Detector educativo

Por fin,,, voy probando este detector simple, que esta en la red. y que reproduzco aquí con permiso del autor.
http://talkingelectronics.com/html/MetalDetector.html


Construye tu detector de metales:
*Este Proyecto fue desarrollado por Colin Mitchell de Australia.
(traducción y adaptación: José Antonio Agraz Sandoval)





Este detector no tiene que haber sido llamado detector de ORO! Tal nombre tiene que haberse dejado para el más complicado detector, que actualmente está discriminando oro y otros metales, de ahí esa enorme diferencia entre detectar oro y los ordinarios metales (llamados metales base). Parte del hecho de que el oro es sobre 1000 veces más costoso, sus magnéticas diferencias son semejantes a los que nosotros podemos producir en un detector, de ese modo debería discriminar entre metales, ambos ferrosos y no ferrosos, y ORO!
Los detectores de oro tuvieron que venir a dar un largo paso en los pasados 15 años, especialmente durante la rápida carrera en los precios de oro, alrededor de 10 años antes. En ese tiempo el “ORO”! estuvo en todos los labios y los precios se dispararon, la FIEBRE DEL ORO los embaucó en exceso y buscadores de fosos fueron por cientos rumbo al campo para buscar suerte.
En áreas donde el oro se encontró desde unos 100 años antes en Australia, el país se pobló con prospectores que peinaron las lomas y las planicies inundadas con detectores de oro.
Alentados por reportes de que existían considerables pepitas de oro por descubrir bandadas de compradores adquirieron detectores de oro. Tiendas de prospección saltaron por todas partes de un lado a otro ofreciendo detectores no mucho más complejos que este modelo con un amplificador (el equivalente a la radio AM), por $ 299 dólares! Tu podrás reírte pero cuando la fiebre del oro atacaba la gente hacia cosas locas.
La casualidad de recoger alguna pepita de oro es de una en un millón. Esto es porque en la tierra donde ellos las estaban encontrando estaba más bien saturada con hierro y otros minerales, esos hacían que se afectara electrónicamente la lectura del equipo de detección y reduciendo su sensibilidad. Para superar esto nosotros deberemos emplear un buen sofisticado circuito, tanto que pueda solamente registrar la “señal” del oro en el equipo.
Como podrás imaginar, el detectar la diferencia entre un tapa de lata de aluminio hasta una pequeña pepita de oro, es casi una tarea imposible ya que la tapa de lata está generalmente más cerca de la superficie y al minuto hunde la sintonía de cualquier cantidad de oro que tal vez pueden estar enterrados a mas profundidad en el suelo.
También el efecto de fondo de los minerales en el suelo tienen que ser cancelados y cuando haces esto, tu pierdes algo de sensibilidad en el detector. La respuesta es que se necesita ajustar el equipo para el terreno que tu estas cubriendo para tener un rendimiento máximo. Esto requiere un alto grado de habilidad y es por eso que los más avanzados detectores ya están ofreciéndose en el mercado.
Para que tu empieces en este interesante campo nosotros hemos designado un muy simple detector. Este solamente requiere un puñado de componentes y unas tardes de trabajo.
De esta manera tú aprenderás electrónica mientras parta que luego seas capaz para ir afuera y encontrar algo valioso. Este no solamente encontrará oro valioso, sino también un amplio rango de cosas incluyendo dinero, joyas, objetos de metal y cosas que estuvieron perdidas por 100 años o más.

Uno de los mejores lugares para buscar es la playa, cantidad de cosas son perdidas en la arena cada año y estos son muy fáciles para escanear en la superficie con el detector y desenterrarlos desde arriba. Porque este proyecto es muy simple nosotros no tenemos que llamarlo un detector de oro, en este no podemos discriminar entre algunos metales básicos y el oro. En cambio, la palabra “detector de oro” solamente puede ser introducida con un modelo más elaborado en alguna forma, con la discriminación disponible.
Nosotros hacemos llamar a este diseño un “detector de metal” ya que te permitirá saber cuando algún tipo de metal ferroso o no ferroso es colocado en el campo de la bobina.

