Металлоискатели на микросхемах со схемой сравнения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Достоинства и недостатки

Принцип действия всех этих приборов основан на сравнении значений частоты колебаний двух генераторов:

• опорного;
• поискового, изменяющего частоту при воздействии на его колебательный контур металлического предмета.

Известны и другие методы:

• мостовой, когда регистрируется разбаланс измерительного моста, в одно из плеч которого включена поисковая катушка;
• метод сдвига фаз, когда измеряется фазовый сдвиг колебаний опорного и поискового генераторов;
• метод передатчика-приемника, где регистрируется переизлучаемая предметом радиочастотная энергия.

Они более эффективны, чем метод сравнения значений частоты (метод биений). Но он более прост в реализации. Построенные с его использованием металлоискатели имеют такие преимущества:

• они компактны;
• не требуют тщательной настройки и мер по высокой стабилизации частоты;
• неприхотливы в эксплуатации.

Поэтому они получили широкое распространение у домашних умельцев и радиолюбителей.

Принципиальная схема простейшего металлоискателя

Прибором можно обнаружить пятикопеечную монету на глубине до 80 мм, а крышку канализационного колодца - на глубине до 0,8 м.

Принципиальная схема простейшего металлоискателя изображена на рис. 2.6, а. Он собран всего на одной микросхеме К176ЛП2. Один из ее элементов (DD1.1) использован в образцовом генераторе, другой (DD1.3) - в перестраиваемом.

Колебательный контур опорного генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов С1 и С2, а поискового - из поисковой катушки L2 и конденсатора С4. Первый контур перестраивают по частоте переменным конденсатором С1, а второй - подборкой конденсатора С4. На элементе DD1.3 выполнен смеситель колебаний образцовой и переменной частот.

С нагрузки этого узла - переменного резистора R5 - сигнал разностной частоты поступает на вход элемента DD1.4, а усиленное им напряжение звуковой частоты - на головные телефоны BF1.

Принципиальная схема металлоискателя повышенной чувствительности

Рассмотрим металлоискатель повышенной чувствительности, схема которого представлена на рис. 2.7, а. В ней в качестве смесителя и усилителя колебаний разностной частоты применена микросхема К118УН1Д (DA1).

Рис. 2.6. Простейший металлоискатель на микросхемах со схемой сравнения: а - принципиальная схема; б - печатная плата

Рис. 2.7. Металлоискатель повышенной чувствительности на микросхемах со схемой сравнения: а - принципиальная схема; б - печатная плата

Опорный и поисковый генераторы этого прибора идентичны по схеме. Каждый из них выполнен на двух инверторах (DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2, соответственно). Элементы DD1.3 и DD2.3 работают как буферные, ослабляя влияние смесителя на генераторы.

Опорный генератор нужно настроить на заданную частоту переменным конденсатором С1, а поисковый - подборкой конденсатора С2.

Модернизированная схема металлоискателя на биениях

Повысить чувствительность металлоискателя, в котором использован метод биений, можно, настроив опорный генератор на частоту в 5-10 раз большую, чем частота поискового генератора.

В этом случае возникают биения между колебаниями опорного генератора и ближайшей по частоте (5-10-й) гармоникой поискового генератора. При этом расстройка всего на 10 Гц при водит к увеличению частоты разностных колебаний на 100 Гц.

Именно таким способом достигнута повышенная чувствительность металлоискателя, схема которого изображена на рис. 2.8, а.

Пятикопеечную монету с помощью такого металлоискателя можно обнаружить на глубине до 100 мм, а крышку колодца - на глубине до 1 м.

Рис. 2.8. Модернизированная схема металлоискателя на биениях: а - принципиальная схема; б - печатная плата

Работа схемы модернизированного металлоискателя

Опорный генератор металлоискателя выполнен на двух элементах микросхемы DD2 и настроен на частоту 1 МГц, Требуемую стабильность частоты обеспечивает кварцевый резонатор ZQ1.

В поисковом генераторе использованы два элемента микросхемы DD1. Его колебательный контур L1C2C3VD1 настроен на частоту в несколько раз меньшую, чем опорный генератор.

Для перестройки контура применен варикап VD1, напряжение на котором регулируют переменным резистором R2. Смеситель выполнен на элементе DD1.4, в качестве буферов использованы элементы DD1.3 и DD2.3.

Индикатором поиска служат головные телефоны BF1.

Монтаж и печатная плата

Каждый из рассмотренных металлоискателей может быть смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы и расположение деталей показаны на рис. 2.6, б, 2.7, б, 2.8, б соответственно.

