(LIÑAN) DETECTOR DE METALES

Introducción:

Vigilancia mediante el uso de detectores de metales se ha convertido en un tema polémico en muchos distritos escolares. Algunos sostienen que los detectores de metales son intrusivas, inconstitucional, ineficaz, evasivas, e innecesario. Otros argumentan que los detectores de metales son no invasivos y eficiente, y es esencial para crear escuelas más seguras. ¿Quién tiene razón? En realidad, ninguna de las partes es probablemente exacta, ya que ambos expresan tales puntos de vista extremistas. Detectores de metal, usado responsablemente, puede ser muy eficaz en la prevención de la violencia en las escuelas. Sin embargo, no funcionan como una varita mágica, no por sí solo eliminar la violencia en las escuelas, y no hacen nada para prevenir la violencia fuera de las escuelas.

Su utilización

Sus primeros usos fueron a nivel militar para detectar la presencia de minas terrestres, minas antipersonas o cualquier otro sistema explosivo que tuviera metal. Se utilizan en seguridad en aeropuertos o lugares de vigilancia especial. También se utilizan en la industria civil, para la detección de cables eléctricos, tuberías de agua etc. En la actualidad, su uso se extiende entre los aficionados a la detección de tesoros y reliquias antiguas. Existe un gran mercado de aparatos especializados en la búsqueda de oro, monedas antiguas o reliquias arqueológicas, siendo un mercado floreciente tanto en América como en Europa. Pero la utilización de estos instrumentos de detección, en ocasiones, pueden ser conflictivos con las Leyes del Patrimonio Histórico de algunos países.

Desde la década de 1970 comenzó a hacerse cada vez más frecuente el uso de esta tecnología para el control de calidad de los productos en las industrias farmacéutica y alimenticia. Siendo actualmente este tipo de inspección un requisito para muchas de las operaciones comerciales de exportación o importación de alimentos y medicamentos. Los detectores de metales permiten inspeccionar todo tipo de productos asegurando que estén libres de contaminación con partículas metálicas o magneticas de cualquier tipo.

Su uso por organismos públicos como policía para la localización de pistas en la localización de personas desaparecidas o en exclarecimientos de delitos en los que pudieran existir balas perdidas, o joyas arrancadas en forcejeos es de gran utilidad para el aporte de pruebas durante los juicios.

APLICACIÓN

Detección de cañerías en paredes y en general, detector de masas metálicas que se encuentren a una profundidad de hasta 50cm. La plaqueta se alimenta con una batería de 9 /12 Vcc y tiene una salida suficiente para excitar un par de auriculares.

Un detector de metales típicos es liviano y consta de sólo unas pocas partes:

1. Estabilizador (opcional) – se utiliza para mantener la unidad estable a medida que se mueve hacia atrás y adelante durante el rastreo.

2. Caja de control – contiene los circuitos, los controles, el altavoz, las baterías y el microprocesador.

3. Eje – conecta la caja de control y la bobina. Con frecuencia es ajustable, para así ponerla a una altura cómoda para su usuario.

4. Bobina – la parte percibe el metal, también conocida como “cabeza de búsqueda”, “bucle” o “antena”.

Tipos y modelos de detectores de metales

Los detectores de metales son dispositivos utilizados para encontrar elementos metálicos ocultos. Estos objetos van desde monedas antiguas hasta pepitas de oro que se encuentran comúnmente en playas y sitios históricos. Todos los detectores de metales operan detectando cambios en las ondas magnéticas causadas por el metal. Sin embargo, algunos tipos son más sensibles y caros que otros.

Muy Baja Frecuencia (o VLF por sus siglas en ingles), es el tipo de detector de metales más común debido a su amplia gama de usos. Con un detector VLF, pueden ser detectados una variedad de diferentes metales. Este tipo de detector funciona con dos bobinas de alambre redondo.

La bobina en el exterior es el transmisor. Esta parte emite un campo magnético de baja frecuencia en el suelo. Un objeto de metal en la tierra hace que se refleje este campo. Una bobina en el interior es el receptor. Esta segunda bobina amplifica cualquier reflexión magnética causada por un objeto metálico

Además de estas dos bobinas, un detector de metales VLF incluye un circuito electrónico utilizado para filtrar la señal del receptor. Este circuito es esencialmente un “sintonizador” que permite al usuario hacer caso omiso de ciertos niveles de señal y centrarse sólo en el rango deseado. Debido a los diferentes tipos de metal reflejan diferentes señales, un cazador de tesoros puede “sintonizar” las señales de aluminio y acero y enfocarse así en objetos de valor, como el oro y la plata.

Inducción de Pulsos, (o PI), es el tipo de detector de metales especializado en la búsqueda de objetos bajo la superficie. Las versiones grandes de los detectores de PI también son comúnmente utilizados en los controles de seguridad para detectar armas.

Un detector de PI normalmente sólo utiliza una bobina. Al igual que con los tipos de VLF, la bobina emite un campo magnético en el suelo. Cualquier metal refleja esta señal. En lugar de utilizar una bobina separada para la detección, sin embargo, una unidad de PI rápidamente cambia de modo para “escuchar” la señal reflejada. El uso de este método le permite discriminar entre las señales que ha enviado y otras señales no propias de los alrededores. Esto hace que los detectores de PI sean más precisos pero también más caros.