Como trabaja el circuito

Vamos a empezar la discusión cuando las condiciones se hayan establecido después de bajar unos pocos ciclos de frecuencia y el voltaje en la base del transistor sea estable (fijado por el “aguante” o “resistencia” tomadas por la acción del capacitor de 10 nanos.)
El circuito es un oscilador y la forma en que se mantiene oscilando debido a una positiva retroalimentación. Este es el caso con todos los osciladores y el componente que suministra la retroalimentación es el capacitor de 1 nano entre el colector y el emisor del transistor. Esto a la vez parece inusual que el transistor pueda ser encendido por el emisor para mantener este oscilando, pero en realidad no importa si el emisor o la base recibe una señal, el importante factor es EL VOLTAJE DIFERENTE entre esas dos terminales.
Si la base se mantiene fija y el voltaje del emisor es reducido el transistor ve un elevado voltaje entre la base y el emisor y es vuelto a ENCENDER duramente, si el voltaje en el emisor se incrementa, el transistor se apaga y la diferencia entre los dos es reducida.
Esto es exactamente lo que pasa en este circuito. En el capacitor de 1n entre el colector y emisor influye en el voltaje en el emisor para volver encender y apagar el transistor. Esto lo hace por el constante monitoreo del voltaje en el circuito sintonizado y cambiando el paso hacia el emisor.
En este proyecto, el CIRCUITO SINTONIZADO es el componente paralelo armonizado con el inductor (la bobina buscadora) y el capacitor de 1 nano a través de ese. Esto se conoce un circuito LC en el cual la L es la inductancia de la bobina en henries (o mili henries o micro henries) y C es la capacitancia del capacitor en faradios (o microfaradios o nano faradios o picofaradios).
Nosotros empezamos cuando el transistor ENCIENDE y permitimos un pulso de energía para iniciar el funcionamiento del circuito de sintonía (mas adelante veras como el transistor enciende).
El pulso de la energía (corriente) empieza al tratar de entrar tanto a la bobina y capacitor. Tú podrías pensar que la bobina tiene una pequeña resistencia, pero el capacitor es descargado y presenta una resistencia cero en teoría y empieza a cargarse. Cuando un pequeño voltaje aparece a través de esta, tú pensarías que la bobina deberá poner menos resistencia, ya que consta solo con unas pocas vueltas de alambre de cobre.
Pero el alambre es enrollado en la bobina y forma un inductor (este tiene inductancia) cuando se aplica un voltaje a la misma, la baja resistencia de la bobina permite a la corriente fluir, pero esta corriente produce flujo magnético que atraviesa las vueltas de la bobina y produce un regreso de voltaje que se opone a la corriente entrante. Eso nos gustara que trabaje así. Supongamos que tú suministras 200 mili volts a la bobina. El voltaje de regreso que se produzca tal vez tan alto como 119 mili volts y de este modo tu solamente tienes 1 mili volt con el cual activa corriente dentro de la bobina.
Si la resistencia de la bobina es de 100 mili ohms, la corriente será de unos 10 mili amperes. El capacitor deberá aceptar más que esto y conseguirá que este se cargue primero.
A medida que el voltaje en el capacitor se incrementa, este presenta un voltaje para la bobina y permite un flujo de corriente (a un ritmo que la bobina lo acepta) para producir el flujo magnético. Este flujo se denomina líneas de fuerza electromagnética y crea un campo en expansión.
El capacitor no puede proveer mucha energía durante mucho tiempo y después de poco tiempo la corriente se reduce y esto causa que el campo magnético empiece a colapsarse.
