Detector Metal 2 caixas - Meteoritos brasileiros

DETECTOR DE METAL
DETECTOR TRANSMISSOR/RECEPTOR/1
Este aparelho é adequado para a localização de grandes objetos de
metal enterrados a considerável profundidade - metros, em vez de
centímetros. Objetos menores também poderão ser detectados, todavia a
profundidades reduzidas. Pequenos objetos individuais, tais como moedas,
anéis, etc, mesmo na superfície do solo, serão ignorados. Este tipo de
detector tem sido utilizado por cerca de, 85 anos e ainda é um dos mais
populares. Sua construção mecânica pode não ser bonita, mas é prática. O
sistema básico é mostrado na Fig. 1.
Duas placas não metálicas servem de suporte para os componentes
eletrônicos e para as bobinas. As bobinas do transmissor e do receptor são
montadas nas extremidades de uma barra de madeira - alternativamente
pode ser utilizado um tubo de alumínio de seção retangular – sendo a
bobina receptora instalada na posição horizontal e a transmissora na
posição vertical. Este angulo de 90 graus entre as bobinas permite uma
transferência mínima de sinal entre elas. Para permitir um ajuste preciso,
a bobina receptora deve ser capaz de variar em torno de um pequeno
angulo. Assim, quando não houver qualquer objeto metálico dentro do
campo de detecção do aparelho, a bobina receptora receberá uma
quantidade mínima ou mesmo nenhum sinal.
Este tipo de aparelho opera utilizando o princípio de que ondas
eletromagnéticas de rádio-frequência transmitidas, quando atingem um
objeto metálico, são distorcidas e refletidas. Essas ondas refletidas serão
detectadas pela bobina receptora, amplificadas e indicadas no “meter”,
acusando a detecção de um objeto metálico.
A “sensibilidade à profundidade” do instrumento depende de uma
série de fatores - principalmente a distância de separação entre as
antenas, o tamanho das bobinas, a potência do transmissor e a
sensibilidade do receptor. A mineralização do solo também afeta a
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A construção deste aparelho é baseada no circuito detector apresentado no artigo intitulado “METAL
DETECTOR CIRCUITS II”, pg. 3 e 4, de Charles D. Rakes, publicado em 2001. Já a construção mecânica é
baseada no Projeto 566 – intitulado “A DEEP-SEEKING METAL LOCATOR”, de Phil Wait e Roger Harrison,
publicado em 1981. Também foram consultados: “TWO-BOX DEEP SEEKING METAL DETECTOR”, de
Charles D. Rakes, publicado em 1972 e “ELETRONIC METAL LOCATORS – Basic types and design
factors”, de Donald E. Lancaster, publicado em 1966.
(http://www.geotech1.com/cgi-bin/pages/common/index.pl?page=metdet&file=projects.dat)
sensibilidade e a profundidade de detecção. Por mineralização entende-se,
principalmente, a presença de óxidos de ferro na composição do solo, tais
como a hematita e/ou magnetita, dentre outros. A hematita presente na
fração argila é o mineral que confere coloração avermelhada aos solos, os
quais são bastante comuns no Brasil. Bobinas menores e/ou espaçamento
menores entre elas podem melhorar a sensibilidade para detecção de
pequenos objetos, mas à custa de penetração no solo.
O principal problema no design deste tipo de detector, talvez seja a
manutenção da estabilidade do conjunto.
Fig. 1. O relacionamento entre as duas bobinas (90 graus) ajuda a limitar a interferência cruzada
entre o transmissor e o receptor.
CONSTRUÇÃO DO TRANSMISSOR
O circuito transmissor mostrado na Figura 2 é bastante simples e a
relação dos componentes necessários encontra-se na Tabela 1. Os
valores da frequência-determinada dos capacitores C1 e C2, são iguais.
Dependendo do tamanho da bobina eles podem variar de 0,01 a 0,1 μF.
