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Introducción

Los efectos electromagnéticos resultan ser fenómenos de gran aplicación en diferentes disciplinas e ingeniería, uno de tantos de esos fenómenos resulta ser la interacción de los campos electromagnéticos entre diferentes medios, el presente trabajo aborda este fenómeno a través del diseño de un detector de metales simple, mostrando su composición e especificaciones y su funcionalidad como un medio de experimentación y con un fin expositivo y con esto tener una mejor comprensión sobre sus diferentes aplicaciones.

Marco Teórico

Técnicamente, un detector de metales es un circuito sensible a las variaciones del campo magnético de una bobina cuando un objeto metálico entra dentro de su área. Si somos capaces de identificar esas alteraciones del campo magnético y procesarlas hacia algún componente de salida, por ejemplo mediante un sonido en un auricular o el movimiento de una aguja en un medidor, podremos ubicar dónde se encuentra el objeto aunque no esté a la vista. Existen varios métodos para “detectar” esas variaciones magnéticas, los más usados son los de balance de inducción (IB) y los de oscilación por frecuencia de batido (BFO). Los IB son quizá más delicados y menos adecuados para llevar a cabo como un proyecto personal, debido a que necesitan instalar dos bobinas en la cabeza detectora delicadamente ajustadas.

Composición: Para nuestro caso el detector de metales simple resulta ser de oscilación por frecuencia de batido ya que está diseñado principalmente con un timer 555 con especificaciones tales como: alimentarse con tensión continua comprendida entre 5 y 15 voltios. La corriente de salida máxima puede ser de hasta 200mA., muy elevada para un circuito integrado, permitiendo excitar directamente relés y otros circuitos de alto consumo sin necesidad de utilizar componentes adicionales. La estabilidad en frecuencia es de 0,005% por ºC. Necesita un número mínimo de componentes exteriores, la frecuencia de oscilación se controla con dos resistencias y un condensador. Cuando funciona como monoestable el retardo se determina con los valores de una resistencia y de un condensador. Además de componentes electrónicos externos comunes (bobina, resistencias, capacitores) y una bocina.

Funcionamiento: Básicamente el proyecto funciona de la siguiente manera primero el circuito puede ser alimentado desde una fuente de alimentación que puede proporcionar un voltaje de CC de salida entre un 6-12 voltios con lo cual se genera una frecuencia de entrada y cuando un imán o metal se acerca a la bobina detectora 10mH, esta integración provoca cambios en la frecuencia de entrada a medida el metal está más cerca de la bobina, lo cual nos producirá una frecuencia de oscilación de salida, que va a generar un sonido en el altavoz de 8 ohmios.

Aplicaciones Este proyecto tiene principalmente aplicaciones didácticas ya que su funcionalidad nos permite experimentar fenómenos electromagnéticos, sin embargo desarrollando diseños más sofisticados se pueden tener muchas aplicaciones prácticas, entre algunas de estas aplicaciones tenemos los siguientes:   

En seguridad ya que estos dispositivos permiten detectar si se portan objetos peligrosos principalmente armas. En la industria del metal se podrían utilizar para clasificar los metales mediante un detector que permita discriminar e identificar los diferentes objetos en cuestión. En la busque de objetos en general que están bajo tierra o que no se pueden ver a simple vista.

Materiales:        

1x - NE555 Bipolar Timer. 1x - 47 K Resistors (1/4W). 2x - 2.2μF Electrolytic Capacitor (16V). 1x - 10μF Electrolytic Capacitor (16V). 1x - 10mH Inductor. 1x - 8 Ohm Speaker (1/4W). 1x - 9V Voltage Battery. PCB

Circuito: