Detector de metales (ART539S)

Este detector de metales puede ser usado para encontrar pequeños objetos perdidos en césped o alfombras, caños e hilos de metal embutidos en paredes, o aún detectar armas y objetos de metal en cajas y maletas. El alcance, como el de todos los circuitos que operan según este principio, depende del tamaño del objeto pudiendo variar entre algunos centímetros para monedas y joyas hasta cerca de 10 cm para un arma o una lata de cerveza.

Los detectores de metales son circuitos que siempre despiertan la curiosidad de los montadores de aparatos electrónicos.

Sin embargo, muchos son engañados por la posibilidad de encontrar tesoros enterrados profundamente o aún de detectar objetos muy pequeños a gran distancia bajo la tierra.

Lo que ocurre es que el principio de funcionamiento de la mayoría de los detectores es tal que los hace sólo útiles en los casos indicados en nuestra introducción.

Así, el pequeño detector que describimos en este artículo puede ser montado en una pequeña caja plástica y usada con eficiencia para encontrar pequeños objetos en alfombras o bajo la arena y canalizaciones de metal e hilos incrustados en paredes.

Los electricistas instaladores, profesionales de cableado estructurado e incluso personal de mantenimiento en construcciones podrán disfrutar de la utilidad de este aparato en el sentido de no perforar una pared donde ya pasa un conducto o de localizar el paso de hilos que no sean indicados en una planta.

Otra aplicación interesante para este circuito se muestra en la figura 1 donde se utiliza para registrar a una persona, para la eventual detección de armas y objetos peligrosos, o incluso objetos de metal que puedan ser robados.

 

El circuito puede ser alimentado tanto por pilas comunes como por batería de 9V y su consumo es relativamente bajo lo que extiende bastante la autonomía de la fuente.

COMO FUNCIONA

El principio de funcionamiento de este detector es el mismo de la mayoría de los equivalentes comerciales: Batido de frecuencia.

Si tenemos dos osciladores operando en la misma frecuencia, mezclando sus señales como muestra la figura 2, el resultado será un latido nulo.

 

Esto significa que, en estas condiciones, no tendremos señal de salida.

Supongamos que uno de los osciladores genera una señal de frecuencia fija, pero que el otro tiene la frecuencia de su señal determinada por un circuito LC, donde el L es una bobina exploradora.

Cualquier objeto de metal que entre en el campo de la bobina L alterará su inductancia concentrando o dispersando las líneas del campo magnético.

Esto significa que la frecuencia del oscilador se cambia cada vez que un objeto entra en el campo de acción de su bobina.

El resultado final de esto es que las frecuencias de los dos osciladores ya no serán iguales. Mezclando entonces las dos señales, el batido ya no será nulo.

En la salida del circuito tendremos dos señales: una cuya frecuencia es la suma de las frecuencias de los osciladores y por lo tanto de valor muy alto. El otro será la diferencia de las frecuencias de las señales de los dos osciladores.

Como esta señal de diferencia tiende a una frecuencia en la pista de audio, si es amplificado y aplicado a un transductor tendremos un "silbido". Así, siempre que cualquier objeto entrar en el campo de la bobina exploradora, el cambio de frecuencia se traducirá en la producción de un silbato en el transductor.

Tanto mayor la influencia de este objeto en el campo de la bobina, mayor será la diferencia de frecuencias entre los dos osciladores y por lo tanto más agudo el sonido producido. En nuestro circuito práctico los dos osciladores se elaboran alrededor de dos puertas de un circuito integrado 4093.

En un oscilador tenemos una bobina exploradora y un capacitor de ajuste que permite "cero" el batido, y en el otro tenemos una bobina y un capacitor fijo.

Las otras dos puertas del circuito integrado se utilizan para mezclar y amplificar la señal de diferencia aplicándolo a un transductor.

MONTAJE

En la figura 3 tenemos el diagrama completo de nuestro detector de metales.

 

La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 4.

 

El punto más crítico del montaje es la bobina exploradora que puede montarse en una forma de plástico o de cartón con las dimensiones aproximadas de la figura 5.

 

Esta bobina se puede pegar directamente debajo de la caja del detector en caso de que su conexión al circuito no necesita hacerse con cables especiales.

Sin embargo, si la bobina se monta más lejos, en un cable para sujetar, por ejemplo, será necesario conectar el circuito a través de un cable blindado. Esta bobina está formada por 30 a 40 vueltas de alambre esmaltado 26 o 28 AWG.

El capacitor de ajuste se puede aprovechar de una radio transistorizada fuera de uso. Cualquier condensador variable de 120 a 400 pF de capacitancia máxima puede ser usado.

El choque de RF tanto puede ser del tipo comercial como puede ser enrollado.

Para ello enrole de 40 a 60 vueltas de alambre esmaltado 32 o más grueso en un pequeño bastón de ferrita. Se observa que el equilibrio del circuito, es decir, la obtención del punto de nulo depende fundamentalmente de estos componentes.

Dependiendo de la construcción que el lector haga puede ser necesario intentar algunos cambios en las bobinas para conseguir cero el circuito. Como hacer esto veremos más adelante.

El transductor usado es del tipo cerámico de alta impedancia.

PRUEBA Y USO

Conectando el aparato y moviendo el control de CV debemos ir obteniendo sonidos cada vez más graves hasta que en determinado punto se para. Aproximando entonces cualquier pequeño objeto de metal de la bobina exploradora el circuito debe "pitar" o emitir sonido.

Si el control llega al final de su curso antes de obtener el cero, será necesario cambiar la bobina L1. Si el control alcanza su punto más grave con la variable todo abierta será necesario disminuir el número de espiras de L1.

Si alcanza su punto más grave todo cerrado, será necesario aumentar el número de espiras de L1. Para utilizar el dispositivo se cierra (obtenga el punto de nulo en CV).

Después, basta con aproximar la bobina exploradora del lugar donde se sospecha que hay metal.

No instale el aparato en una caja de metal para que no instabiliza el circuito o cause falsas detecciones.