Metal Detector Circuit - Använda Beat Frequency Oscillator (BFO)

Inlägget förklarar en enkel metalldetektorkrets med hjälp av BFO-konceptet, BFO-tekniken anses vara den mest exakta och pålitliga metoden för att detektera metaller.

Hur det fungerar

Kretsfunktionen kan förstås med följande punkter:

Den föreslagna metalldetektorn använder en 4093 quad Schmitt NAND IC och en sökspole tillsammans med en strömbrytare och batterier för ström.

En ledning från IC1d-stift 11 ansluter till MW-radioantennen, eller en annan process skulle vara att varpa runt radion. BFO-omkopplaren om den finns i radion måste vara påslagen.

Motståndet mot snabb förändring i spänning - känd som reaktans, fördröjer logiknivån vid ICI-stift 10 tillbaka till dess ingångsstift 1 och 2 och fördröjs ytterligare genom utbredningsfördröjningar inom 4093 IC.

Hela processen resulterar i snabba svängningar på cirka 2 MHz, plockas upp av en Medium Wave-radio.

2 MHz är utom räckhåll för Medium Waves, men en MV-radio kan acceptera övertonerna på 2 MHz-frekvensen. Processen för lindning av spolen är inte komplicerad.

Specifikationer för spollindning

Prototypen använder 50 varv av 22 awg / 30 swg (0,315 mm) emaljerad koppartråd, sårad på en 4,7 '/ 120 mm formare och sedan förpackad i ett isoleringstejp.

Spolen ansluts sedan till 0V.En Faraday-sköld som är en tennfolie som fungerar som ett omslag runt spolen. Denna process lämnar ett litet gap och försiktighet bör iakttas så att folien inte täcker hela spolens omkrets. Ett isoleringstejp används åter för att linda Faraday-skölden.

En anslutning kan upprättas till Faraday-skärmen med en bit styv trådomslag runt skärmen innan du lägger till tejpen.

Ett idealiskt scenario skulle vara att koppla kretsen med tvåkärnig eller mikrofonkabel och ansluta skärmen till Faraday-skölden.

Hur man ställer in kretsen

Att ställa in metalldetektorn innebär att man sätter på MW-radion för att ta en visselpipa på en överton på 2 MHz.

Men att notera, inte alla harmoniska fungerar bäst, bara den som passar behöver användas. Med en lämplig överton och metall kommer att ändra tonen i en visselpipa.

En metalldetektor upptäcker ett stort mynt på 80 till 90 mm, vilket är bra för en BFO-detektor. Det kan även identifiera diskriminering mellan järnhaltiga och icke-järnmetaller med stigande eller fallande ton.

Insänd av: DhrubaJyoti Biswas

Kretsschema

IC 4093 pinouts

Metalldetektor med magnetisk absorption

Bakom detekteringstekniken för denna metalldetektor finns en sensor som identifierar förekomsten av järn- och icke-järnmetaller genom att absorbera den magnetiska energin.

Detta magnetfält produceras av en induktor som är en del av en modifierad oscillatorkrets. I det ögonblick som ett metallföremål närmar sig magnetfältet absorberas tillräcklig magnetisk energi för att stoppa oscillatorn.

Bilden nedan visar Colpitt's oscillator som skjuter runt 70 kHz. Induktor L₁fungerar som en sensor på grund av emittermotståndet (R₁) stort värde och så småningom fungerar oscillatorn bara.

Detta är fördelaktigt eftersom alternativet kommer förlusterna i den reglerade kretsen att laddas om av transistorn. D₁och D_tvåkommer att korrigera den oscillerande utgången och den efterföljande direktspänningen appliceras direkt på den inverterande ingången till Schmitt trigger IC₁.

När spänningen sjunker under värdet vid stift 3 som representeras av P₁, kommer utgången att växla till en hög och aktiverar reläet. Vi rekommenderar att detektorn byggs på ett kretskort enligt bilden nedan.

Det faktiska syftet med induktor L₁skulle inte monteras på kretskortet. Om oscillatorn inte startar omedelbart vid vilken inställning som helst P₁var förlovad, måste du sänka värdet på R₁.

Alternativt, om oscillatorn fortsätter att upptäcka även när ett metallföremål hålls nära L₁, R₁värdet måste ökas.

Du måste börja med torkaren på P₁till jord och kontrollera förinställningen så att reläet inte fungerar alls. När du behöver lite mer känslighet, öka torkaren lite mer.

Reläets energiförbrukning dikterar huvudsakligen strömförbrukningen och i de flesta fall är det inte mer än 50 mA.

LC-avstämd metalldetektor

Till skillnad från metalldetektorerna som diskuterats ovan fungerar den här under regeln att frekvensen hos en LC-oscillator varierar när det är modifierad induktans. För att få det att ske, kontaktas induktorn med vilken typ av metalldetektor som helst.

Frekvensförändringshastigheten beror på metallens egenskaper och på själva frekvensen. Om den senare är för hög kommer en metallkomponent att fungera som en kortsluten sväng som sänker induktansen så att frekvensen höjs.

Om frekvensen är väsentligt låg för virvelströmsförluster som försummas, kan vi sedan skilja mellan järnhaltiga och icke-järnmetaller.

Det blir ganska utmanande att göra en oscillatorfrekvens under 200 Hz. På grund av detta arbetar oscillatorn i strömkretsen runt 300 kHz. Att göra induktansen är ganska enkel och allt du behöver är en enda sväng av en koaxialkabel som avbildas i följande bild.

Hur det fungerar

LC-avstämd metalldetektorkrets består av en oscillator T₁, en IC-frekvens-till-spänningsomvandlare₁och en BiMOS operationsförstärkare IC_två. Genom att använda en detektorspiraldiameter på 400 mm, görs värdena för kondensatorerna C₁och C_tvågarantera en oscillatorfrekvens på 300 kHz. När spolar med mindre diameter används behöver du fler varv.

För att mata 4046B tillräckligt måste oscillatorns signalstyrka vara cirka 400 mV_ππ. Faskomparatorn garanterar att den interna faslåsta slingan alltid låses på den nivån. Vid stift 10 matas källföljarens ingång till en CA3130 där den är tillräckligt förstärkt.

Hur man ställer in

Bekvämt, P₁ställer in mittfrekvensen för den faslåsta slingan och nollan för centrum-noll-mikroammeter. Använda P_tvåkan du göra finjusteringar om opampens känslighet är hög.

Dessutom har P₃ställer in känsligheten i diskussionen som bifogas i en negativ återkopplingsslinga till den inverterande ingången. Observera att det finns en positiv återkoppling via mikroammetern och R₁₀till den icke-inverterande ingången. När du väljer ett annat motstånd är det viktigt att ändra värdena på R₉, R₁₀och R_elvapå lämpligt sätt.