El colapso del campo magnético produce un voltaje que es opuesto al que envió inicialmente a la misma y la parte inferior de la bobina se convierte en positivo con respecto a la parte superior. Si nosotros pensamos que la bobina es como una pequeña batería vemos que crea un diminuto voltaje a los 9 volts de la fuente, y el colector donde termina la bobina llega a ser más alto que 9 volts.
Este voltaje es detectado por el capacitor de respaldo de 1 nano faradio (entre el colector y el emisor) y pasa el voltaje al emisor donde en el emisor se incrementa el voltaje. La base del transistor es mantenida estable y fija en la acción sostenida del capacitor de 10 nanos y el transistor se apaga ligeramente. Esta acción continua y eventualmente el colector puede ser considerado para ser eliminado del circuito para que este no ponga carga en el circuito sintonizado. Cuando una bobina no es cargada de esta manera, el campo magnético colapsa y hará producir su máximo voltaje.
Esta es la causa en el circuito de arriba y así como el campo magnético colapsa, este produce un voltaje (como 25 v) que es considerablemente alto aplicado a este que aquel. Este voltaje es dejado para el componente “C” del circuito sintonizado (el capacitor de 1 nano conectado a través de la bobina) y el capacitor carga más.
Cuando todo el flujo magnético se ha convertido en voltaje en el capacitor, está cargado y este empieza a liberar esta carga de nuevo en la bobina. En el proceso, el voltaje en el capacitor es reducido y este voltaje es detectado por el capacitor de 1 nano a través de las terminales, colector y emisor del transistor. El resultado es el voltaje reducido en el emisor y el transistor es vuelto a encender ligeramente para liberar un pulso de energía que es inyectado dentro del sistema, repitiéndose el ciclo. La frecuencia del circuito es alrededor de 140 kilohertz y se establece por la inductancia de la bobina y el capacitor sobre este cuando nosotros ponemos una pieza de metal en el campo magnético de la bobina, algunas de las líneas de flujo pasan dentro del metal y son convertidos en una corriente eléctrica llamada una CORRIENTE EDDY en el metal.
Esto significa que nosotros perdemos algo del flujo magnético y así hay menos disponible para regresar a la bobina cuando este empieza a colapsar. Esto quiere decir la inversa del voltaje producida por la bobina estará reducida y hasta el capacitor deberá tomar menos tiempo para cargar su valor máximo. Así que el transistor estará volviendo encender más pronto y tanto que aumenta la frecuencia
El flujo producido por la bobina es una radiación electromagnética. Si nosotros ponemos un radio cerca de la bobina y sintonizamos este para un tono, las dos frecuencias deberán “fundirse” juntas y producir un “lugar quieto” en el radio. Cuando una pieza de metal entra al campo de la bobina, la frecuencia cambia ligeramente y un tono de baja-frecuencia es emitido desde la bocina. Un cambio en frecuencia de tan pocos unos cuantos hertz deberán escucharse claramente y este es la razón del porqué del circuito tan eficaz. Esta sensibilidad de la bobina depende en preparar el circuito a un cambio frecuencia con la ligera introducción de un objeto de metal. Esto requiere operar el transistor con una amplitud para que este no sea saturado, así esa ligera inserción de una pieza de metal dentro del campo deberá alterar la frecuencia.
Esto es importante señalar que la AMPLITUD de la onda también se reduce cuando una pieza de metal se introduce; pero el radio no es configurado para detectar esto. Otros detectores de metal detectan la caída en amplitud y más adelante se verá como la comparación de los dos circuitos.






