¿Cómo anulo exactamente las bobinas de mi detector de metales?

Finalmente comencé a trabajar en mi proyecto de detector de metales y después de un buen comienzo, estoy un poco atascado.

El circuito se basa casi por completo en el circuito VLF bucanero que se encuentra aquí . Hice algunas modificaciones, aumenté el voltaje a 9 V e hice los ajustes necesarios para tener eso en cuenta. También aumenté el diámetro de la bobina a 20 cm (la original tenía 11 cm), pero mantuve las inductancias más o menos iguales (mis bobinas miden 2,9 mH, mientras que la original estaba en la región de 2,3 mH). Con el circuito Tx y Rx construido (en la protoboard, sí, sé que no es el mejor, pero no quería comprometerme con una construcción completa todavía) y el oscilador Tx funcionando, intenté anular la bobina Rx . Debo haber pasado horas tratando de acercarme a donde pensé que debería estar (nivel de milivoltios) sin mucho éxito.

En las capturas de pantalla a continuación, configuré el voltaje pp Tx en aproximadamente 40 V al recortar R6. Esto es considerablemente menor que la salida esperada del circuito original (80 V en mis simulaciones) y, sin embargo, la bobina Rx muestra un poco más de 2 V pp (1,8 Vrms), lo que ciertamente está muy lejos del nivel de milivoltios que esperaba.

El obsequio aquí es que en el circuito original, la ganancia del preamplificador está configurada en aproximadamente 10. Cuando probé ese tipo de ganancia, mi señal se desvió mal, así que reduje la ganancia a 5 pero aún se está recortando.

Entonces, mi primera pregunta es esta: ¿ exactamente qué debo esperar cuando "anulo" mis bobinas y mis resultados parecen normales?

En segundo lugar, no esperaba una señal inducida perfecta, pero la bobina Rx tiene estos molestos sombreros de bruja que aparecen al doble de la frecuencia de funcionamiento . Si observa muy de cerca la señal Tx, puede distinguir la falla que puede estar acoplada a la bobina Rx, pero no estoy seguro. ¿Qué puede estar causando esto? Una cosa a tener en cuenta es que los "sombreros" se mueven alrededor de la señal cuando aprieto las bobinas para tratar de anularlas. Realmente está arruinando mi señal Rx.

Sé que hay mucho que asimilar aquí y si necesita más información, lo publicaré.

ACTUALIZACIÓN: por cierto, para aquellos que deseen saber más sobre el oscilador Tx, consulte esta publicación

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¿Por qué pusiste uno de los transistores al revés, en comparación con el esquema original? Puede ver la distorsión en la forma de onda del primer osciloscopio, que es la causa probable de los productos de distorsión en el segundo.
Hola Brian, cual? Probablemente sea un error de transcripción. Revisé el circuito real bastante a fondo.
Tiendo a documentar mis circuitos y notas, etc. en TinyCad, solo por costumbre.
Sí, lo veo ahora... el par push-pull, ¿verdad? Déjame arreglar eso. gracias Buenos ojos;-)
Mi mejor suposición con respecto a la distorsión fue que el oscilador Tx estaba siendo alimentado (esencialmente) por una onda cuadrada y que tal vez (suposición total) ¿se estaban filtrando algunos armónicos de frecuencia más alta? Pero, no entiendo completamente esas cosas, ¡así que es una suposición total!
¿No debería estar conectada a tierra la bobina receptora? Tal como está, es solo un bucle flotante con una conexión de un solo punto a una entrada. Por cierto, ¿qué transistor estaba al revés y arreglaste las imágenes o todavía se distorsiona? Lo mismo ocurre con la bobina de transmisión: no obtendrá ningún poder a través de esa bobina tal como está.
@Andy, el esquema del circuito está arreglado ahora, el circuito "real" estaba bien. ¿Conectado a tierra? La bobina Rx está cableada en ambos extremos, pero no la he envuelto en papel de aluminio si eso es lo que quieres decir. Parece haber cierto debate sobre si realmente necesita hacer esto. ¿Cual es tu opinion?
@Andy diablos tienes razón! Me perdí por completo eso en el circuito original y revisé el circuito real y está flotando. ¡Dios bendiga tus ojos!
Se necesitan puestas a tierra en ambos circuitos de bobina. Electrónica magenta, ¿eh? (el enlace en su pregunta). De hecho, he estado allí, je, je. Avísame cuando arregles esto para que pueda darte consejos sobre la detección y anulación (un poco de mi especialidad).
¡Ustedes valen su peso en oro! ¡Conecté a tierra la bobina Rx como sugirió Andy y funciona de maravilla! Gracias.
¿Hago de eso una respuesta o vas a modificar la pregunta de alguna manera?
@Andy, por supuesto, haz que esa sea una respuesta, no modificaré la pregunta, aunque aún me gustaría escuchar tu opinión sobre el blindaje.
Hola, ¿podría decirme cómo simuló las bobinas de acoplamiento en el software?
Ha pasado un tiempo, pero creo que en ese momento usé una calculadora de inductancia de núcleo de aire en línea para obtener un valor de inductancia "aproximado". Las instrucciones requieren 100 vueltas de cable de calibre 28swg con un diámetro de 110 mm. En estos días, probablemente solo daría diez vueltas y lo mediría con un medidor de inductancia y luego extrapolaría.
Por lo general, solo uso el simulador para ayudarme a comprender cómo funciona un circuito y, para mí, no es crítico que los valores de los componentes sean exactos. No creo que modelé el "acoplamiento" entre las bobinas y, en cambio, simplemente fui y lo construí. Personalmente, me resultaría difícil simular la acción de un objeto metálico que se aproxima.
Me desharía de los clavos de acero en sus clips que sujetan su bobina

