorável antena de mercúrio. Mas - que diabos não está brincando. Aqui está um vídeo para você:
experimente se quiser, talvez você encontre algo lá, tanto no assunto quanto no sentido científico e técnico. Boa sorte! Existem centenas, senão milhares, de designs e designs de detectores de metais. Portanto, no apêndice do material também fornecemos uma lista de modelos, além dos citados no teste, que, como dizem, estão em circulação na Federação Russa, não são excessivamente caros e estão disponíveis para repetição ou auto -conjunto: O detector de metais proposto é projetado para busca de objetos “a curta distância”. É montado de acordo com o esquema mais simples. O dispositivo é compacto e fácil de fabricar. A profundidade de detecção é: O diagrama de blocos é mostrado na Fig. 8. Consiste em vários blocos funcionais. O oscilador de quartzo é uma fonte de pulsos retangulares com frequência estável. Um circuito oscilatório é conectado ao gerador de medição, que inclui um sensor - um indutor. Os sinais de saída de ambos os geradores são alimentados nas entradas de um detector síncrono, que gera um sinal de diferença de frequência em sua saída. Este sinal tem formato aproximadamente de dente de serra. Para conveniência de processamento adicional, o sinal do detector síncrono é convertido em um sinal retangular usando um gatilho Schmidt. O dispositivo de indicação é projetado para gerar um sinal sonoro de frequência diferente usando um emissor piezo e exibir visualmente o valor dessa frequência usando um indicador LED. GERADOR DE QUARTZO O oscilador de quartzo possui um circuito semelhante ao de um gerador detector de metais no princípio “transmitir-receber”, mas implementado nos inversores D1.1-D1.3. A frequência do gerador é estabilizada por um ressonador de quartzo ou piezocerâmico Q com uma frequência de ressonância de 215 Hz ~ "32 kHz (“quartzo de relógio”). O circuito R1C2 evita a excitação do gerador em harmônicos mais altos. O circuito OOS é fechado através do resistor R2, e o circuito POS é fechado através do ressonador Q. O gerador é simples, tem baixo consumo de corrente da fonte de alimentação, opera de forma confiável com uma tensão de alimentação de 3 a 15 V e não contém elementos de sintonia ou resistores de resistência excessivamente alta. A frequência de saída do gerador é de cerca de 32 kHz. Um gatilho de contagem adicional D2.1 é necessário para gerar um sinal com um ciclo de trabalho exatamente igual a 2, que é necessário para o circuito detector síncrono subsequente. GERADOR DE MEDIÇÃO O próprio gerador é implementado em um estágio diferencial usando transistores VT1, VT2. O circuito PIC é implementado galvanicamente, o que simplifica o circuito. A carga da cascata diferencial é o circuito oscilatório L1C1. A frequência de geração depende da frequência de ressonância do circuito oscilatório e, até certo ponto, da corrente de operação do estágio diferencial. Esta corrente é definida pelos resistores R3 e R3." O ajuste da frequência do gerador de medição durante a configuração do dispositivo é realizado aproximadamente selecionando a capacitância C1 e suavemente ajustando o potenciômetro R3." Para converter o sinal de saída de baixa tensão do estágio diferencial em níveis lógicos padrão de chips CMOS digitais, é usado um estágio emissor comum no transistor VT3. Um shaper com um gatilho Schmidt na entrada do elemento D3.1 fornece bordas de pulso acentuadas para a operação normal do gatilho de contagem subsequente. Um gatilho de contagem adicional D2.2 é necessário para gerar um sinal com um ciclo de trabalho exatamente igual a 2, que é necessário para o circuito detector síncrono subsequente. DETECTOR SÍNCRONO O detector consiste em um multiplicador implementado no elemento D4.1 “OU Exclusivo” e um circuito integrador R6C4. Seu sinal de saída tem formato próximo ao de um dente de serra, e a frequência desse sinal é igual à diferença entre as frequências do oscilador de quartzo e do oscilador de medição. GATILHO SCHMIDT O gatilho Schmidt é implementado no elemento D3.2 e gera pulsos retangulares a partir da tensão dente de serra do detector síncrono. DISPOSITIVO DE INDICAÇÃO É simplesmente um poderoso inversor buffer, implementado nos três inversores restantes D1.4-D1.6, conectados em paralelo para aumentar a capacidade de carga. A carga do dispositivo de exibição é um LED e um emissor piezoelétrico. Tipos de peças e design Em vez dos microcircuitos da série K561, é possível usar microcircuitos da série K1561. Você pode tentar usar alguns microcircuitos da série K176. As entradas de elementos não utilizados de microcircuitos