Construcción

Todas las partes encajan bien en tarjeta de circuitos con dos alambres desde la bobina y dos desde la batería.





LISTA DE PARTES

1.- 220 R (resistencia: rojo-rojo-café-dorado)
1.- 47 k (amarillo-morado-anaranjado-dorado)
2.- 1 nano, capacitor de polyester (102)
1.- 4.7 nanos, capacitor de polyester (472)
1.- 10 nanos, capacitor de polyester (103)
1.- 47 microfaradios, capacitor electrolítico
1.- BC547 transistor
1.- Switch deslizable
1.- Conector para batería de 9 volts
1.- Batería de 9 volts
6.5 metros de alambre para embobinar (calibre no es importante)

Detector de metal 1 PC board

La bobina buscadora es hecha por enrollamiento de 16 vueltas alrededor en un objeto circular de 12 centímetros de diámetro Esta puede ser la tapa de un bote de plástico redondo o un objeto cuadrado, como la bobina puede ser hecha circular después. Usar 4 piezas de cinta o tape eléctrica alrededor de las vueltas para mantenerlas en su lugar y pegar la bobina a la base con silicón sellador.
La base de la placa tiene un mango de madera atornillada al mismo en un ángulo de 60 grados. Tú además necesitas un pequeño radio transistor pegado suavemente cerca de la base, de modo que pueda captar el campo desde la bobina y detectar cuando la frecuencia del oscilador cambia. El diagrama de abajo muestra la mejor disposición.





Probar este afuera

Conectar la batería y prender el radio transistor. Sintoniza a través del dial y conseguirás un número de puntos donde el radio deberá producir un silbido como un resultado del oscilador local, interactuando estos pulsos con la salida de la bobina del detector.






Nosotros obtenemos el mejor resultado alrededor de 1400 kilohertz y este es donde el tono deberá estarse ajustando para una frecuencia muy baja.
Cuando el detector estuvo siendo pasado sobre una moneda de 20 centavos a aproximadamente 10 centímetros, el cambio en el tono puede ser fácilmente detectado.
La frecuencia del oscilador en el detector de metales deberá cambiar ligeramente a medida que el voltaje en batería cae y como la temperatura del circuito se incrementa en un día caliente.
Esto puede ser compensado mediante el ajuste de la frecuencia del radio, de manera que el tono sea mantenido tan bajo como sea posible.
Tú ahora estás listo para ir afuera y probar suerte.

Si este no está trabajando

Si tú no obtienes un chillido desde tu radio después de sintonizar toda la banda, la falla deberá ubicarse en el oscilador. Esto puso ser debido a que el transistor que no tiene suficiente ganancia para producir oscilación o algunas de las partes no fueron soldadas correctamente.
Intenta encender el circuito y apagarlo rápidamente para accionarlo dentro de este. Si este no funciona revisar los alambres y no dejar estos hacer corto.
Si tú también tomaste mucho tiempo en soldar excesivamente el transistor o usaste rígidamente con muy caliente soldadura, este tal vez se sobrecalentó y esta ganancia se reducirá. Esto deberá impedir que el oscilador arranque. Remplaza el transistor y toma más cuidado con soldar.
El alambre embobinado para la bobina buscadora es esmaltado y aislado para prevenir cortos en las vueltas juntas la una a la otra. Pero si tú perjudicas esta capa por raspar o torcer el alambre es posible que tu obtengas dos vueltas donde el cobre se toca la una con la otra. Esto deberá crear un corto para devolver y prevenir trabajo al oscilador tu deberás prevenir cualquier daño al tocarse una con las otras secciones.
No embobines alambre cubierto de estaño alrededor de la bobina para hacer las vueltas en su lugar ya que con esto deberá crear una espira en corto evitando las oscilaciones por el corto circuito. Es mejor no tener objetos de metal cerca de la bobina ya que ellos deberán reducir efectividad. Esto incluye clavos y tornillos en la placa base de componentes. Objetos de metal como los que están lejos del centro del campo están bien ya que no tendrá ningún efecto.

Conclusión

Nosotros hemos encontrado el circuito para ser extremadamente práctico y auto-construible si tú estás experimentando cualquier dificultad, es mejor poner otro kit junto al kit ya que puedes tener dañado un capacitor o el transistor y estos son extremadamente difíciles de diagnosticarse.
Nosotros aún no hemos encontrado ningún objeto valioso con nuestro detector pero yo espero que tú lo hagas.
Ver en sitio de internet: www.talkingelectronics.com o con su autor en Australia: Colin Mitchell talking@tpg.com.au

PROYECTO CON IMÁGENES:




vamos a adquirir estas piezas de la lista:




Imprimimos en hojas el link que vienen al principio, y recortamos la primera imagen que es el diagrama.




Un pedazo de triplay.




pegamos el recorte con lápiz adhesivo al tryplay.




