¿Cuál es el mejor detector de metales equilibrado o de pulso? Detector de metales de pulso pirata de bricolaje. Enrollando el marco de profundidad
Hoy en día, una dirección muy prometedora en la fabricación de instrumentos de búsqueda es el desarrollo y producción de detectores de metales por impulsos. A diferencia de los detectores de metales convencionales de ultra alta frecuencia, los detectores de metales pulsados tienen una profundidad de búsqueda mucho mayor y funcionan muy bien en suelos con alta mineralización, especialmente en las playas del mar.
Además del hecho de que el detector de metales por impulsos tiene la mejor profundidad de búsqueda, también tiene la mayor sensibilidad entre todos los detectores de metales. Gracias a estas características, la búsqueda de oro y artefactos históricos se vuelve mucho más eficiente. Las posibilidades de encontrar algún pequeño objeto valioso ubicado a cierta profundidad aumentan significativamente.
Otra ventaja innegable del detector de metales por impulsos Minelab SDC2300 es su versatilidad para trabajar con cualquier suelo. A veces, la mayor mineralización del suelo crea ciertas dificultades a la hora de buscar cualquier objeto con un detector de metales convencional. El detector de metales por impulsos no presenta tales dificultades: funciona perfectamente tanto en cualquier tipo de suelo como en la zona costera y en agua de mar.
También me gustaría decir que un detector de metales por pulsos es mucho más efectivo que otros tipos de detectores de metales cuando se trabaja cerca de antenas, líneas eléctricas y otras estructuras que crean interferencias electromagnéticas. El diseño bien diseñado de este dispositivo le permite reducir al mínimo el impacto de dicha interferencia.
Al conectar bobinas profundas, un detector de metales por pulsos se convierte fácilmente en un detector de metales profundo, lo que le permite buscar objetos metálicos grandes a una profundidad bastante grande. Sin embargo, la búsqueda de pequeños artefactos en este caso se vuelve imposible.
Hasta hace poco, los detectores de metales por impulsos tenían un inconveniente importante: no tenían función de discriminación de metales. Al buscar artefactos, era difícil o casi imposible determinar qué tipo de metal había en el suelo sin desenterrarlo primero.
Sin embargo, la tecnología se desarrolla cada día más intensamente y ahora los detectores de metales por impulsos también han recibido en su arsenal una función de discriminación de metales. Esta circunstancia hace que un detector de metales por impulsos sea más preferible para buscar oro que otros detectores de metales.
Gracias a la función de discriminación, el detector de metales por pulsos Minelab SDC2300 ahora se puede configurar para buscar artefactos hechos de metales no ferrosos. Esto amplía significativamente las capacidades del dispositivo y permite su uso en la búsqueda de objetos hechos de metales no ferrosos tanto en el bosque, en el campo, en zonas montañosas como en la franja costera o en zonas inundadas.
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Detectores de metales de pulso Debe su nombre al principio de su funcionamiento: primero emite un pulso de señal, luego guarda silencio y recibe una señal de un objetivo metálico en la misma bobina, luego emite un pulso nuevamente, etc.
Los detectores de metales por impulsos también se denominan analógicos. Esto se debe al hecho de que no procesan nada, no tienen ningún programa integrado para el procesamiento de señales, pero envían inmediatamente la señal desde el objetivo al altavoz y al operador.
No tienen procesador, a diferencia de muchos detectores de metales modernos con pantalla, que muestran un número VDI en la pantalla.
Pero no todos los detectores de metales analógicos son detectores de pulso. El dispositivo puede funcionar con otras tecnologías y ser analógico. A continuación se muestra la visualización de un representante típico de los detectores de metales analógicos: Golden Mask 4WD PRO.
Ventajas y desventajas de los detectores de metales de pulso (analógicos).
Ventajas:
- respuesta rápida del objetivo
- alta profundidad de búsqueda
- Trabajo eficiente en suelos pesados.
- funciona bien en suelos altamente mineralizados
- funciona bien en suelos salados
- les resulta difícil trabajar en condiciones llenas de objetos metálicos
- altamente susceptible a interferencias electromagnéticas
Así es como los detectores de metales digitales aumentan la profundidad de búsqueda y pueden funcionar en suelos pesados.
Y los detectores de minas analógicos cada vez pueden funcionar en condiciones de grandes cantidades de desechos metálicos.
Sin embargo, en general, nuestras afirmaciones sobre las ventajas y desventajas de los detectores de metales analógicos siguen siendo ciertas.
Es una opinión fundada que los detectores de metales por impulsos son buenos en asentamientos antiguos, en zonas rurales, en playas, pero no en entornos urbanos.
Principio de funcionamiento de un detector de metales por impulsos.
Un detector de metales por pulsos tiene una bobina con un devanado de alambre. Este devanado recibe y emite la señal.Primero, el detector de metales emite una señal, luego permanece en silencio y recibe la señal inducida del objetivo. (Como probablemente sepa, un pulso electromagnético induce una señal electromagnética en un objeto metálico, y cuando un campo electromagnético se mueve en un conductor, surge una corriente eléctrica y un impulso de retorno).