digitais não podem ficar desconectadas! Eles devem ser conectados a um barramento comum ou a um barramento de potência. Os transistores VT1, VT2 são elementos de um conjunto de transistores integrado do tipo K159NT1 com qualquer letra. Eles podem ser substituídos por transistores discretos com condutividade primária dos tipos KT315, KT312, etc. Transistor VT3 - tipo KT361 com qualquer letra ou tipo semelhante com condutividade p-p-p. Não há requisitos especiais para os resistores usados no circuito do detector de metais. Eles só precisam ter um design sólido e ser fáceis de instalar. A dissipação de potência nominal deve ser de 0,125 a 0,25 W. O potenciômetro de compensação R3" é preferencialmente um tipo multivoltas SP5-44 ou com ajuste vernier tipo SP5-35. Você pode conviver com potenciômetros convencionais de qualquer tipo. Neste caso, é aconselhável usar dois em série. Um é para ajuste grosso, com valor nominal de 1 kOhm. O outro é para ajustes finos, nominal 100 Ohm. O indutor L1 tem um diâmetro de enrolamento interno de 160 mm e contém 100 voltas de fio. Tipo de fio - PEL, PEV, PELSHO, etc. Diâmetro do fio 0,2...0,5 mm. Veja abaixo o design da bobina. O capacitor SZ é eletrolítico. Tipos recomendados - K50-29, K50-35, K53-1, K53-4 e outros pequenos. Os demais capacitores, com exceção do capacitor do circuito oscilatório da bobina do gerador de medição, são cerâmicos do tipo K10-7, etc. O capacitor do circuito C1 é especial. Altas exigências são impostas a ele em termos de precisão e estabilidade térmica. O capacitor consiste em vários (5...10 unidades) capacitores individuais conectados em paralelo. O ajuste aproximado do circuito para a frequência do oscilador de quartzo é realizado selecionando o número de capacitores e sua classificação. Tipo recomendado de capacitores K10-43. Seu grupo de estabilidade térmica é MPO (ou seja, aproximadamente zero TKE). É possível utilizar capacitores de precisão de outros tipos, por exemplo K71-7. No final, você pode tentar usar capacitores de mica termicamente estáveis com placas de prata, como KSO ou capacitores de poliestireno. LED VD1 tipo AL336 ou similar de alto rendimento. Qualquer outro LED visível também funcionará. Ressonador de quartzo Q - qualquer quartzo de relógio de pequeno porte (semelhantes também são usados em jogos eletrônicos portáteis). Emissor piezo Y1 - pode ser do tipo ZP1-ZP18. Bons resultados são obtidos ao usar emissores piezoelétricos de telefones importados (eles são desperdiçados em grandes quantidades na fabricação de telefones com identificador de chamadas). O design do dispositivo pode ser bastante arbitrário. Ao desenvolvê-lo, é aconselhável levar em consideração as recomendações estabelecidas nas seções sobre sensores e projeto da caixa. A placa de circuito impresso da parte eletrônica do detector de metais pode ser fabricada usando qualquer um dos métodos tradicionais, também é conveniente usar protótipos de placas de circuito impresso prontos para caixas de chips DIP (passo 2,5 mm). Configurando o dispositivo 1. Verifique a instalação correta de acordo com o diagrama esquemático. Certifique-se de que não haja curtos-circuitos entre condutores adjacentes da placa de circuito impresso, pernas adjacentes de microcircuitos, etc. 2. Conecte a bateria ou fonte de alimentação de 9V, observando rigorosamente a polaridade. Ligue o aparelho e meça o consumo atual. Deve ser cerca de 10 mA. Um desvio acentuado do valor especificado indica instalação incorreta ou mau funcionamento dos microcircuitos. 3. Certifique-se de que haja uma onda quadrada pura com frequência de cerca de 32 kHz na saída do oscilador de quartzo e na saída do elemento D3.1. 4. Certifique-se de que existam sinais com frequências em torno de 16 kHz nas saídas dos gatilhos D2.1 e D2.2. 5. Certifique-se de que haja uma tensão de diferença de frequência dente de serra na entrada do elemento D3.2 e pulsos retangulares em sua saída. 6. Certifique-se de que o dispositivo de exibição esteja funcionando - visualmente e audivelmente. Possíveis modificações O design do dispositivo é extremamente simples e por isso só podemos falar de novas melhorias. Esses incluem: 1. Adicionando um indicador LED de frequência logarítmica opcional. 