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:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Магнитный тумблер для клетки 19.02.2008 Ученые из США учатся с помощью магнитов управлять поведением клеток. Чтобы заставить клетку выполнять работу - бить врага-микроба или вырабатывать инсулин, - надо воздействовать на ее соответствующий рецептор. Как правило, врачи это делают с помощью искусственно вводимых гормонов. "Мы предлагаем пойти по совершенно иному пути - использовать наномагниты", - говорит доктор Дон Ингбер из Бостонской детской больницы. В своих первых опытах ученые создали магнитные частицы размером 30 нм с внутренним ядром диаметром всего 5 нм. Частицы подобного размера оказались в суперпарамагнитном состоянии, то есть приложением магнитного поля их можно было по многу раз переводить как в магнитное, так и в немагнитное состояние. Каждую частицу соединили с одной молекулой антигена, соотвествующей рецептору клеток иммунной системы. "Один антиген на частицу - это очень важно, - говорит участник работы доктор Роберт Маннике. - Нам хотелось каждую частицу присоединить только к одному рецептору, чтобы можно было управлять отдельной клеткой". Как показали опыты, такое управление организовать удалось: клетки, к рецепторам которых присоединились наномагниты, под действием магнитного поля открывали каналы для пропускания внутрь ионов кальция. А без магнитного поля ничего такого не наблюдалось. "Мы надеемся, что в будущем с помощью магнитных наночастиц удастся управлять множеством процессов в живом организме и при этом обойтись без лекарств. Например, человек, больной диабетом, поев сладкого, сможет с помощью магнита стимулировать пересаженные ему под кожу клетки, вырабатывающие инсулин", - говорит Дон Ингбер.

Другие интересные новости:

▪ С мышью наперевес

▪ Мини-компьютер Zotac ZBox Nano D518

▪ Радужная оболочка глаза заменит PIN-код для банкомата

▪ Вакцина от кокаина

▪ Рыбий жир защищает от шизофрении

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Основы захвата видео. Искусство видео

▪ статья Какие впадины Мирового океана входят в первую десятку самых глубоких? Подробный ответ

▪ статья Коляска-рюкзак для переноски малыша. Советы туристу

▪ статья Малогабаритная высокочастотная установка для плавки металлов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автомобильные магнитолы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026