A bobina do receptor normalmente requer um capacitor igual a ½
do valor de C1 ou C2, no circuito do transmissor. A bobina do transmissor
está sintonizada com C1 e C2, os quais são sempre iguais. O valor real da
capacitância através da bobina do transmissor será ½ do valor de C1 ou
C2. É muito importante que ambas as bobinas sejam sintonizadas na
mesma frequência.
Fig. 2. O circuito transmissor do esquema acima opera em uma faixa
de 35 a 50 kHz.
A frequência de funcionamento do circuito transmissor será entre
35 e 50 kHz. Os valores para os capacitores C1 e C2 são 0,1 μF para o
transmissor e 0,05 μF para C1 no circuito receptor/2. Quantidades
menores de voltas ou bobinas menores podem ser utilizadas para
operação em frequência mais alta. Tentar manter a frequência de
funcionamento abaixo de 200 kHz, visto que este tipo de localizador de
metal funciona melhor em baixa frequência.
Tabela 1. Relação dos componentes do transmissor (Fig. 2)
SEMICONDUTOR
RESISTORES
(todos os resistores são ¼ watt, 5%)
Q1 – 2N3904
R1 – 1.000 Ω;
R2 – 470 Ω;
R3 - 220.000 Ω.
CAPACITORES
DEMAIS PARTES
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C1, C2 – 0,01 a 0,1 μF, disco de cerâmica ;
C3, C4 - 0,1 μF, disco de cerâmica.
S1 – Switch SPST;
Suporte e bateria 9 V;
L1 – Bobina.
CONSTRUINDO O RECEPTOR
O receptor (ver Fig. 3) é um circuito amplificador de radiofrequência (RF), de dois transistores com uma entrada isolada. A relação
dos componentes necessários encontra-se na Tabela 2. O sinal de RF
captado pela bobina é conduzido através do transistor Q1 até a entrada
do primeiro estágio amplificador de RF, situado em Q2. O ganho de RF
do transistor Q2 é definido por R10. O sinal do coletor de Q2 é
alimentado para a base de Q3 e, a saída de Q3 está conectada a um
circuito de detector de dois diodos. A saída DC é indicada por M1
(meter).
Montar os componentes perto da placa com ligações curtas e
manter os componentes de entrada distantes do circuito de saída. O
medidor (meter) pode ser qualquer um do tipo DC com sensibilidade de
50 μA a 1 mA, todavia se for usado um de 50 μA, R11 poderá necessitar
ser aumentado para 10K. Montar o circuito na caixa de receptor e ligá-lo
à bobina.
Fig. 3. Esquema do circuito receptor.
Tabela 2. Relação dos componentes do receptor (Fig. 3)
SEMICONDUTORES
RESISTORES
(todos os resistores são ¼ watt, 5%)
Q1 a Q3 - 2N3904*
D1, D2 – 1N914** – diodo de silício.
R1, R2 - 100.000 Ω;
R3 a R5 – 1.500 Ω;
R6 - 100 Ω;
R7 – 470 Ω;
R8, R9 – 220.000 Ω;
R10 – potenciômetro 1.000 Ω;
R11 – potenciômetro 2.500 Ω.
CAPACITORES
DEMAIS PARTES
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C1– 0,005 a 0,05 μF, disco de cerâmica ;
C2 a C4 - 0,05 μF, disco de cerâmica;
C5 a C9 - 0,1 μF, disco de cerâmica;
C10 – 470 μF, 25 WV DC, eletrolítico.
S1 – Switch SPST;
M1 – 50 μA a 1 mA DC meter***;
Suporte e bateria 9 V;
Dois botões para os potenciômetros
L1 – Bobina.
Observações:
* - O transistor 2N3904 é encontrado em lojas especializadas e custa em torno de R$ 0,20 cada;
** - O diodo 1N914 não é mais fabricado, portanto é muito difícil encontrá-lo. Seu equivalente é o
diodo 1N4148, o qual é facilmente encontrado e custa em torno de R$ 0,05 a R$ 0,10 cada;
*** - Se for utilizado um “meter” de 50 μA poderá ser necessário aumentar R11 para 10K.