2. Usando um sensor transformador em um gerador de medição. Vamos dar uma olhada mais de perto nessas modificações. INDICADOR DE FREQUÊNCIA LOGARÍTMICA O indicador de frequência logarítmica é um indicador LED avançado. Sua escala consiste em oito LEDs separados. Quando a frequência medida atinge um determinado limite, o LED correspondente na escala acende, os outros sete não acendem. A peculiaridade do indicador é que os limites de resposta de frequência para LEDs vizinhos diferem entre si por um fator de dois. Em outras palavras, a escala do indicador possui uma graduação logarítmica, o que é muito conveniente para um dispositivo como um detector de metais por batida. O diagrama esquemático de um indicador de frequência logarítmica é mostrado na Fig. 10. Apesar de o circuito deste indicador ter sido desenvolvido pelo autor de forma independente, ele não tem a pretensão de ser original, pois uma busca de patentes mostrou que circuitos semelhantes são conhecidos. No entanto, tanto o próprio circuito de indicadores como a sua implementação numa base de elementos domésticos são, na opinião do autor, de algum interesse. O indicador logarítmico funciona da seguinte maneira. A entrada do indicador recebe um sinal da saída do gatilho Schmidt do circuito detector de metais de batida (ver Fig. 9). Este sinal é a entrada para os contadores binários D5.1-D5.2 (a numeração continua de acordo com o esquema da Fig. 9). Esses contadores são periodicamente zerados por um sinal de alto nível do oscilador auxiliar no gatilho Schmidt D3.3 com uma frequência de cerca de 10 Hz. Na borda ascendente do sinal do gerador auxiliar, o estado dos contadores também é registrado nos registradores paralelos D6 e D7 de quatro bits. Assim, nas saídas dos registros D6 e D7 existe um código digital para a frequência do sinal de batimento. É possível converter este código em uma escala logarítmica de forma bastante simples (e este é o “destaque” deste esquema) se a iluminação do LED da escala correspondente for ajustada em correspondência com o aparecimento de um em um determinado bit da frequência código com todos os zeros nos bits superiores do código. Obviamente, esta tarefa deve ser realizada por um circuito combinacional. A implementação mais simples de tal circuito consiste em repetir periodicamente links de elementos OR. O circuito prático utiliza elementos NOR D8, D9 juntamente com poderosos inversores buffer D10, D11. Na saída do circuito, é obtido um sinal lógico para controle dos LEDs da escala na forma de uma “onda de unidades”. Do ponto de vista de economia de bateria, é claro, é mais aconselhável fazer a escala não na forma de uma coluna luminosa de LEDs (até 8 peças por vez), mas na forma de um ponto móvel de um LED brilhante. Para isso, os LEDs da linha indicadora são conectados entre as saídas do circuito combinacional. Para frequências muito baixas, uma indicação LED piscante é ainda mais adequada. No esquema proposto, ele é combinado com o início da escala do LED e apaga assim que o próximo segmento acender. Ao selecionar os elementos R8, C5, é possível alterar o valor da frequência do gerador auxiliar, alterando assim o limite da escala de frequência. Tipos de peças e design Os tipos de microcircuitos utilizados são apresentados na tabela. 4. Em vez dos microcircuitos da série K561, é possível usar microcircuitos da série K1561. Você pode tentar usar alguns microcircuitos da série K176. A fiação dos circuitos de potência e a numeração dos pinos dos microcircuitos D8-D11 não são mostradas para simplificar. LEDs VD2-VD9 tipo AL336 ou similares de alta eficiência. Seus resistores de ajuste de corrente R9-R17 têm a mesma classificação de 1,0...5,1 kOhm. Quanto menor a resistência desses resistores, mais brilhantes os LEDs brilharão. Porém, a capacidade de carga dos microcircuitos K561LN2 pode não ser suficiente. Neste caso, recomenda-se a utilização de inversores de saída conectados em paralelo no circuito indicador. A maneira mais conveniente de organizar essa conexão paralela é simplesmente soldar pacotes adicionais de chips do mesmo tipo (até 4 unidades) em cima de cada um dos chips K561LN2 instalados no circuito. MAIS MELHORIAS COM O INDICADOR DE FREQUÊNCIA O indicador logarítmico de frequência proposto acima é essencialmente uma espécie de medidor de frequência digital. Uma direção promissora para melhorar os detectores de metais baseados em batimentos envolve o uso do princípio de um medidor de frequência eletrônico para registrar pequenos desvios de frequência. A seção é dedicada a este tópico. 