Principiul de funcționare se bazează pe utilizarea a două oscilatoare: unul cu frecvență fixă de aproximativ 650 kHz și altul cu frecvența variabilă în funcție de dimensiunile și distanța obiectului metalic detectat (dar cu frecvența tot de 650 kHz).
Cele două frecvențe mixate pe tranzistorul T3 dau o componentă audio care, ascultată într-o cască sau difuzor, poate furniza informații despre prezența unui obiect metalic.
Constructorul trebuie să construiască bobina L1, care are 20 de spire din CuEm ø 0,3, bobinate pe un diametru de 270 mm. Bobina se înfășoară cu foiță de Al și se fixează pe suportul din lemn cu grosimea de câțiva centimetri (desenul este dat alăturat). Bobina poate fi introdusă și într-o țeavă de aluminiu, dar procedeul este mai dificil.
Semnalul audio rezultat este amplificat cu un circuit integrat. Se poate folosi orice tip de amplificator audio. Tranzistoarele pot fi și BF245.
📌 Explicații de funcționare
- Principiul BFO (Beat Frequency Oscillator): Dispozitivul utilizează metoda bătăilor de frecvență. Când două semnale sinusoidale de frecvențe foarte apropiate (de exemplu, 650 kHz și 651 kHz) sunt combinate într-un etaj neliniar (mixer), rezultatul conține suma și diferența lor de frecvență. Frecvența diferență (1 kHz) se situează în spectrul perfect audibil de către urechea umană.
- Cele două oscilatoare RF (T1, T2):
- Oscilatorul fix (T2, L2): Generează un semnal etalon stabil de aproximativ 650 kHz determinat de bobina internă fixă L2 și condensatoarele asociate.
- Oscilatorul variabil/de căutare (T1, L1): Folosește bobina mare de căutare
L1(capul detectorului). Tranzistoarele JFET2N5951(T1, T2) mențin aceste circuite în oscilație continuă. Condensatorul variabilC1(3-50 pF) este folosit pentru calibrarea inițială (aducerea manuală a celor două oscilatoare la frecvențe identice, stare în care sunetul dispare sau devine un ticăit foarte lent).
- Detecția metalelor: Când bobina
L1se apropie de un obiect metalic, inductanța acesteia se modifică din cauza curenților Foucault sau a proprietăților feromagnetice ale obiectului. Această modificare modifică instantaneu frecvența oscilatorului T1. Ca urmare, frecvența diferență de la ieșirea mixerului se schimbă brusc, iar operatorul aude o modificare clară a tonalității (tonul audio urcă sau coboară). - Mixerul (T3) și Amplificatorul Audio (IO1): Tranzistorul T3 combină cele două semnale RF primite prin condensatoarele de cuplaj
C9șiC10. Filtrul trece-jos de la ieșire (format dinR8,C11,C12) elimină componentele reziduale de înaltă frecvență (cei 650 kHz) și lasă să treacă doar unda audio joasă spre potențiometrul de volumR9. Circuitul integrat universal386(LM386) amplifică acest semnal audio pentru a ataca direct difuzorul sau casca. - Ecranarea bobinei cu foiță de Al: Înfășurarea bobinei de căutare în folie de aluminiu (legată la masă) acționează ca un ecran electrostatic (Faraday). Acesta blochează influența capacităților parazite (de exemplu, când bobina atinge iarba umedă sau solul), lăsând însă câmpul magnetic să treacă neatins pentru detectarea metalelor.
🛠️ Ghid de piese echivalente moderne
- Tranzistoarele T1, T2, T3 (2N5951): Tranzistoare cu efect de câmp cu joncțiune (JFET) de canal N, optimizate pentru aplicații RF de mic semnal.
- Echivalent modern: Se pot înlocui direct cu foarte popularul BF245 (menționat chiar de autor în text), BF256, 2N5485 sau J113 (atenție la maparea pinilor Drenă-Sursă-Poartă la plantarea pe placă).
- Circuitul Integrat Audio (386): Reprezintă celebrul amplificator operațional de putere mică LM386.
- Echivalent modern: LM386N-1 sau LM386N-3 în capsulă DIP-8. Este o componentă de bază extrem de ieftină și omniprezentă pe piață.
- Potențiometrul R9 (5 kΩ): Controlul de volum audio.
- Echivalent modern: Se poate folosi un potențiometru standard modern de 4,7 kΩ sau 5 kΩ de tip logaritmic (A).
- Condensatorul variabil C1 (3-50 pF): Folosit în epocă pentru acord fin.
- Echivalent modern: Se poate înlocui cu un condensator semireglabil (trimmer ceramic sau din plastic) modern de 50 pF sau 60 pF (de culoare verde sau maro în codurile standard de culori ale trimmerelor).
- Bobina fixă L2:
- Echivalent modern: În loc de confecționarea manuală a unei bobine mici pe carcasă cu ferită, se poate folosi o inductanță fixă axială comercială (șoc de RF în capsulă tip rezistență) cu o valoare calculată pentru a rezona la ~650 kHz împreună cu grupul de condensatoare din schemă (valori tipice în plaja 100 μH – 220 μH, în funcție de acordul final)