Conseguimos en un local de venta de implementos de zapato unas tachuelitas chiquitas, se ocupan 23. (le raspamos la cabezita con una navaja)




Clavamos con cuidado las tachuelas a los extremos de cada pieza en el tryplay.




Necesitamos un cautin y lo ponemos sobre cada tachuela, esperamos que se caliente y ponemos encima poquita soldadura, a que se forme una bolita encima, sin usar pasta de soldar.




Conseguimos un poquito de alambre esmaltado (cualquier calibre pequeño) medimos los espacios y recortamos pedacitos, raspamos los extremos del cobre y ponemos poquita soldadura con el cautín.




Unimos todas las piezas con mucho cuidado, basándonos en las uniones del diagrama,
mucha paciencia, y estas son imágenes por los 4 lados.




Dejamos pendiente el espacio para conectar la bobina.




ponemos con cuidado el transistor de acuerdo al siguiente diagrama:




Los capacitores "greencap" los podemos poner de cualquier posición.





Tenemos que soldar el capacitor electrolitico "filtro" de acuerdo a la polaridad.

BOBINA:




Conseguimos dos tapas de plástico.




Las ponemos en esta posición para pegarlas juntas y quede en forma para poder poner el alambre de cobre.




Le damos las 16 vueltas de alambre, puede ser de cualquier calibre, pero que sea delgado,
torcemos las puntas finales. y dejamos las puntas para soldar en su lugar.

Base de madera:




Cortamos con segueta un pedazo de tabla de 20cm x 15 cm, aprox.




Necesitamos ademas un palo de escoba y hacemos un corte de unos 60 grados, mas o menos y podemos clavar con dos clavitos, *pero es mejor usar solo pegamento de madera.




clavamos o pegamos.




Pegamos con silicón el circuito a la base de madera.




Fijamos también la bobina.




fijamos un radio sencillo de bolsillo (Radio Shack) con unas ligas, de igual forma la pila de 9v.




También podemos usar un sensitivo radio digital (Sony), pero que este separado a 30cm.




Para sintonizar el detector movemos el switch del detector y prendemos el radio,
buscamos un zumbido y luego movemos el detector cerca a un metal para ver su reacción, (leer arriba) para sintonizar.




A mi no me da mucha sencibiliad para objetos pequeños enterrados superficialmente, pero descubrí que si sintonizamos el radio con una estacion de radio lejana, ocurre una detección via "null" o sea que el metal enterrado interrumpe la recepción y se escucha una disminución de la recepción, (casi se pone silencio) en el campo de pruebas me detecta fierros grandes hasta 30cm aprox.!! (puede ser más) Así que que no es necesario muchos pesos, para detectar mas profundo...
Si se animan en el proyecto si pueden me contactar para confirmar esto, pues necesito saber si es científica esta forma de detectar y si les funciona a uds.

muy buen proyecto amigo jose antonio gracias por compartirlo con nosotros luego lo voy a construir claro esta si se consiguen los componentes ya que aquí en medellin hay componentes muy difíciles de conseguir.
saludos

Jose Antonio Agraz Sandov escribió:

Si se animan en el proyecto si pueden me contactar para confirmar esto, pues necesito saber si es científica esta forma de detectar y si les funciona a uds.

Justo como mi primer detector, basado en un radio de AM, jejejeje, pero el principio de operación era mas bien por desviacion de frecuencia que era modulada en amplitud!!!