2.3. SENSOR TRANSFORMADOR A maneira de eliminar as deficiências listadas é simples e óbvia - você precisa usar uma bobina com um número mínimo de voltas - uma volta! Naturalmente, tal solução não funciona “de frente”, já que a insignificante indutância de uma volta exigiria capacitâncias gigantescas dos capacitores dos circuitos oscilantes, geradores de sinais com enorme corrente de saída e truques especiais para garantir alto fator de qualidade. E aqui é hora de lembrar a existência de um dispositivo projetado para casar impedâncias, para converter sinais alternados de alta tensão com baixa corrente em sinais de baixa tensão com alta corrente, e vice-versa sobre um transformador. O sensor do transformador permite implementar um design dobrável de um detector de metais compacto. Seu esboço é mostrado na Fig. 11. O transformador do sensor é feito sobre um núcleo magnético toroidal instalado diretamente na placa do detector de metais, alojado em uma caixa plástica. O enrolamento abaixador do transformador e a bobina do sensor são estruturalmente uma única unidade em forma de moldura retangular feita de fio de cobre unipolar isolado com seção transversal de 6 mm², fechada por soldagem. Este quadro tem a capacidade de girar. Quando dobrada, a moldura fica localizada ao redor do perímetro do corpo do dispositivo e não ocupa espaço extra. Na posição de trabalho gira 180°. Para garantir que a estrutura esteja fixa na posição, são utilizadas mangas de vedação feitas de borracha ou outro material semelhante. Também é possível utilizar quaisquer outros fixadores mecânicos de estrutura adequados. A seção transversal do condutor do qual é feita a bobina do sensor do transformador não deve ser inferior à seção transversal total de todas as espiras que compõem uma bobina do sensor de detector de metais convencional. Isso é necessário não apenas para dar à estrutura a resistência e rigidez necessárias, mas também para garantir que o fator de qualidade do circuito oscilatório com tal transformador analógico do indutor não seja muito baixo (aliás, ao usar uma volta como uma bobina radiante, a corrente nela pode atingir dezenas de amperes!). Pela mesma razão, é necessária a seleção adequada da seção transversal do fio do enrolamento abaixador do transformador. Pode ter uma seção transversal menor que a seção transversal do condutor da bobina, mas sua resistência ôhmica não deve ser maior que a resistência ôhmica da bobina. Para reduzir as perdas devido à resistência ôhmica, é necessário conectar com muito cuidado a espira ao enrolamento abaixador do transformador. O método de conexão recomendado é soldagem (para bobina de cobre) e soldagem com gás inerte (para bobina de alumínio). Os seguintes requisitos se aplicam ao transformador. Primeiro, deve operar com baixas perdas na frequência requerida. Na prática, isso significa que seu núcleo magnético deve ser feito de ferrita de baixa frequência. Em segundo lugar, os seus enrolamentos não devem contribuir significativamente para a impedância do sensor. Na prática, isso significa que a indutância do enrolamento abaixador deve ser visivelmente maior que a indutância da espira. Para núcleos magnéticos de ferrite toroidais com permeabilidade magnética c = 2.000 e diâmetro superior a 30 mm, isso é verdade mesmo para uma volta do enrolamento abaixador. Em terceiro lugar, a relação de transformação deve ser tal que a indutância do enrolamento elevador quando a bobina do sensor está conectada ao enrolamento redutor seja aproximadamente a mesma de uma bobina convencional de um sensor típico. Infelizmente, as vantagens de um sensor transformador superam significativamente suas desvantagens apenas para detectores de metal por batida. Para dispositivos mais sensíveis, tal sensor não é aplicável devido à sua sensibilidade bastante elevada às deformações mecânicas, o que leva a sinais falsos que aparecem durante o movimento. É por isso que o sensor do transformador é discutido apenas na seção dedicada ao detector de metais por batimento. Um dispositivo que permite a busca de objetos metálicos localizados em um ambiente neutro, como o solo, devido à sua condutividade é denominado detector de metais (detector de metais). Este dispositivo permite encontrar objetos metálicos em diversos ambientes, inclusive no corpo humano. Em grande parte graças ao desenvolvimento da microeletrônica, os detectores de metais, produzidos por muitas empresas em todo o mundo, possuem alta confiabilidade e características gerais de baixo peso. Não muito tempo atrás, esses dispositivos podiam ser vistos com mais frequência entre sapadores, mas agora são usados por socorristas, caçadores de tesouros e trabalhadores de serviços públicos na busca por canos, cabos, etc. Além disso, muitos “caçadores de tesouros” usam detectores de metal, que eles montam com as próprias mãos. Os detectores de metal existentes no mercado operam com princípios diferentes. Muitos acreditam que usam o princípio do eco de pulso ou radar. A diferença dos localizadores reside no fato de que os sinais