Estos detectores de metales también se denominan detectores PI.
Un ejemplo clásico de un dispositivo de este tipo es el detector de metales profundo pulsado Deep Hunter PRO-3 de Golden Mask.
Pero volvamos al tema del artículo: "Detectores de metales por impulsos: principio de funcionamiento".
La señal recibida del objetivo tiene un cambio en la tasa de caída en comparación con la señal original. Sobre esta base, se concluye que hay un objetivo debajo de la bobina.
El siguiente diagrama muestra esta imagen en el punto 10 (el objetivo se encuentra allí). Es visible un cambio en la tasa de descomposición.
La señal recibida del objetivo aumenta a medida que la bobina se acerca a él. En consecuencia, si el objetivo se encuentra a gran profundidad, se escuchará una señal débil.
(Para dispositivos digitales, la intensidad de la señal debe exceder un cierto umbral, después del cual el procesador dará una orden para hacer sonar la señal objetivo).
Los detectores de metales analógicos sólo pueden tener discriminación lineal, es decir. Puede cerrar o abrir segmentos de objetivos de forma secuencial. (En los digitales profesionales, esto se puede hacer en cualquier orden. El procesador es responsable de esto)
En consecuencia, ocurre el mismo problema con la configuración de audio. En los instrumentos de pulso puedes cambiar el tono del sonido. Pero no habrá más de 2 sonidos: negro, color. Su tonalidad será diferente (lo ajusta usted mismo), pero la polifonía está fuera de discusión. Pero en los sistemas con procesador esto sucede a menudo y el procesador lo hace.
Los dispositivos analógicos no tienen pantalla, solo tienen perillas e interruptores de palanca para realizar ajustes. (no hay ningún procesador que procese algo y lo transmita a la pantalla)
Los pulsadores pueden ser de una sola frecuencia o de múltiples frecuencias, pero en cualquier caso deberá hacer clic en el interruptor para cambiar a una nueva frecuencia.
Cuanto menor es la frecuencia en estos dispositivos, más profundamente ven el objetivo. Para fines de conducción débil, se requiere alta frecuencia. (En realidad, en los dispositivos digitales existe la misma dependencia).
Normalmente, los detectores de metales por impulsos funcionan a frecuencias inferiores a 30 kHz.
Los detectores de metales de tipo profundo son capaces de detectar objetos en el suelo a gran distancia. Las modificaciones modernas en las tiendas son bastante caras. Sin embargo, en este caso, puedes intentar hacer un detector de metales con tus propias manos. Para ello, se recomienda primero familiarizarse con el diseño de la modificación estándar.
Esquema de modificación
Al ensamblar un detector de metales con sus propias manos (el diagrama se muestra a continuación), debe recordar que los elementos principales del dispositivo son un amortiguador en un microcontrolador, un condensador y un mango con soporte. La unidad de control de los dispositivos consta de un conjunto de resistencias. Se realizan algunas modificaciones en los moduladores de accionamiento que funcionan a una frecuencia de 35 Hz. Las propias rejillas están hechas con placas estrechas y anchas en forma de placa.
Instrucciones de montaje para un modelo sencillo.
Montar un detector de metales con tus propias manos es bastante sencillo. En primer lugar, se recomienda preparar un tubo y colocarle un asa. Se necesitarán resistencias de alta conductividad para la instalación. La frecuencia de funcionamiento del dispositivo depende de muchos factores. Si consideramos modificaciones basadas en condensadores de diodos, entonces tienen una alta sensibilidad.
La frecuencia de funcionamiento de estos detectores de metales es de unos 30 Hz. Su distancia máxima de detección de objetos es de 25 mm. Las modificaciones pueden funcionar con baterías de litio. Los microcontroladores para el montaje necesitarán un filtro polar. Muchos modelos se pliegan sobre sensores de tipo abierto. También vale la pena señalar que los expertos no recomiendan el uso de filtros de alta sensibilidad. Reducen en gran medida la precisión de la detección de objetos metálicos.
Serie de modelos "Pirata"
Puedes hacer un detector de metales "pirata" con tus propias manos usando solo un controlador con cable. Sin embargo, en primer lugar se prepara un microprocesador para el montaje. Para conectarlo necesitarás. Muchos expertos recomiendan utilizar condensadores de red con una capacidad de 5 pF. Su conductividad debe mantenerse en 45 micras. Después puedes empezar a soldar la unidad de control. El soporte debe ser fuerte y soportar el peso del plato. Para los modelos de 4 V no se recomienda utilizar placas con un diámetro superior a 5,5 cm, no es necesario instalar indicadores del sistema. Después de asegurar la unidad, solo queda instalar las baterías.
Usando transistores reflejos
Hacer un detector de metales con transistores réflex con tus propias manos es bastante sencillo. En primer lugar, los expertos recomiendan instalar un microcontrolador. En este caso, son adecuados los condensadores del tipo de tres canales y su conductividad no debe exceder los 55 micrones. A 5 V tienen una resistencia de aproximadamente 35 ohmios. Las resistencias en modificaciones se utilizan principalmente del tipo de contacto. Tienen polaridad negativa y soportan bien las vibraciones electromagnéticas. También vale la pena señalar que durante el montaje se permite utilizar el ancho máximo de la placa para dicha modificación: 5,5 cm.