Oscilación de Golpe de Frecuencia, (o BFO), es un tipo de detector de metales que tiene el diseño más simple y barato. Por esta razón, los detectores de metal BFO son populares entre los principiantes. Al igual que un detector VLF, este tipo usa dos bobinas de alambre separadas para la detección. Un oscilador genera una señal constante en una frecuencia determinada, que es emitida por una de las bobinas. La segunda bobina detecta las interferencias de esta frecuencia causadas por los objetos de metal, lo que se traduce en un tono de audio cambiando.

El detector de BFO funciona de manera similar al modelo de VLF, pero carece de la capacidad de filtración y la puesta a punto del diseño de este último. Esto hace que el detector de BFO sea más propenso a errores e interferencias y menos capaz de diferenciar entre chatarra y tesoros.

Los detectores de metales tienen multitud de aplicaciones pero, para el usuario aficionado, son localizadores de <<tesoro>>, o se utiliza para localizar tuberías, hilos, tornillos, etc, en las paredes, cuando se hace un poco de bricolaje. Este detector de metales está pensado para la segunda de dichas aplicaciones.

(FERNANDO) MATERIALES

Resistencias:

R1 = 2,7 Kohms (rojo, violeta, rojo)R2 = 3,3 Kohms (naranja, naranja, rojo)R3-R4-R6 = 100 Kohms (marrón, negro, amarillo)R5 = 2,2 Kohms (rojo, rojo, rojo)P1 = Preset multivueltas 10 Kohms.Capacitores:

C1-C2 = 1,8 nF (Cerámico)C3 = 82 pF (Cerámico)C4-C6 = 47 nF (Cerámico)C5-C7 = 100 μF 25V (Electrolítico)Semiconductores:

IC1 = CD4011IC2 = LM741Varios:

Conector batería 9Vcc.L1 = 6 espiras 17 cm de diámetro con alambre esmaltado de 1mm

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Se basa en el empleo de dos osciladores lógicos. El primero de ellos utiliza labobina L1 que es la detectora, el otro oscila a una frecuencia fija que se regula por medio de un potenciómetro. Ambas señales son heterodinadas, para luego amplificar una señal audible.

La compuerta D de IC1 se utiliza como inversor, y al estar asociada al resistor R1, los capacitores C1 y C2 y la bobina L1 constituyen un oscilador cuyo valordepende del valor de la inductancia de L1 y el valor de los capacitores C1 y C2.Esta oscilación es a muy alta frecuencia (superior a 500 KHz). Este es el oscilador número 1.

Las compuertas A y B de IC1 están conectadas como oscilador astable, y su frecuencia de oscilación está determinada por los valores de R2, P1 y C3. Este es el oscilador número 2.

Las salidas de ambos osciladores ingresan a la compuerta C, que funcionacomo mezclador de ambas señales, produciéndose aquí la heterodinación de frecuencias casi como ocurre en un receptor de radio

superheterodino. Es casi igual porque en nuestro circuito las señales de salida de los osciladores son ondascuadradas. De este proceso de mezcla de ambas señales se obtienen dos resultantes.En nuestro caso se aprovecha la señal “diferencia”, que es la resultante de la resta de frecuencias del oscilador 1 y el oscilador 2. Como se deduce fácilmente, la resultante es de baja frecuencia y constituye un tono de audio. La señal extraída de la salida de la compuerta C se acopla capacitivamente por medio de C4 a la entrada no inversora del amplificador operacional IC2. Además, esta entrada se encuentra polarizada por el divisor resistivo constituido por R3 y R4.

La acción de esta polarización sitúa al terminal de salida de este amplificador a una tensión continua de aproximadamente Vcc/2, a fin de lograr una correcta amplificación de la señal de audio. La ganancia de la etapa está determinada por los valores de R5 y R6.

El capacitor C7 desacopla la señal del nivel de corriente continua a fin de excitar correctamente a los auriculares. El capacitor C6 está conectado como filtro de fuente de alimentación.

Ahora bien, cuando la bobina L1 se aproxime a cualquier objeto metálico, semodificará la permeabilidad magnética del medio, lo que traerá como consecuencia, una modificación del valor de la inductancia de L1, razón por la cual se modificará la frecuencia del oscilador 1 y también la frecuencia del tono de audio.

El sistema tiene bajísimo consumo, lo que permite alimentarlo con una bateríade 9 / 12 Vcc.

NOTAS DE MONTAJE

La bobina L1 se construirá con alambre de cobre esmaltado de 1 mm de diámetro devanando 6 espiras sobre una forma de 17 cm. de diámetro. De ser necesario se mantendrán unidas las espiras mediante el empleo de cinta adhesiva.En caso de no llegarse a oir el batido de frecuencias, modificar la cantidad de espiras de L1.