transmitidos e recebidos atuam constante e simultaneamente, além disso, operam nas mesmas frequências. Dispositivos que operam com base no princípio “receber-transmitir” registram o sinal refletido (reemitido) de um objeto metálico. Este sinal aparece devido à exposição de um objeto metálico a um campo magnético alternado gerado pelas bobinas do detector de metais. Ou seja, o projeto de dispositivos desse tipo prevê a presença de duas bobinas, a primeira transmitindo e a segunda recebendo. Dispositivos desta classe apresentam as seguintes vantagens: Ao mesmo tempo, os detectores de metal desta classe apresentam certas desvantagens: Em outras palavras, dispositivos deste tipo devem ser configurados com as próprias mãos antes do trabalho. Outros dispositivos são às vezes chamados de detectores de metal por batida. Esse nome vem de um passado distante, mais precisamente da época em que os receptores super-heteródinos eram amplamente utilizados. O batimento é um fenômeno que se torna perceptível quando dois sinais com frequências semelhantes e amplitudes iguais são somados. A batida consiste em pulsar a amplitude do sinal somado. A frequência de pulsação do sinal é igual à diferença nas frequências dos sinais somados. Ao passar tal sinal através de um retificador, ele também é chamado de detector, e a chamada diferença de frequência é isolada. Este esquema é utilizado há muito tempo, mas hoje em dia não é utilizado. Eles foram substituídos por detectores síncronos, mas o termo permaneceu em uso. Um detector de metais por batida funciona de acordo com o seguinte princípio - ele registra a diferença nas frequências de duas bobinas do gerador. Uma frequência é estável, a segunda contém um indutor. O dispositivo é configurado com suas próprias mãos para que as frequências geradas correspondam ou pelo menos sejam próximas. Assim que o metal entra na zona de ação, os parâmetros definidos mudam e a frequência muda. A diferença de frequência pode ser registrada de diversas maneiras, desde fones de ouvido até métodos digitais. Dispositivos desta classe são caracterizados por um design de sensor simples e baixa sensibilidade à composição mineral do solo. Mas além disso, ao operá-los, é necessário levar em consideração o fato de possuírem alto consumo de energia. O detector de metais inclui os seguintes componentes: Todos os dispositivos incluídos no detector de metais são à prova d’água. É essa relativa simplicidade de design que permite fazer detectores de metal com suas próprias mãos. Existe uma ampla gama de detectores de metais no mercado, utilizados em diversas áreas. Abaixo está uma lista que mostra algumas das variedades desses dispositivos: A maioria dos detectores de metal modernos podem encontrar objetos metálicos a uma profundidade de até 2,5 m; produtos profundos especiais podem detectar um produto a uma profundidade de até 6 metros. O segundo parâmetro é a frequência operacional. O fato é que as baixas frequências permitem que o detector de metais veja uma profundidade bastante grande, mas não são capazes de ver pequenos detalhes. As altas frequências permitem observar pequenos objetos, mas não permitem visualizar o solo em grandes profundidades. Os modelos mais simples (orçamentários) operam em uma frequência; os modelos que se enquadram na faixa de preço médio usam 2 ou mais frequências. Existem modelos que utilizam 28 frequências na pesquisa. Os detectores de metal modernos estão equipados com uma função como discriminação de metais. Permite distinguir o tipo de material localizado em profundidade. Nesse caso, quando um metal ferroso for detectado, um som soará nos fones de ouvido do mecanismo de busca e, quando um metal não ferroso for detectado, outro som soará. Tais dispositivos são classificados como balanceados por pulso. Eles usam frequências de 8 a 15 kHz em seu trabalho. Baterias de 9 a 12 V são usadas como fonte. Dispositivos desta classe são capazes de detectar um objeto de ouro a uma profundidade de várias dezenas de centímetros e produtos de metal ferroso a uma profundidade de cerca de 1 metro ou mais. Mas, claro, esses parâmetros dependem do modelo do dispositivo. Existem muitos modelos de dispositivos no mercado para detecção de metais no solo, paredes, etc. Apesar de sua complexidade externa, fazer um detector de metais com as próprias mãos não é tão difícil e quase qualquer pessoa pode fazê-lo. Conforme observado acima, qualquer detector de metais consiste nos seguintes componentes principais - uma bobina, um decodificador e um dispositivo de sinalização de fonte de alimentação. Para montar esse detector de metais