Modelo con transistores de convección: opiniones de expertos.
Puede montar un detector de metales con sus propias manos solo sobre la base de un controlador colector. En este caso se utilizan condensadores de 30 micras. Si cree en las opiniones de los expertos, es mejor no utilizar resistencias potentes. En este caso, la capacitancia máxima de los elementos debe ser 40 pF. Después de instalar el controlador, vale la pena trabajar en la unidad de control.
Estos detectores de metales reciben buenas críticas por su protección confiable contra las interferencias de ondas. Para ello se utilizan dos filtros de tipo diodo. Las modificaciones con sistemas de visualización son muy raras entre las modificaciones caseras. También vale la pena señalar que las fuentes de alimentación deben funcionar a bajo voltaje. De esta forma la batería durará mucho tiempo.
Usando resistencias cromáticas
¿Con tus propias manos? El modelo con resistencias cromáticas es bastante sencillo de montar, pero hay que tener en cuenta que los condensadores para modificaciones solo se pueden utilizar en fusibles. Los expertos también señalan la incompatibilidad de las resistencias con los filtros de paso. Antes de comenzar el montaje, es importante preparar inmediatamente un tubo para el modelo, que será el mango. Luego se instala el bloque. Es más recomendable seleccionar modificaciones de 4 micrones, que funcionen a una frecuencia de 50 Hz. Tienen un bajo coeficiente de dispersión y una alta precisión de medición. También vale la pena señalar que los buscadores de esta clase podrán trabajar con éxito en condiciones de alta humedad.
Modelo con diodo zener de pulso: montaje, revisiones.
Los dispositivos con diodos Zener pulsados se distinguen por su alta conductividad. Si cree en las opiniones de los expertos, las modificaciones caseras pueden funcionar con objetos de diferentes tamaños. Si hablamos de parámetros, su precisión de detección es de aproximadamente el 89%. Debe comenzar a ensamblar el dispositivo con un soporte en blanco. Luego se monta el mango del modelo.
El siguiente paso es instalar la unidad de control. Luego se monta un controlador que funciona con baterías de litio. Después de instalar la unidad, puede proceder a soldar los condensadores. Su resistencia negativa no debe exceder los 45 ohmios. Las revisiones de los expertos indican que se pueden realizar modificaciones de este tipo sin filtros. Sin embargo, vale la pena considerar que el modelo tendrá serios problemas con la interferencia de ondas. En este caso, el condensador sufrirá. Como resultado, la batería de modelos de este tipo se descarga rápidamente.
Aplicación de transceptor de baja frecuencia.
Los transceptores de baja frecuencia de los modelos reducen significativamente la precisión de los dispositivos. Sin embargo, vale la pena señalar que modificaciones de este tipo pueden funcionar con éxito con objetos pequeños. Al mismo tiempo, tienen un bajo parámetro de autodescarga. Para ensamblar la modificación usted mismo, se recomienda utilizar un controlador con cable. El transmisor se utiliza con mayor frecuencia con diodos. De este modo, se garantiza una conductividad de aproximadamente 45 micras con una sensibilidad de 3 mV.
Algunos expertos recomiendan instalar filtros de malla, que aumentan la seguridad de los modelos. Para aumentar la conductividad, solo se utilizan módulos de tipo transición. Se considera que la principal desventaja de estos dispositivos es el desgaste del controlador. Si se produce tal avería, es problemático reparar el detector de metales usted mismo.
Usando un transceptor de alta frecuencia
En transceptores de alta frecuencia, puede ensamblar un detector de metales simple con sus propias manos solo sobre la base de un controlador adaptador. Antes de la instalación, se prepara de serie un soporte para la placa. La conductividad media del controlador es de 40 micras. Muchos especialistas no utilizan filtros de contacto durante el montaje. Tienen altas pérdidas térmicas y son capaces de funcionar a 50 Hz. También vale la pena señalar que para ensamblar el detector de metales se utilizan baterías de litio, que recargan la unidad de control. El sensor en sí, en las modificaciones, se instala a través de un condensador, cuya capacitancia no debe exceder los 4 pF.
Modelo con resonador longitudinal
A menudo se encuentran en el mercado dispositivos con resonadores longitudinales. Se destacan entre sus competidores por su alta precisión en la identificación de objetos y, al mismo tiempo, pueden trabajar en condiciones de alta humedad. Para montar el modelo usted mismo, se prepara un soporte y se debe utilizar una placa con un diámetro de al menos 300 mm.
También vale la pena señalar que para ensamblar el dispositivo necesitará un controlador de contacto y un expansor. Los filtros se utilizan únicamente en revestimientos de malla. Muchos expertos recomiendan instalar condensadores de diodos que funcionen con una tensión de 14 V. En primer lugar, descargan poca batería. También vale la pena señalar que tienen buena conductividad en comparación con sus análogos de campo.
