Бытовой металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

 Комментарии к статье

Немало людей сегодня занимаются поисками кладов, потерянных монет и ювелирных изделий. Для такой работы, несомненно, нужен хороший прибор - металлоискатель. Автор предлагаемой статьи собрал подобный прибор, опробовал его в действии и рекомендует повторить его всем желающим.

Основой металлоискателя послужило устройство, описанное в книге Флинд Э. "Электронные устройства для дома" (Энергоатомиздат, 1984 г.). В ходе макетирования и проверки устройства был усовершенствован генератор, заменена элементная база на более доступную, упрощен выходной каскад индикатора наличия металла, введен стрелочный индикатор, установлен помехозащитный фильтр.

Принцип действия получившегося металлоискателя "передача - прием" заключается в регистрации сигнала, отраженного металлическим предметом. Этот сигнал возникает вследствие воздействия на металл переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки металлоискателя, соединенной с генератором.

Приемная катушка расположена в одной плоскости с передающей таким образом, что проходящие через нее магнитные силовые линии создают малую ЭДС. На выводах катушки сигнал либо отсутствует, либо весьма мал. Дальнейшее уменьшение сигнала обеспечивает узел компенсации.

Если в поле катушек попадает металлический предмет, индуктивная связь между ними изменяется, на выводах приемной катушки появляется электрический сигнал, который усиливается, выпрямляется, а затем фильтруется. В итоге на выходе фильтра появляется постоянное напряжение, которое возрастает при приближении катушек к металлическому предмету.

Этот сигнал поступает на один из входов узла сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу. Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение сигнала приводит к существенному изменению уровня сигнала на выходе узла сравнения. Это, в свою очередь, приводит в действие электронный ключ, управляющий звуковым сигнализатором обнаружения металлического предмета.

Схема усовершенствованного металлоискателя приведена на рис. 1. Генератор, выполненный на транзисторе VT2 и контуре L1C3, работает на частоте примерно 4,6 кГц. Низкая частота генератора обеспечивает, с одной стороны, слабую реакцию металлоискателя на нежелательные сигналы (например, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т.д.), а с другой - хорошую чувствительность. При желании частоту генератора можно перестроить изменением параметров деталей L1, C3 и L2, С6, а также фильтра R16C11.

(нажмите для увеличения)

Глубина обнаружения предметов зависит от частоты рабочего сигнала, его мощности, размера катушек индуктивности, а также от размеров и формы предмета и его положения. Чем выше частота генератора, тем меньше глубина обнаружения небольших предметов. Чем больше размеры катушек индуктивности, тем больше глубина обнаружения. К примеру, данный металлоискатель обнаруживает монету диаметром 25 мм на расстоянии 13 см, а алюминиевую пластину размерами 100x100 мм - на расстоянии 40 см.

Генератор собран на транзисторной сборке. Транзистор VT2 работает непосредственно в генераторе, aVT1 совместно с делителем из деталей R2-R4 - в термостабилизаторе, обеспечивающем температурную компенсацию.

Сигналы, поступающие на приемную катушку L2, ограничиваются по амплитуде (при наличии большого металлического предмета) диодами VD1, VD2, а затем усиливаются ОУ DA1.1. На вход этой микросхемы поступает через конденсатор С5, резисторы R7- R10 и конденсатор С8 сигнал компенсации с генератора - он ослабляет поступающий на катушку L2 сигнал с катушки L1 при отсутствии вблизи металлических предметов.

После усиления сигнал проходит через фильтр НЧ R16C11 и выпрямляется ОУ DA1.2. При положительном входном напряжении, поступающем на неинвертированный вход микросхемы, диод VD3 открыт и обеспечивает отрицательную обратную связь. Заряжается конденсатор С12, стрелка индикатора РА1 отклоняется. При отрицательном входном напряжении диод закрыт, обратной связи нет, на катоде диода - нулевое напряжение.

Сигнал с детектора сглаживается фильтром R21C14R22C15 и поступает на компаратор DA2.1, где сравнивается с опорным напряжением, регулируемым переменными резисторами R23 (грубо) и R25 (точно). При срабатывании компаратора напряжение на его выходе уменьшается, транзистор VT3 закрывается, начинает работать тональный генератор, собранный на ОУ DA2.2. Его выходной сигнал подается на усилитель мощности, выполненный на транзисторе VT4, нагрузкой которого служит головной телефон BF1 (от слухового аппарата). Громкость звука в небольших пределах регулируют переменным резистором R38.

Выходной каскад питается от отдельного источника, что устраняет возможность возбуждения устройства. Основная же часть металлоискателя питается от источника напряжением 12 В (аккумуляторная батарея), которое с помощью стабилизатора DA3 понижается до 9 В.

Детали металлоискателя смонтированы на трех печатных платах (рис. 2-4) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Они рассчитаны на использование резисторов МЛТ-0,125, резистора R10 СП4-1, конденсаторов C3, С6 - К71-7.

Транзисторную сборку 2ТC3103А допустимо заменить на КТC3103, но придется изменить чертеж печатной платы. Стрелочный индикатор РА1 - индикатор уровня записи от любого магнитофона. Платы и остальные детали металлоискателя размещены в корпусе из изоляционного материала (рис. 5).