DIAGRAMA DE CONEXIONES

(SAUL) CIRCUITO INTEGRADO

La invención del circuito integrado (CI) en la década de los 60 fue un descubrimiento muy importante ya que supero la necesidad de conectar mecánicamente los componentes discretos. Para empezar, un CI es un dispositivo que cuenta con sus propios transistores y resistores. Estos componentes internos no son discretos, sino que están integrados. Esto significa que se producen y conectan durante el mismo proceso de fabricación. El producto final, ya sea un amplificador multietapa o un circuito de conmutación, puede llevar a cabo una función completa. Debido a que sus componentes integrados son microscópicamente pequeños, un fabricante puede colocar cientos de ellos en el espacio que ocupa un simple transistor discreto.

Uno de los primeros CI que se fabricaron fue el amplificador operacional (amp op.). Un amplificador operacional característico es un amplificador de cd de alta ganancia que opera desde los 0 HZ hasta 1MHZ. Un amp op Ci es como una caja negra mágica con terminales externas o puntos para conexión. Al conectar esas terminales de conexión con voltajes de alimentación, generadores de señal y resistencias de carga, se puede construir de manera fácil y rápida un amplificador optimo. El truco es, sin embargo, saber que terminales se conectan y conque. También ayuda conocer un poco lo que hay adentro de la caja negra, porque entonces se estará en una mejor posición al detectar fallas, analizar o diseñar circuitos con CI.

CIRCUITOS INTEGRADOS

Alguna vez, los amplificadores operaciones se construyeron como circuitos discretos. El termino de amplificador operacional se refiere a un amplificador que lleva una operación matemática. Históricamente, los primeros se usaron en computadoras analógicas, donde ejecutaban operaciones matemáticas tales como integración y diferenciación.

Actualmente, la mayoría de los amplificadores operacionales se producen como circuitos integrados. Antes de estudiar los circuitos de amplificadores operacionales y otros temas afines, demos un breve vistazo a la forma en que se construyen los circuitos integrados bipolares. El proceso que se describe acontinuacion es una de las formas de las muchas que hay. Lo único que se necesita es la idea general de cómo se produce un CI. Este sencillo conocimiento hará más fácil entender ideas mas avanzadas acerca delos amplificadores operacionales.

El CD4011

Este integrado contiene 4 operadores NAND en su interior, de los cuales dos serán utilizados para hacer un multivibrador que cumpla con las características indicadas, el esquema del circuito es el que sigue...

Se debe establecer un pequeño filtro en la fuente de alimentación de todo el circuito, es por eso que se agregó un capacitor de 0.1uf. Puedes disminuir el valor de R4 para darle mayor intensidad al IR igual que antes; con R2 puedes regular la frecuencia del circuito.

Ahora bien, ya habíamos visto algo de estos multivibradores en el tutorial de electrónica digital, de hecho, unir las entradas de estos operadores, me hace recordar que también podría hacerlo con simples inversores, o mejor aún, con compuertas tipo Schmith Trigger...

(TUMBES) EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los amplificadores operacionales son, dispositivos compactos activos y lineales de alta ganancia, diseñados para proporcionar la función de transferencia deseada. Un amplificador operacional (A.O.) está compuesto por un circuito electrónico que tiene dos entradas y una salida, como se describe mas adelante. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G·(V+ – V-).

Estos dispositivos se caracterizan por ser construidos en sus componentes más genéricos, dispuestos de modo que en cada momento se puede acceder a los puntos digamos “vitales” en donde se conectan los componentes externos cuya función es la de permitir al usuario modificar la respuesta y transferencia del dispositivo.

Un amplificador operacional (A.O. también op-amp), es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta con fuentes positivas y negativas, lo cual permite que obtenga excursiones tanto por arriba como por debajo de masa o punto de referencia que se considere. Se caracteriza especialmente por que su respuesta en; frecuencia, cambio de fase y alta ganancia que se determina por la realimentación introducida externamente. Por su concepción, presenta una alta impedancia (Z) de entrada y muy baja de salida. Este es el símbolo:

LM471

La serie LM741 son amplificadores operacionales de propósito general que ofrecen un mejor rendimiento frente a los estándares industriales, como el LM709. El LM741 es el remplazo directo de los CIs: 709C, LM201, MC1439 y 748 en la mayoría de las aplicaciones. Los amplificadores ofrecen muchas características que hacen que su utilización sea casi infalible: Protección de sobrecarga en la entrada y la salida, su salida no queda con tensión cuando se excede el rango en modo común, ausencia de oscilaciones.

Los LM741C/LM741E son idénticos a los LM741/LM741A salvo que el LM741C/LM741E tienen su funcionamiento garantizado en un rango de temperaturas de entre 0 ºC a +70 ºC, en lugar de -55 ºC a +125 ºC.

INFOGRAFIA WEB

http://html.rincondelvago.com/circuitos-integrados_1.html

http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/185/108535_DS.pdf

http://www.mailxmail.com/curso-sensores-infrarrojos/circuito-integrado-cd4011-cd40106

http://es.wikipedia.org/wiki/Detector_de_metales

http://electronica.webcindario.com/componentes/lm741.htm