Usando filtros selectivos
Hacer un detector de metales tan profundo con tus propias manos no es fácil. El principal problema es que no se puede instalar un condensador normal en el dispositivo. También vale la pena señalar que la placa a modificar se selecciona entre 25 cm de tamaño y, en algunos casos, los bastidores se instalan con un expansor. Muchos expertos aconsejan comenzar el montaje instalando la unidad de control. Debe funcionar a una frecuencia no superior a 50 Hz. En este caso, la conductividad depende del controlador utilizado en el equipo.
Muy a menudo se elige con un forro para aumentar la seguridad de la modificación. Sin embargo, estos modelos a menudo se sobrecalientan y no pueden funcionar con alta precisión. Para solucionar este problema, se recomienda utilizar adaptadores convencionales que se instalan debajo de las unidades de condensadores. Una bobina detectora de metales de bricolaje está hecha de un bloque transceptor.
Aplicación de contactores
Los contactores se instalan en dispositivos junto con unidades de control. Para las modificaciones se utilizan soportes de corta longitud y se eligen placas de 20 y 30 cm. Algunos expertos afirman que los dispositivos deben montarse sobre adaptadores de impulso. En este caso, se pueden utilizar condensadores de baja capacitancia.
También vale la pena señalar que después de instalar la unidad de control, vale la pena soldar un filtro que pueda funcionar a un voltaje de 15 V. En este caso, el modelo mantendrá una conductividad de 13 micrones. Los transceptores se utilizan con mayor frecuencia en adaptadores. Antes de encender el detector de metales, se verifica el nivel de resistencia negativa en el contactor. El parámetro especificado es en promedio 45 ohmios.
En qué se diferencian de los detectores convencionales y dónde se utilizan mejor, veamos ejemplos.
Principio de funcionamiento
Cualquier detector de metales genera un campo magnético alrededor de la bobina transmisora. Gracias a esto, también aparece un flujo magnético en el objetivo debajo de la bobina, que es captado por el receptor de la bobina. Este flujo magnético luego se convierte en información visual en la pantalla y en una señal de audio.
Los detectores de metales de tierra (VLF) convencionales generan una corriente constante en la bobina del transmisor y los cambios en la fase y amplitud del voltaje en el receptor indican la presencia de objetos metálicos. Pero los dispositivos con inducción de pulso (PI) se diferencian en que generan una corriente transmisora que se enciende por un tiempo y luego se apaga abruptamente. El campo de la bobina genera corrientes parásitas pulsadas en el objeto, que se detectan analizando la atenuación del pulso inducido en la bobina receptora. Este ciclo se repite continuamente, quizás cientos de miles de veces por segundo.
Ventajas de los detectores de metales con inducción de pulso.
1. La velocidad de detección no depende del material entre el detector de metales y el objetivo. Esto significa que la búsqueda se puede realizar a través del aire, agua, limo, corales y diversos tipos de suelo.
2. Los sensores son muy sensibles a todos los metales y no reaccionan de ninguna manera a niveles elevados de mineralización del suelo, piedras calientes y agua salada.
3. Puedes buscar objetos metálicos y encontrarlos a mayores profundidades, esto funciona especialmente bien en suelos mineralizados.
4. No habrá interferencias en suelos mineralizados, arena salada, agua salada y el rendimiento será mayor que el de los detectores VLF.
5. Los detectores de metales por inducción de impulsos han sido especialmente diseñados para encontrar objetos de oro, incluso los más pequeños (pepitas, cadenas).
Las desventajas de los detectores de metales con inducción de pulso pueden ser una mala discriminación y un precio elevado.
¿Dónde funcionan mejor los detectores de metales por inducción de pulsos?
La frecuencia de repetición del pulso (frecuencia del transmisor) de un detector de metales de inducción de pulso típico es de aproximadamente 100 hercios. Los diferentes modelos MD utilizan frecuencias desde 22 hercios hasta varios kilohercios. Cuanto menor sea la frecuencia de transmisión, mayor será la potencia radiada. A frecuencias más bajas se consigue una mayor profundidad y sensibilidad para detectar objetos de plata, pero disminuye la sensibilidad a las aleaciones de níquel y oro. Estos dispositivos tienen una respuesta lenta y, por tanto, requieren un movimiento muy lento del marco.
Las frecuencias más altas aumentan la sensibilidad a las aleaciones de níquel y oro, pero son menos sensibles a la plata. Es posible que la señal no penetre tan profundamente en el suelo como a frecuencias más bajas, pero la bobina se puede mover más rápidamente. Esto le permite verificar un área más grande durante un período de tiempo determinado, y dichos dispositivos también son más sensibles a los principales hallazgos de la playa: los objetos de oro.
Por lo tanto, es mejor utilizar detectores de metales PI para la búsqueda en playas de las costas de mares y océanos, la búsqueda submarina, la búsqueda de oro y la búsqueda en zonas desérticas y montañosas. También son buenos para limpiar áreas "eliminadas" y durante la exploración geológica.