com suas próprias mãos, você precisará do seguinte conjunto de elementos: O circuito detector de metais não é complicado e você pode encontrá-lo na vasta rede mundial de computadores ou na literatura especializada. Acima está uma lista de elementos de rádio que são úteis para montar um detector de metais com as próprias mãos em casa. Você pode montar um detector de metais simples com suas próprias mãos usando um ferro de solda ou outro método disponível. O principal é que as peças não toquem no corpo do aparelho. Para garantir o funcionamento do detector de metais montado, são utilizadas fontes de alimentação de 9 a 12 volts. Para enrolar a bobina, utilize um fio com diâmetro de seção transversal dentro de 0,3 mm; claro, isso dependerá do circuito escolhido. A propósito, a bobina enrolada deve ser protegida da exposição a radiações estranhas. Para fazer isso, proteja-o com suas próprias mãos usando papel alumínio comum. Para atualizar o firmware do controlador, são utilizados programas especiais, que também podem ser encontrados na Internet. Se um “caçador de tesouros” novato não deseja se envolver com microcircuitos, existem circuitos sem eles. Existem circuitos mais simples baseados no uso de transistores tradicionais. Tal dispositivo pode encontrar metal a uma profundidade de várias dezenas de centímetros. Detectores de metais profundos são usados para procurar metais em grandes profundidades. Mas é importante ressaltar que não são baratos e por isso é bem possível montá-los você mesmo. Mas antes de começar a fazer isso, você precisa entender como funciona um circuito típico. O circuito de um detector de metais profundo não é dos mais simples e existem várias opções para sua implementação. Antes de montá-lo, é necessário preparar o seguinte conjunto de peças e elementos: Os parâmetros nominais e a quantidade dependem do diagrama de circuito selecionado do dispositivo. Para montar os elementos acima, você precisará de um ferro de soldar, um conjunto de ferramentas (chave de fenda, alicate, alicate, etc.) e material para confecção da placa. O processo de montagem de um detector de metais profundo é mais ou menos assim. Primeiramente é montada uma unidade de controle, cuja base é uma placa de circuito impresso. É feito de textolite. Em seguida, o diagrama de montagem é transferido diretamente para a superfície da placa acabada. Após a transferência do desenho, o quadro deve ser gravado. Para fazer isso, use uma solução que inclua peróxido de hidrogênio, sal e eletrólito. Após a gravação da placa, é necessário fazer furos nela para instalar os componentes do circuito. Depois de estanhar a placa. A etapa mais importante está chegando. Instalação do tipo "faça você mesmo" e soldagem de peças em uma placa preparada. Para enrolar a bobina com as próprias mãos, use fio da marca PEV com diâmetro de 0,5 mm. O número de voltas e o diâmetro da bobina dependem do circuito selecionado do detector de metais profundo. Há uma opinião de que é perfeitamente possível fazer um detector de metais a partir de um smartphone. Isto está errado! Sim, existem aplicativos que podem ser instalados no sistema operacional Android. Mas, na verdade, depois de instalar tal aplicativo, ele será capaz de encontrar objetos de metal, mas apenas pré-magnetizados. Não será capaz de procurar, muito menos discriminar, metais. Para fazer um detector de metais para falhas de sincronização, é usado um cano de água metal-plástico. A haste pode ser removível, tubos com diâmetro de 16 e 20 se encaixam perfeitamente uns nos outros. Montamos as peças usando qualquer cola não condutora e fita adesiva. Capacitores com boa estabilidade térmica, mica - isso é importante. Cubra as bobinas e o circuito com verniz a óleo. Em circuitos baseados em batimentos, a sincronização dos geradores é indesejável. As frequências dos geradores são alteradas antecipadamente, o que leva a uma diminuição da sensibilidade. Propomos usar instabilidade à beira da falha de sincronização. Quanto mais próximo do ponto de falha, maior será a sensibilidade. Vamos pegar o esquema mais simples. O circuito não é crítico para a fonte de alimentação, número de voltas e classificações das peças. Há apenas uma condição: as partes esquerda e direita devem ser iguais. O circuito montado simetricamente funciona imediatamente. Os sinais dos geradores são fornecidos às placas X e Y. Frequência e fase são iguais. Captura em harmônicos. Mude 90 graus. Estas são as avarias. Ouve-se um clique nos fones de ouvido. Mude 180 graus. Os geradores não estão sincronizados. Antes da quebra, medimos a fase. Antes da avaria, super ruídos.
