O princípio de operação do circuito detector de metais proposto é bastante básico, mas muito interessante. A função de detecção é acionada detectando a diminuição no nível Q da rede LC associada ao circuito na presença de um metal em um nível de proximidade especificado.
Introdução
Basicamente, o oscilador embutido do IC CS209 torna-se funcional com a inclusão de uma rede sintonizada LC ressonante paralela em conjunto com um resistor de realimentação conectado com os pinos OSC e RF.
A impedância da rede ressonante sintonizada pode ser esperada no nível máximo, desde que a frequência da fonte de acionamento seja igual à frequência ressonante da rede do circuito LC.
Ao detectar a presença de um objeto metálico nas proximidades do sensor indutor, a amplitude de tensão da rede LC começa gradualmente a cair correspondendo à proximidade do metal ao indutor.
Devido ao fator acima, quando o quadro de oscilação do chip cai e atinge um certo nível de limite, dispara a posição das saídas complementares de forma que mudem de estado.
As operações técnicas precisas podem ser entendidas como segue:
Referindo-se à figura, assim que um objeto de metal é detectado na entrada do indutor, o capacitor conectado ao DEMOD é carregado por meio de uma fonte de corrente interna de 30 uA.
No entanto, durante o processo de detecção, a corrente acima é desviada do capacitor proporcionalmente com a polarização negativa gerada na rede LC.
Portanto, a carga do capacitor é removida anexada ao DEMOD com cada ciclo negativo gerado através da rede LC.
A tensão DC com ondulação sobre o capacitor do DEMOD é então diretamente referenciada com um nível de tensão interno fixo de 1,44.
Quando o procedimento força o comparador interno a desarmar, ele comuta o transistor, que introduz 23,6 K Ohms em paralelo ao resistor de 4K8 fornecido.
Esse nível de referência resultante é então igual a cerca de 1,2 volts, o que introduz algum tipo de histerese no circuito e se torna idealmente adequado para evitar disparos errados ou falsos.
O potenciômetro de feedback conectado ao OSC e RF é usado para definir a faixa de detecção do circuito.
Aumentando a resistência do potenciômetro, o curso aumenta a faixa de detecção e, subsequentemente, o ponto de trip das saídas.
No entanto, a detecção e os pontos de desligamento também podem ser dependentes da configuração LC e do Q da rede LC.
Como configurar o circuito detector de metais
O circuito detector de metal proposto pode ser configurado inicialmente seguindo as etapas descritas abaixo:
Posicione um objeto de metal a uma distância relativamente maior do indutor, supondo que o Q do LC esteja na sensibilidade máxima e a distância dentro da faixa permitida fornecida pelo fator Q do indutor.
Com esta configuração, ajuste o potenciômetro de forma que as saídas apenas mudem de estado indicando a detecção do objeto de metal.
Repita o procedimento de ajuste aumentando gradualmente a distância até que uma sensibilidade máxima adequada do circuito seja otimizada.
Retirar ou deslocar o metal manualmente deve fazer com que a saída do circuito reverta estados, confirmando o perfeito funcionamento do circuito.
Embora o circuito seja capaz de detectar metais dentro de um intervalo de 0,3 polegadas, o intervalo pode ser adequadamente aumentado aumentando o Q do indutor.
O fator Q é diretamente proporcional à sensibilidade do circuito e ao grau de detecções.
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