Los 5 mejores detectores de metales por inducción de pulso:
Andrei Shchedrin
Moscú
Yuri Kolokolov
Donetsk
El detector de metales por impulsos que le presentamos es un desarrollo conjunto de Yuri Kolokolov y Andrey Shchedrin. El dispositivo está destinado a búsquedas de tesoros y reliquias por parte de aficionados, búsquedas en la playa, etc. Después de la publicación de la primera versión del detector de metales, este dispositivo fue muy apreciado entre los aficionados que repitieron el diseño. Al mismo tiempo, se hicieron comentarios y sugerencias útiles que tuvimos en cuenta en la nueva versión del dispositivo.
Actualmente, el detector de metales es producido en masa por la empresa MASTER KIT de Moscú en forma de kits de bricolaje para radioaficionados con la designación NM8042 (actualmente se está produciendo una versión actualizada del detector de metales en forma de un producto listo para usar). módulo de microprocesador fabricado). El kit contiene una placa de circuito impreso, una carcasa de plástico y componentes electrónicos, incluido un controlador preprogramado. Quizás, para muchos aficionados, comprar un kit de este tipo y su posterior montaje sencillo sea una alternativa conveniente a la compra de un dispositivo industrial costoso o a fabricar un detector de metales por su cuenta.
El principio de funcionamiento de un detector de metales por corrientes parásitas pulsadas o de Foucault se basa en la excitación de corrientes parásitas pulsadas en un objeto metálico y la medición del campo electromagnético secundario que inducen estas corrientes. En este caso, la señal de excitación no se suministra a la bobina transmisora del sensor de forma constante, sino periódicamente en forma de impulsos. En los objetos conductores se inducen corrientes parásitas amortiguadas, que excitan un campo electromagnético amortiguado. Este campo, a su vez, induce una corriente amortiguada en la bobina receptora del sensor. Dependiendo de las propiedades conductoras y del tamaño del objeto, la señal cambia de forma y duración. En la figura 1. La señal en la bobina receptora de un detector de metales por impulsos se muestra esquemáticamente. Oscilograma 1 – señal en ausencia de objetivos metálicos, oscilograma 2 – señal cuando el sensor está cerca de un objeto metálico.
Los detectores de metales por impulsos tienen sus ventajas y desventajas. Las ventajas incluyen una baja sensibilidad al suelo mineralizado y al agua salada, las desventajas son una mala selectividad por tipo de metal y un consumo de energía relativamente alto.
Figura 1. Señal a la entrada de un detector de metales por pulsos.
La mayoría de los diseños prácticos de detectores de metales pulsados se construyen utilizando un circuito de dos bobinas o un circuito de una sola bobina con una fuente de energía adicional. En el primer caso, el dispositivo tiene bobinas receptoras y emisoras separadas, lo que complica el diseño del sensor. En el segundo caso, solo hay una bobina en el sensor y para amplificar la señal útil se utiliza un amplificador, que se alimenta de una fuente de alimentación adicional. El significado de esta construcción es el siguiente: la señal de autoinducción tiene un potencial más alto que el potencial de la fuente de energía que se utiliza para suministrar corriente a la bobina transmisora. Por lo tanto, para amplificar dicha señal, el amplificador debe tener su propia fuente de energía, cuyo potencial debe ser mayor que el voltaje de la señal que se amplifica. Esto también complica el diseño del dispositivo.
El diseño de bobina simple propuesto se construye de acuerdo con un esquema original que carece de las desventajas anteriores.
Especificaciones
- Tensión de alimentación: 7,5 – 14 (V)
- Consumo actual no más de: 90 (mA)
- Profundidad de detección:
Moneda con un diámetro de 25 mm - 20 (cm)
- pistola - 40 (cm)
- casco - 60 (cm)
El diagrama de bloques del detector de metales se muestra en la Fig. 2. La base del dispositivo es un microcontrolador. Con su ayuda, se forman intervalos de tiempo para controlar todos los componentes del dispositivo, así como la indicación y control general del dispositivo. Utilizando un potente interruptor, la energía se acumula por impulsos en la bobina del sensor y luego se interrumpe la corriente, después de lo cual se produce un pulso de autoinducción que excita un campo electromagnético en el objetivo.
Figura 2. Diagrama de bloques de un detector de metales por pulsos.
Lo más destacado del circuito propuesto es el uso de un amplificador diferencial en la etapa de entrada. Sirve para amplificar una señal cuyo voltaje es mayor que el voltaje de suministro y vincularla a un cierto potencial - + 5 (V). Para una mayor amplificación se utiliza un amplificador receptor de alta ganancia. El primer integrador se utiliza para medir la señal útil. Durante la integración directa, la señal útil se acumula en forma de voltaje y durante la integración inversa, el resultado se convierte en duración del pulso. El segundo integrador tiene una constante de integración grande y sirve para equilibrar el camino de amplificación con respecto a la corriente continua.
Fig. 3. Diagrama esquemático de un detector de metales de pulso simple.