F0 = 1000 kHz;
Fp = 50 kHz+11 kHz; 
Princípio de funcionamento
Detector ou scanner?
Variedades
Parâmetros comuns
Frequência de operação
Todos os parâmetros de um detector de metais estão conectados de forma complexa e muitas relações são mutuamente exclusivas. Assim, por exemplo, diminuir a frequência do gerador permite obter maior penetração e área de busca, mas ao custo de aumentar o consumo de energia, e piora a sensibilidade e a mobilidade devido ao aumento do tamanho da bobina. Em geral, cada parâmetro e seus complexos estão de alguma forma vinculados à frequência do gerador. É por isso A classificação inicial dos detectores de metais é baseada na faixa de frequência operacional:
Método de pesquisa
Sem receptor
Com receptor e transmissor
Até clicar
Detectores de metais sensíveis à fase são as ferramentas favoritas dos garimpeiros de resorts. Ases da busca ajustam seus instrumentos para que exatamente acima do objeto o som desapareça novamente: a frequência dos cliques vai para a região ultrassônica. Dessa forma, em uma praia de conchas, é possível encontrar brincos de ouro do tamanho de uma unha em profundidade de até 40 cm, porém, em solos com pequenas heterogeneidades, regados e mineralizados, os detectores de metais com acúmulo de fases são inferiores aos outros, exceto os paramétricos.Pelo guincho
Carretel e outras coisas
Sobre tamanhos de bobina
monoloop
Indutância
Imunidade a ruídos
Cesta
Como não fazer e como enrolar cestos
Bobinas DD
Como anexar a bobina
Vários designs
Paramétrico
Transceptor
Fase cumulativa
Mais sobre "Pirata"
Vídeo: Detector de metais “Pirata”
Vídeo: definindo o limite do detector de metais “Pirata”
Nas batidas
Não poderia ser mais simples
Finalmente algo estranho
Como um aplicativo
moeda 025mm......5 cm;
arma........................10 cm;
capacete................................20 cm.Esquema estrutural
Arroz. 8. Diagrama de blocos de um detector de metais por batida
Diagrama esquemático
Arroz. 9. Diagrama esquemático de um detector de metais por batida
Figura 10. Diagrama esquemático de um indicador logarítmico
Tabela 4. Tipos de chips utilizados
Arroz. 11. Projeto de um detector de metal pulsante com estrutura de sensor dobrável
Design e princípio de funcionamento do dispositivo
Projeto típico
Tipos de detectores de metais
Frequência de operação
Como montar um detector de metais caseiro com suas próprias mãos
Detector de metais simples faça você mesmo
Detector de metais sem chips
Um pouco sobre smartphones
A bateria de um telefone celular dura de 20 a 30 horas de operação contínua.
Um esquema simples detecta uma moeda a partir de 15 cm.
Mas é interessante assistir. Alimentamos o cachimbo.
Se você colocar as bobinas uma ao lado da outra, o solo não afeta. Os geradores se movem simultaneamente e em uma direção. Ao se mover lateralmente, um objeto cai sob as bobinas, aumentando alternadamente a diferença de som.