Respuestas (2)

El principal problema es este: -

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En caso de que no pueda leer mi escritura roja, le falta una conexión de la bobina receptora a tierra.

En cuanto a la detección, sí, la necesita para evitar que el cabezal de búsqueda recoja envoltorios de papel de aluminio plateado y otras cosas inútiles que desea ignorar. El suelo conductivo salado también es un problema molesto que se resuelve en gran medida con una pantalla de bobina.

Equilibrio: si aún tiene problemas, pruebe con un poco de núcleo de ferrita colocado junto a sus bobinas para obtener el mejor "equilibrio mínimo". Luego, pruebe con una pequeña pieza de acero inoxidable no magnético para intentar reducir aún más el mínimo.

La ferrita no es conductora, por lo que puede usarla para equilibrar básicamente los artefactos inductivos. SS es bueno porque es bastante resistivo y, aunque alterará el equilibrio inductivo (debido a la inducción de corrientes de Foucault), esas corrientes de Foucault serán de naturaleza bastante resistiva. Trozos finos de papel de aluminio (básicamente lo que se ve en un paquete de cigarrillos) también pueden ser útiles para ayudar a equilibrar las bobinas.

Por lo tanto, jugar con ferrita y acero inoxidable (o papel de aluminio) le dará una idea de dónde podría llegar doblando mecánicamente las bobinas un poco de esta manera o de esa otra. Pero siempre puede pegar sólidamente un trozo de ferrita en el cabezal de búsqueda para evitar todo este lío.

La información de detección/equilibrio proporcionada en esta respuesta no es la IP de nadie: la aprendí diseñando detectores de metales para líneas de productos alimenticios/farmacéuticos.

Si tengo la oportunidad, actualizaré esta pregunta con imágenes de cómo se ve una señal de receptor balanceada, ya que noté que no hay mucho de eso.

La bobina TX se conecta al detector y la RX no. Los extremos de la bobina RX están directamente conectados al milivoltímetro. Dejar el detector en funcionamiento y mover lentamente la bobina de RX hasta obtener el menor voltaje, en mi caso fue de 0.04 mv, pero leí en alguna parte que estaba bien y 15 mv. Se deben proteger ambas bobinas con una lámina metálica, pero de manera que las láminas entre las bobinas no se toquen y que ambas estén conectadas por cable a la masa del detector. Uso cables USB viejos porque tienen una protección externa que uso para eso. en los carretes deje una pequeña hendidura (5-10 mm). Estoy anulando esto e hice mi sonda y tengo detección para 1e-35cm. Disculpe por mal inglés. Por favor, vea la imagen adjunta.ingrese la descripción de la imagen aquí

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