Este sistema de detector de metales por oscilador de frecuencia de batido (BFO, por su sigla en inglés) demuestra la aplicación práctica de las técnicas de mezcla y procesamiento de señales analógicas. El oscilador de frecuencia de batido es uno de los métodos más simples y confiables para detectar objetos metálicos cercanos. Al combinar técnicas clásicas de oscilador de radiofrecuencia con un amplificador operacional LM358 moderno, el circuito produce un sonido audible cada vez que se detecta un objeto de metal.
¿Cómo funciona un detector por frecuencia de batido?
El circuito consta de dos osciladores LC construidos con transistores BC557, inductores y condensadores. El oscilador de búsqueda emplea una bobina de 30 vueltas enrollada con alambre de cobre esmaltado 30 AWG sobre un molde de aproximadamente 10 centímetros de diámetro. Ese oscilador trabaja en torno a los 153 kHz. Un segundo oscilador LC idéntico cumple el rol de oscilador de referencia y también queda sintonizado alrededor de los 153 kHz. Su frecuencia se puede ajustar con precisión mediante un potenciómetro, para acercarla lo más posible a la del oscilador de búsqueda.
Las salidas de estos dos osciladores de alta frecuencia se mezclan. Como sus frecuencias de operación son casi idénticas, la diferencia resultante, conocida como frecuencia de batido, cae dentro del rango audible del oído humano. Esa señal de baja frecuencia se amplifica con el LM358, que a su vez excita un zumbador piezoeléctrico.
El circuito se puede armar en una protoboard y alimentar con una fuente de 9 voltios de corriente continua o con una batería de 9 voltios.
Circuito y funcionamiento
El montaje está construido en torno a dos transistores PNP BC557 (T1 y T2), un amplificador operacional LM358 (IC1), un zumbador (BZ1) y unos pocos componentes pasivos.
El circuito tiene tres secciones principales: dos osciladores de radiofrecuencia tipo Colpitts independientes, un mezclador resistivo pasivo y un amplificador de audio de alimentación simple. Uno de los osciladores funciona como oscilador de búsqueda y el otro como oscilador de referencia.
En condiciones normales, ambos operan a una frecuencia prácticamente igual. Cuando un objeto metálico se acerca a la bobina de búsqueda, la frecuencia de ese oscilador cambia levemente. Las salidas de ambos se mezclan para generar una señal de batido de baja frecuencia, que se amplifica con el LM358 y se aplica al zumbador. El cambio de tono resultante indica la presencia de metal cerca. El circuito funciona con una batería de 9 voltios, y el condensador C1 reduce el rizado mientras asegura una operación estable.
| Bloque | Componente | Función |
|---|---|---|
| Oscilador de búsqueda | BC557 (T1) más bobina de 30 vueltas | Cambia de frecuencia ante metal cercano |
| Oscilador de referencia | BC557 (T2) más potenciómetro | Fija la frecuencia patrón cerca de 153 kHz |
| Mezclador | Red resistiva pasiva | Genera la señal diferencia audible |
| Amplificación | LM358 (IC1) | Excita el zumbador piezoeléctrico |
Qué mirar al replicarlo en Chile
Los cuatro componentes activos del montaje, el par de BC557, el LM358 y el zumbador piezoeléctrico, son de catálogo básico en cualquier distribuidor local de electrónica, y ninguno es difícil de reemplazar por equivalentes. El alambre esmaltado 30 AWG es la pieza que exige más búsqueda, aunque sirve cualquier calibre cercano si se ajusta el número de vueltas.
La parte delicada del proyecto no está en la lista de materiales sino en el ajuste. Los dos osciladores tienen que quedar tan cerca en frecuencia que la diferencia caiga en el rango audible, es decir en el orden de decenas o pocos cientos de hercios sobre una portadora de 153 kHz. Eso significa ajustar una diferencia menor al 0,2% de la frecuencia de trabajo, y explica por qué el potenciómetro de ajuste fino es el componente crítico del circuito.
Un tercer punto es la estabilidad térmica. Un oscilador LC con transistor discreto deriva con la temperatura, así que un detector armado en protoboard va a necesitar reajuste cada cierto rato. Montarlo en placa perforada y mantener ambos osciladores a temperatura pareja es lo que separa un experimento de fin de semana de algo usable en terreno.