El diseño propuesto del dispositivo se desarrolla íntegramente sobre la base de elementos importados. Se utilizan los componentes más habituales de los principales fabricantes. Puede intentar reemplazar algunos elementos por otros domésticos, esto se discutirá a continuación. La mayoría de los elementos utilizados no escasean y pueden adquirirse en las grandes ciudades de Rusia y la CEI a través de empresas que venden componentes electrónicos.
Amplificador diferencial ensamblado en el amplificador operacional D1.1. El chip D1 es un amplificador operacional cuádruple tipo TL074. Sus propiedades distintivas son alta velocidad, bajo consumo, bajo nivel de ruido, alta impedancia de entrada y la capacidad de operar con voltajes de entrada cercanos al voltaje de suministro. Estas propiedades determinaron su uso en un amplificador diferencial en particular y en el circuito en general. La ganancia del amplificador diferencial es de aproximadamente 7 y está determinada por los valores de las resistencias R3, R6...R9, R11.
Amplificador receptor D1.2 es un amplificador no inversor con una ganancia de 57. Durante la acción de la parte de alto voltaje del pulso de autoinducción, este coeficiente se reduce a 1 utilizando el interruptor analógico D2.1. Esto evita la sobrecarga de la ruta de amplificación de entrada y garantiza una entrada rápida al modo para amplificar una señal débil. Los transistores VT3 y VT4 están diseñados para igualar los niveles de señales de control suministradas desde el microcontrolador a los interruptores analógicos.
Mediante el uso segundo integrador D1.3 equilibra automáticamente el circuito amplificador de entrada para corriente continua. La constante de integración de 240 (ms) se elige para que sea lo suficientemente grande como para que esta retroalimentación no afecte la ganancia de la señal deseada que cambia rápidamente. Con la ayuda de este integrador, la salida del amplificador D1.2, en ausencia de señal, mantiene un nivel de +5 (V).
Medición primer integrador ejecutado en D1.4. Durante la integración de la señal útil, la tecla D2.2 abre y, en consecuencia, la tecla D2.4 cierra. Se implementa un inversor lógico en el interruptor D2.3. Una vez completada la integración de la señal, la tecla D2.2 se cierra y la tecla D2.4 se abre. El condensador de almacenamiento C6 comienza a descargarse a través de la resistencia R21. El tiempo de descarga será proporcional a la tensión que se haya asentado en el condensador C6 al final de la integración de la señal útil. Este tiempo se mide usando microcontrolador, que realiza la conversión de analógico a digital. Para medir el tiempo de descarga del condensador C6, se utilizan un comparador analógico y temporizadores integrados en el microcontrolador D3.
El botón S1 está destinado al reinicio inicial del microcontrolador. Usando el interruptor S3, se configura el modo de visualización del dispositivo. Utilizando la resistencia variable R29, se ajusta la sensibilidad del detector de metales.
Utilizando los LED VD3...VD8 es posible producir indicación luminosa.
Algoritmo de funcionamiento
Para explicar el principio de funcionamiento del detector de metales por impulsos descrito, la Fig. 4 muestra oscilogramas de señales en los puntos más importantes del dispositivo.
Fig.4. Oscilogramas.
Durante el intervalo A se abre la llave VT1. Una corriente en forma de diente de sierra comienza a fluir a través de la bobina del sensor: oscilograma 2. Cuando la corriente alcanza un valor de aproximadamente 2 (A), la llave se cierra. En el drenaje del transistor VT1, se produce un aumento de voltaje de autoinducción: oscilograma 1. La magnitud de este aumento es de más de 300 voltios (!) y está limitada por las resistencias R1, R3. Para evitar la sobrecarga de la ruta de amplificación, se utilizan diodos limitadores VD1, VD2. También para ello, durante el intervalo A (acumulación de energía en la bobina) y el intervalo B (liberación de la autoinducción), se abre la tecla D2.1. Esto reduce la ganancia de extremo a extremo de la ruta de 400 a 7. El oscilograma 3 muestra la señal en la salida de la ruta de amplificación (pin 8 de D1.2). A partir del intervalo C, el interruptor D2.1 se cierra y la ganancia de trayectoria aumenta. Después de completar el intervalo de guarda C, durante el cual la vía de amplificación entra en modo, la tecla D2.2 abre y la tecla D2.4 cierra - comienza la integración de la señal útil - intervalo D. Después de este intervalo, la tecla D2.2 cierra y Se abre la tecla D2.4 – comienza la integración “inversa”. Durante este tiempo (intervalos E y F), el condensador C6 está completamente descargado. Utilizando un comparador analógico incorporado, el microcontrolador mide el valor del intervalo E, que resulta ser proporcional al nivel de la señal útil de entrada. Los siguientes valores de intervalo están configurados para las versiones de firmware actuales:
A – 60…200 µs, B – 12 µs, C – 8 µs, D – 50 (µs), A + B + C + D + E + F – 5 (ms) - período de repetición.
El microcontrolador procesa los datos digitales recibidos e indica mediante los LED VD3...VD8 y el emisor de sonido Y1 el grado de impacto del objetivo sobre el sensor. La indicación LED es análoga a un indicador de cuadrante: si no hay un objetivo, el LED VD8 se enciende y luego, según el nivel de impacto, VD7, VD6, etc. se encienden secuencialmente.