....
me estoy animando a postear los que me hice aqui
....

muy bien Documentado!!, gracias!!

williamserna escribió:...ya que aquí en medellin hay componentes muy difíciles de conseguir.
saludos

Hola williamserna la verdad es que los componentes que usa no son nada especiales, de hecho puedes armarlos con ligeras variaciones de sus valores pero dentro de los rangos, incluso buscando en radios viejos,

cualquier transistor de baja señal sirve NPN

BC547
BC 548
2N2222
2N3904

y aunque el angulo y distancia de deteccion es bueno. habria que probar que tipo de cambio genera en la 'onda' modulada frente a ferrosos y no ferrosos

Hola villaserna, el proyecto está gratis en la red, yo no me lo inventé y como yo, tu puedes hacerlo, aunque a mi no me quedó como indica el autor, que detecta monedas enterradas, pienso que mas bien el autor es un inventor de circuitos en Australia, no es buscador de monedas y eso de nuestro hobby, ya me comunique con el y dice que debe de funcionar como especifica, pero no logro hacerlo, me funciona mas como un indicador de anomalías metálicas mas grandes no pequeñas, por eso decía que el que se anime en hacerlo exponga como le funciona, y como dice Betomax lo que creo difícil de conseguir es el transistor, y un radio pequeño, que hay que usarlo con audífonos.

Betomax, creo que si tu detector fue usando un radio AM., si puede ser interesante, aquí o en un nuevo post. Esto de hacer algún Kit de un detector al parecer es perdida de tiempo, pues no podría funcionar igual como uno de fabrica, pero puede ayudar mucho a entender como funcionan los detectores y asi manejarlos mejor, ya que las ondas electromagnéticas son invisibles pero si sabemos mas o menos como trabajan los circuitos y nos imaginamos las ondas, creo que sabemos y conocemos mucho mas que es lo que estamos llevando en nuestras manos.

nuevamente gracias por la información les avisare cuando lo construya como me fue saludos

Jose Antonio Agraz Sandov escribió:

Betomax, creo que si tu detector fue usando un radio AM., si puede ser interesante, aquí o en un nuevo post. Esto de hacer algún Kit de un detector al parecer es perdida de tiempo, pues no podría funcionar igual como uno de fabrica, pero puede ayudar mucho a entender como funcionan los detectores y asi manejarlos mejor, ya que las ondas electromagnéticas son invisibles pero si sabemos mas o menos como trabajan los circuitos y nos imaginamos las ondas, creo que sabemos y conocemos mucho mas que es lo que estamos llevando en nuestras manos.

el transistor es muy facil de conseguir, en la tienda de electrónica de la esquina enseguida te lo dan.

Hola Jose, te cuento que el detector usando un Radio AM, si bien funciona es mas un experimento que un proyecto completo, a lo largo de estos meses, me he montado (armado) una serie de circuitos realmente interesantes, la mayoria sin discriminacion pero tengo uno que viene con un micro y usa algún tipo de discriminacion, lo tengo armado pero no documentado, ahora que vuelva a casa, me pongo a subirlo a un post,

ya que creo que a muchos que no tienen detector les encantara, tanto como a mi...

Hola, cuando lo vea el post espero comentar, muchos compañeros pueden hacer cualquier kit de detector, solo creo que algunos pensaran que la electrónica es difícil, o no tienen las habilidades, pero creo que no lo es tanto, y puede ser un pretexto para iniciar, yo tampoco soy un experto, siempre hay algo q aprender, pongo estas direcciones pienso que no es necesario asimilar todo, solo lo que puede ir uno requiriendo y asi es como en la practica se aprende.
http://r-luis.xbot.es/descarga/files/ebasica.pdf
http://www.frrg.utn.edu.ar/frrg/apuntes/programacion/sist_proc_datos/curso_basico_de_electronica.pdf

gracias por el aporte compañero, ya le puse su puntote como debe de ser, me voy a fabricar uno de estos para probar, mientras sigan subiendo mas je je

fíjate que al creador no le quedó al 100% y el compañero El Pecoso lo mejoró según el vídeo, pero el Pecoso por andarlo ajustando las piezas que funcionara mejor, olvidó apuntar cual fue la optima y lo desarmó, es cosa de primero probar tal como es y luego hacer alguna mejora, ya sea en el grueso del alambre, dimensión de la misma o capacitores, etc.

o si quieres las 16 vueltas que vas a poner el la bobina, ponlas,pero luego las quitas y pruebas en una tapa de plástico de mayor diámetro como El Pecoso, creo que así detectará algo mas profundo.