Metal Detector Circuit - Brug af Beat Frequency Oscillator (BFO)

Indlægget forklarer et simpelt metaldetektorkredsløb ved hjælp af BFO-konceptet for beatfrekvensoscillator, BFO-teknikken anses for at være den mest nøjagtige og pålidelige metode til detektion af metaller.

Hvordan det virker

Kredsløbets funktion kan forstås med følgende punkter:

Den foreslåede metaldetektor bruger en 4093 quad Schmitt NAND IC og en søgespole sammen med en switch og batterier til strøm.

En ledning fra IC1d pin 11 forbinder til MW-radioantenne, eller en anden proces ville være at kæde rundt om radioen. BFO-kontakten, hvis den findes i radioen, skal være tændt.

Modstanden ved hurtig ændring i spænding - kendt som reaktans, forsinker det logiske niveau ved ICI-pin 10 tilbage til dets indgangsben 1 og 2 og forsinkes yderligere gennem udbredelsesforsinkelser inden for 4093 IC.

Hele denne proces resulterer i hurtige svingninger på omkring 2 MHz, opsamles af en Medium Wave-radio.

2 MHz er uden for rækkevidde for Medium Waves, men en MV-radio kan acceptere de harmoniske på 2 MHz-frekvenser. Processen med vikling af spolen er ikke kompliceret.

Specifikationer for spolevikling

Prototypen bruger 50 omdrejninger af 22 emg / 30 swg (0,315 mm) emaljeret kobbertråd, såret på en 4,7 '/ 120 mm former og derefter pakket ind i et isoleringstape.

Spolen forbindes derefter til 0 V. Et Faraday-skjold, som er en tinfolie, der fungerer som en omvikling omkring spolen. Denne proces efterlader et lille hul, og der skal udvises forsigtighed, så folien ikke omvikler hele spolens omkreds. Et isoleringstape bruges igen til at indpakke Faraday-skjoldet.

En forbindelse kan etableres til Faraday-skjoldet med et stykke stiv wireindpakning omkring skjoldet, inden båndet tilføjes.

Et ideelt scenario ville være at koble kredsløbet med dobbeltkerne- eller mikrofonkabel og forbinde skærmen til Faraday-skjoldet.

Sådan opsættes kredsløbet

Opsætning af metaldetektoren indebærer at tænde MW-radioen for at hente en fløjte på en harmonisk på 2 MHz.

Men for at bemærke, at ikke alle harmoniske fungerer bedst, kun den, der passer, skal bruges. Med en passende harmonisk og metallet vil ændre en fløjtes tone.

En metaldetektor registrerer en stor mønt på 80 til 90 mm, hvilket er godt for en BFO-detektor. Det kan endda identificere forskelsbehandling mellem jernholdige og ikke-jernholdige metaller med stigningen eller faldet i tonen.

Indsendt af: DhrubaJyoti Biswas

Kredsløbsdiagram

IC 4093 pinouts

Metaldetektor ved hjælp af magnetisk absorption

Bag detektionsteknologien til denne metaldetektor er en sensor, der identificerer eksistensen af ​​jernholdige og ikke-jernholdige metaller ved at absorbere den magnetiske energi.

Dette magnetfelt produceres af en induktor, som er en del af et modificeret oscillatorkredsløb. I det øjeblik en metalgenstand nærmer sig magnetfeltet, absorberes tilstrækkelig magnetisk energi til at standse oscillatoren.

Figuren nedenfor viser Colpitt's oscillator, der fyrer omkring 70 kHz. Spole L₁fungerer som en sensor på grund af emittermodstanden (R₁) stor værdi og til sidst fungerer oscillatoren bare.

Dette er gunstigt, fordi tabene i det regulerede kredsløb alternativt genindlæses af transistoren. D₁og D_tovil rette op på det oscillerende output, og den efterfølgende direkte spænding påføres direkte på den inverterende input på Schmitt trigger IC₁.

Når spændingen falder under værdien ved pin 3, som er repræsenteret af P₁, skifter udgangen til et højt og aktiverer relæet. Vi anbefaler at konstruere detektoren på et printkort som vist i figuren nedenfor.

Det egentlige formål med induktor L₁skulle ikke monteres på printkortet. Hvis oscillatoren ikke straks starter ved den indstilling, som P₁blev forlovet, skal du nedbringe værdien af ​​R₁.

Alternativt, hvis oscillatoren fortsætter med at detektere, selv når en metalgenstand holdes tæt på L₁, R₁værdien skal øges.

Du er nødt til at starte med viskeren til P₁til jorden og styre forudindstillingen, så relæet slet ikke fungerer. Når du har brug for lidt mere følsomhed, skal du øge viskeren lidt mere.

Relæets energiforbrug dikterer hovedsageligt det aktuelle forbrug, og i de fleste tilfælde er det ikke mere end 50 mA.

LC tunet metal detektor

I modsætning til metaldetektorerne beskrevet ovenfor fungerer denne under reglen om, at frekvensen af ​​en LC-oscillator varierer, når der er modificeret induktans. For at få det til at ske, kontaktes induktoren med enhver type metaldetektor.

Frekvensændringshastigheden afhænger af metalets egenskaber og af selve frekvensen. Hvis sidstnævnte er for høj, vil en metalkomponent fungere som en kortere drejning, der bringer induktansen ned, så frekvensen hæves.

I tilfælde af at frekvensen er væsentligt lav for at virvelstrømstab forsømmes, kan vi derefter skelne mellem jernholdige og ikke-jernholdige metaller.

Det vil være ret udfordrende at lave en oscillatorfrekvens under 200 Hz. På grund af dette fungerer oscillatoren i det aktuelle kredsløb omkring 300 kHz. At gøre dets induktans er ret simpelt, og alt hvad du behøver er en enkelt drejning af et koaksialkabel, som vist i den følgende figur.

Hvordan det virker

LC-tunet metaldetektorkredsløb består af en oscillator T₁, en frekvens-til-spændingsomformer IC₁og en BiMOS operationel forstærker IC_to. Ved at anvende en detektorspolediameter på 400 mm beregnes værdierne for kondensatorer C₁og C_togaranterer en oscillatorfrekvens på 300 kHz. Når der anvendes spoler med mindre diameter, har du brug for flere drejninger.

For at kunne levere 4046B tilstrækkeligt skal oscillatorsignalstyrken være omkring 400 mV_ππ. Fasekomparatoren garanterer, at den interne faselåste sløjfe altid låses på dette niveau. Ved pin 10 leveres kildefølgerindgangen til en CA3130, hvor den forstærkes tilstrækkeligt.

Sådan konfigureres

Bekvemt, P₁indstiller centerfrekvensen for den faselåste sløjfe og nul for center-nul-mikroammeteret. Brug af P_to, kan du foretage fine justeringer, hvis opampens følsomhed er høj.

Desuden har P₃indstiller følsomheden i diskussionen, som er knyttet til en negativ feedback-loop til det inverterende input. Bemærk, at der er en positiv feedback gennem mikroammeteret og R₁₀til den ikke-inverterende input. Når du vælger en anden modstand, er det vigtigt at ændre værdierne for R₉, R₁₀og R_ellevepassende.