Fig.5. Diagrama esquemático de la segunda versión mejorada del detector de metales por impulsos con microprocesador.
Las diferencias (Fig. 5) con respecto a la primera versión del dispositivo (Fig. 3) son las siguientes:
1. Se agregó resistencia R30. Esto se hace para reducir la influencia de la resistencia interna de varias baterías en la configuración del dispositivo. Ahora puede cambiar sin dolor la batería de ácido por 6-8 piezas de baterías de sal. La configuración del dispositivo no cambiará en este caso.
2. Se agregaron condensadores "aceleradores" C15, C16, C17. Gracias a esto, la estabilidad térmica del circuito ha mejorado significativamente. En el esquema antiguo, las teclas VT2...VT4 eran el punto más vulnerable a este respecto. Además, se ha agregado al programa el equilibrio cero automático continuo.
3. Se agregó la cadena R31, R32, C14. Este circuito le permite monitorear continuamente el estado de la batería. Usando la resistencia R32, ahora puede establecer cualquier umbral para una descarga segura (para la batería) de baterías de varios tipos. Por ejemplo, para 8 pilas AA de NiCd o NiMH, deberá configurar el nivel en 8 voltios, y para una batería de ácido de 12 V, en 11 voltios... Cuando se alcance el nivel umbral, la indicación luminosa y sonora se encenderá. en.
Este modo es fácil de configurar. El dispositivo se alimenta de una fuente de alimentación. El voltaje umbral requerido se establece en la fuente de alimentación, el control deslizante de la resistencia R32 se coloca primero en la posición "superior" de acuerdo con el diagrama y luego, al girar el rotor de la resistencia R32, se debe lograr la indicación: el LED VD8 comenzará a parpadear, la fuente de sonido emitirá una señal intermitente. El dispositivo sale de este modo solo después de un reinicio.
4. Como dispositivo de visualización alternativo, ahora puede utilizar una pantalla LCD de dos líneas y dieciséis caracteres. Este modo se activa cuando el interruptor S3 está cerrado. En este caso, los pines de señal LCD se conectan según el diagrama en lugar de los LED. También necesita aplicar +5 V al módulo LCD y conectar el cable de tierra. La resistencia R33 se monta directamente en los contactos del módulo LCD (Fig. 6).
Fig.6. Indicador LCD alternativo.
En este caso, el nombre del detector de metales siempre se muestra en la línea superior y en la línea inferior, según el modo: "Autotuning", "Batería baja". En el modo de búsqueda, en esta línea se dibuja una columna de 16 gradaciones de nivel de señal. En este caso, la señal sonora también tiene 16 gradaciones de tono.
Tipos de piezas y diseño.
En lugar del amplificador operacional D1 TL074N, puede intentar utilizar el TL084N.
El chip D2 es un interruptor analógico cuádruple del tipo CD4066, que puede reemplazarse con el chip doméstico K561KT3.
El microcontrolador D4 AT90S2313-10PI no tiene análogos directos. El circuito no proporciona circuitos para su programación en circuito, por lo que es recomendable instalar el controlador en un enchufe para que pueda ser reprogramado.
Puede intentar reemplazar el transistor VT1 tipo IRF740 con IRF840.
Los transistores VT2...VT4 tipo 2N5551 se pueden sustituir por KT503 con cualquier índice de letras. Sin embargo, debes prestar atención al hecho de que tienen un pinout diferente.
Los LED pueden ser de cualquier tipo, es recomendable llevar VD8 de otro color. Diodos VD1, VD2 tipo 1N4148.
Las resistencias pueden ser de cualquier tipo, R1 y R3 deben tener una disipación de potencia de 0,5 (W), el resto puede ser de 0,125 o 0,25 (W). Es recomendable seleccionar R9 y R11 para que su resistencia no difiera en más del 5%.
El condensador C1 es electrolítico, para un voltaje de 16V, el resto de condensadores son cerámicos.
El botón S1, los interruptores S3, S4, la resistencia variable R29 pueden ser de cualquier tipo que se ajuste a las dimensiones. Puede utilizar un emisor piezoeléctrico o unos auriculares del reproductor como fuente de sonido.
El diseño del cuerpo del dispositivo puede ser arbitrario. La varilla cerca del sensor (hasta 1 metro) y el propio sensor no deben tener partes metálicas ni elementos de fijación. Es conveniente utilizar una caña de pescar telescópica de plástico como material de partida para hacer una caña.
El sensor contiene 27 vueltas de alambre con un diámetro de 0,6 a 0,8 mm, enrolladas en un mandril de 190 (mm). El sensor no tiene pantalla y debe fijarse a la varilla sin utilizar tornillos, pernos, etc. (!) No se puede utilizar un cable blindado para conectar el sensor y la unidad electrónica debido a su alta capacitancia. Para estos fines, es necesario utilizar dos cables aislados, por ejemplo del tipo MGShV, retorcidos entre sí.