Особое внимание нужно уделить изготовлению катушек. Их наматывают на оправке диаметром 140 мм, в качестве которой хорошо использовать стеклянную банку. Каждая катушка состоит из 200 витков эмалированного медного провода диаметром 0,27 мм с отводом от среднего витка. Прежде чем снять катушку с оправки, ее перевязывают в трех-четырех местах, а после снятия обматывают прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. Далее катушкам придают форму, показанную на рис. 6, и прикрепляют их к пластмассовой тарелке 1 нитками 2. Передающую катушку 3 располагают внизу, приемную 4 - вверху. Приемная катушка должна быть снабжена алюминиевым экраном с зазором, препятствующим образованию замкнутого витка. Выводы катушек соединяют с остальной частью прибора кабелем 5 в экранированной оплетке. Расстояние между вертикальными (по рисунку) витками катушек должно быть равно 25 мм, окончательно оно уточняется после настройки металлоискателя по минимальному показанию индикатора РА1 при отсутствии вблизи катушек металлического предмета.

После окончательного крепления катушек их прикрывают сверху декоративным кожухом и крепят к нему штангу (рис. 7).

Настройка металлоискателя заключается в установке движка резистора R10 при среднем положении движка R8 в такое положение, чтобы стрелка индикатора РА1 находилась на "нулевой" отметке (для удобства стрелку устанавливают на среднюю отметку шкалы подбором резистора R19. Возможно, с этой целью придется поменять подключение выводов одной из катушек генератора.

При эксплуатации металлоискателя, после его 20-минутного установления рабочего режима, резистором R8 добиваются "нулевого" показания стрелочного индикатора. После этого переменными резисторами R25 и R23 устанавливают опорное напряжение, близкое к срабатыванию компаратора и появлению тонального звука. Естественно, эту настройку проводят при отсутствии вблизи катушек металла.

Автор: В.Гричко, г.Краснодар

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Материнская плата ASUS X99-WS/IPMI с системой дистанционного управления 07.10.2015 Такие выражения, как "удаленное управление", применительно к системным платам могут вызвать у рядовых пользователей непонимание и даже возмущение гипотетическим покушением на приватность, но в крупных компаниях, где одновременно работают сотни и тысячи серверов и рабочих станций, жизнь системных администраторов без соответствующих технологий была бы настоящим адом. Компания ASUS анонсировала новую плату для рабочих станций X99-WS/IPMI, оснащенную модулем удаленного управления ASMB8-iKVM. Система ASMB8 позволяет не только наблюдать за состоянием системы и управлять ее питанием, но и получать полный доступ к выводимому на монитор изображению, включая интерфейс настроек BIOS или "синий экран смерти" Windows. Несмотря на то, что ASUS X99-WS/IPMI не позиционируется в качестве игровой или оверклокерской платы, на ней установлена фирменная версия разъема LGA 2011-3 с увеличенным числом контактов, так называемый ASUS OC Socket. Поддерживаются все процессоры с этим интерфейсом, включая Intel Xeon E5-1600 v3 и Xeon E5-2600 v3. Ограничения на использование памяти сегодня накладывает процессор, поэтому поддержка регистровых модулей DDR4 с ECC заявлена только для процессоров Xeon. В остальных случаях поддерживается обычная, небуферизированная память DDR4 без коррекции ошибок, максимальным объемом до 128 Гбайт. Частота модулей в разогнанном режиме может достигать 3200 МГц. Конфигурация периферийных устройств также зависит от процессора: в моделях с 40 линиями PCIe 3.0 все пять полноразмерных слотов могут работать в конфигурации x8, при 28 линиях существует ряд ограничений на конфигурацию и количество активных слотов PCIe. К плате можно подключить до 8 накопителей с интерфейсом SATA 3.0, один с интерфейсом SATA Express, либо воспользоваться разъемом M.2, который делит пропускную способность с SATA Express. Сетевая подсистема представлена парой контроллеров Intel i210-AT, дополнительный порт LAN служит для удаленного управления. Сама система управления базируется на сочетании хорошо известного чипа ASPEED AST2400 и фирменного ключа IPMI 2.0 ASMB8-iKVM. Не забыта и звуковая часть: она реализована на контроллере Realtek ALC1150, дополненном качественными операционными усилителями. Заявлено соотношение сигнал/шум 109 дБ. Плата имеет стандартный форм-фактор ATX, но отверстия для крепления соответствуют стандарту EEB.

Другие интересные новости:

▪ Удобрения из бурого угля

▪ Разработан новый нейроинтерфейс

▪ Энергоэффективные процессоры Intel Atom x3

▪ Коммуникационные процессоры LSI Axxia 4500 на архитектуре ARM

▪ Платформа MediaTek LinkIt Smart 7688

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Безработица. Политика государства в сфере занятости населения. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какие здания располагаются в Москве на месте бывшего дома помещицы-садистки Салтычихи? Подробный ответ

▪ статья Маргаритка. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Функциональный генератор с электронной перестройкой частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство токовой защиты источника питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026