Платы рассчитаны на установку постоянных резисторов МJIT-ОД25 (МЛТ-025, ВС-0Д25), конденсаторов КТ-1, КМ-4 или К10-7В, К50-6.

Для перестройки генераторов по частоте применены переменные конденсаторы с твердым диэлектриком от малогабаритных транзисторных приемников:

• "Мир" в первом устройстве;
• "Планета" во втором устройстве.

Возможно использование и любых других подходящих по габаритам и значениям минимальной и максимальной емкости конденсаторов, в том числе и подстроечных КПК-3 емкостью 25-150 пФ.

Переменные резисторы R5 и R2 - малогабаритные любого типа.

Изготовление катушек

Катушки L1 для металлоискателей, собранных по схемам на рис. 2.6, а и 2.7, а, намотаны на ферритовых (600НН) кольцевых магнитопроводах типоразмера К8 х 6 х 2.

В первом металлоискателе катушка содержит 180 витков провода ПЭЛШО 0,14, во втором - 50 витков ПЭЛШО 0,2.

Намотка в обоих случаях - равномерная по всему периметру магнитопровода.

В первом металлоискателе катушка приклеена клеем БФ-2 непосредственно к печатной плате, а во втором (из-за недостатка места) - к небольшому уголку, согнутому из листового полистирола толщиной 1,5 мм и приклеенному этим же клеем к плате.

Поисковая катушка каждого из рассмотренных металлоискателей намотана в кольце, согнутом из винипластовой трубки с внешним диаметром 15 мм и внутренним 10 мм.

Наружный диаметр кольца таков:

• для первой схемы - 250 мм (100 витков);
• для второй и третьей - 200 мм (50 витков).

Применен провод - ПЭЛШО 0,27.

Каждое кольцо необходимо обернуть лентой из алюминиевой фольги для электростатического экранирования для устранения влияния емкости между катушкой и землей. Для защиты от повреждений фольгу желательно обмотать одним-двумя слоями изоляционной ленты.

При намотке ленты следует помнить, что электрический контакт между ее концами недопустим (в противном случае образуется замкнутый виток).

Вид готовой катушки, изготовленной описанным способом, показан на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Вид готовой поисковой катушки

С уменьшением диаметра поисковой катушки "зона захвата" сужается, но прибор становится более чувствительным к мелким предметам. С увеличением диаметра, наоборот, "зона захвата" расширяется, а чувствительность к мелким предметам снижается.

Для индикации поиска во всех приборам применены головные телефоны ТОН-2. Питать металлоискатели можно от одной батареи "Крона" или от соединенных последовательно двух батарей 3336 или шести элементов 316, 332.

Автор: Скетерис Р.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Силовой миниблок для сильноточных POL-конверторов 22.01.2008 Компания International Rectifier анонсировала iP1206 - новое техническое решение для реализации понижающих синхронных конверторов, применяемых при питании телекоммуникационного и сетевого оборудования. Микросхема является новейшим дополнением в семействе iPOWIR силовых миниблоков, содержащих все пассивные компоненты и полупроводниковые приборы для реализации силовой части синхронных преобразователей. На базе iPl206 можно реализовать однофазный конвертор с выходным током до 30 А и двухфазный конвертор с двумя независимыми выходами на токи по 15 А. Обе опции основаны на противофазной работе каналов с целью снижения пульсаций входного напряжения и тока. Для достижения высокой объемной плотности в iPl206 применены полноценный ШИМ-контроллер и оптимизированный силовой каскад на современных полупроводниковых приборах. Поскольку новая микросхема содержит все важные с точки зрения качества преобразования полупроводниковые и пассивные компоненты, то для создания высококачественного преобразователя требуется дополнительно всего несколько пассивных мощных компонентов. При этом существенно снижаются требования к квалификации разработчика и печатной плате. Особенностями iP1206PBF являются постоянная частота ШИМ 600 кГц в каналах, ограничение тока без потерь, защита от перенапряжения и перегрева, режим старта со смещением, трэкинг выходного напряжения. Диапазон входных напряжений составляет 7,5...14,5 В, выходных 0,8...5,5 В.

Другие интересные новости:

▪ Датчик для умного дома Mi Human Sensor 2

▪ Через несколько лет на человеке будет в 12 раз больше электроники

▪ Термоустойчивая память для межпланетных экспедиций

▪ Древнее кладбище атлетов

▪ Коричневые крабы страдают от морских кабелей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Гений - это терпение. Крылатое выражение

▪ статья Почему возникли, а затем исчезли проекты переброски северных рек в Волгу? Подробный ответ

▪ статья Мальва приземистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кабинетные чернила. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода, 21/2-12 вольт 0,3 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025