Configurando el dispositivo
¡ATENCIÓN! El dispositivo contiene una tensión elevada que puede poner en peligro la vida, tanto en el colector VT1 como en el sensor. Por lo tanto, al configurar y operar, se deben observar precauciones de seguridad eléctrica.
1. Asegúrese de que la instalación sea correcta.
2. Aplique energía y asegúrese de que el consumo actual no exceda los 100 (mA).
3. Utilizando la resistencia de sintonización R7, logre un equilibrio de la ruta de amplificación de modo que el oscilograma en el pin 7 de D1.4 corresponda al oscilograma 4 en la Fig. 4. En este caso, es necesario asegurarse de que la señal al final del intervalo D permanezca sin cambios, es decir El oscilograma en este punto debe ser horizontal.
Un dispositivo correctamente ensamblado no requiere ajustes adicionales. Es necesario acercar el sensor a un objeto metálico y asegurarse de que los indicadores estén funcionando. A continuación se proporciona una descripción del funcionamiento de los controles en la descripción del software.
Software
Al momento de escribir este artículo, se desarrollaron y probaron las versiones de software V1.0-demo, V1.1 para la primera versión del dispositivo y V2.4-demo, V2.4 para la segunda versión. La versión de demostración del programa es completamente funcional y sólo se diferencia por la falta de un ajuste preciso de la sensibilidad. Las versiones completas se suministran en microcontroladores ya flasheados incluidos en el kit MASTER KIT NM8042. Se puede descargar el archivo HEX del firmware V1.0-demo y V2.4-demo.
Continúa el trabajo en nuevas versiones del software y está previsto introducir modos adicionales. Las nuevas versiones, después de sus pruebas exhaustivas, estarán disponibles en juegos MASTER KIT.
Trabajando con el dispositivo
Para comenzar a trabajar, debe encender el dispositivo, elevar el sensor a un nivel de 60-80 cm del suelo y presionar el botón "Reset". En 2 segundos, el dispositivo realizará el ajuste automático. Al finalizar el autotuning, el dispositivo emitirá un sonido corto característico. Después de esto, se debe acercar el sensor al suelo (en un lugar donde no haya objetos metálicos) a una distancia de 3-7 cm y ajustar la sensibilidad mediante la resistencia R29. Se debe girar la perilla hasta que desaparezcan las respuestas falsas. Después de esto, puedes comenzar a buscar. Cuando aparezca un indicio de batería baja, debes dejar de buscar, apagar el dispositivo y reemplazar la fuente de alimentación.
Conclusión
Para ahorrar tiempo y liberarlo del trabajo rutinario de encontrar los componentes necesarios y fabricar placas de circuito impreso, MASTER KIT ofrece el kit NM8042.
La Figura 7 muestra un dibujo de la placa de circuito impreso (para el circuito de la Figura 3) y la ubicación de los componentes en ella.
Arroz. 7.1. Vista superior de la placa de circuito impreso.
Fig.7.2. Vista inferior de la placa de circuito impreso.
El kit consta de una placa de circuito impreso de fábrica, un controlador de firmware con versión de programa V 1.1, todos los componentes necesarios, una caja de plástico e instrucciones de montaje y operación. Se hicieron simplificaciones de diseño deliberadamente para reducir el costo del kit.
Hacer una bobina de búsqueda
La bobina consta de 27 vueltas de alambre esmaltado con una sección transversal de 0,7-0,8 mm, enrollado en forma de anillo de 180-190 mm. Después de enrollar la bobina, las vueltas se deben envolver con cinta aislante. Para conectar el sensor, debe hacer un par trenzado del cable de instalación. Para hacer esto, tome dos trozos de alambre de la longitud requerida y gírelos a razón de una torsión por centímetro. Por un lado este cable está soldado a la bobina y por el otro a la placa. ¡El cuerpo del sensor y la varilla del detector de metales no deben contener piezas metálicas!
Refinamiento del cuerpo
Antes de instalar la placa del detector de metales en la carcasa, es necesario hacer agujeros para los elementos remotos.
La Figura 8 muestra los orificios en el panel frontal para los LED, el control de sensibilidad R29, el interruptor de encendido S4 y el botón de reinicio S1. En la Fig. 9 hay un orificio en la superficie lateral de la carcasa para el conector telefónico Jack para auriculares. En la Fig. 10 hay orificios en el panel trasero para el cable de alimentación y para el cable de la bobina de búsqueda.
La apariencia del llenado electrónico ensamblado se muestra en la Fig. once.
Fig.8. Orificios en el panel frontal de la carcasa para LED.
Fig.9. Un orificio en el lateral de la carcasa para un conector telefónico.
Figura 10. Orificios en el panel posterior para el cable de alimentación y el cable de la bobina de búsqueda.
Figura 11. Aspecto de la electrónica del detector de metales por impulsos por microprocesador del kit NM8042.
Fuentes de información
1. Shchedrin A.I. Nuevos detectores de metales para buscar tesoros y reliquias: -M.: “Hot Line-Telecom”, 2003. -173p.