Металлоискатель на биениях с триггером Шмидта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принципиальная схема металлоискателя показана на рис. 2.12. Опорный генератор 32768 Гц собран на логическом элементе DD1.1 и кварцевом резонаторе ZQ1.

Поисковый генератор выполнен на элементе DD2.1 и катушке L1, представляющей собой датчик металла. Кроме этого, в генератор входят цепи установки частоты - подстроечный конденсатор С3 и узел электронной перестройки частоты на стабилитроне VD1, играющем роль варикапа.

Элементы DD1.2 и DD2.2 - буферные. Элемент DD1.3 выполняет функции сумматора, его нагрузкой служит фильтр L2C8, который подавляет высокочастотные колебания, но пропускает низкую частоту биений.

На транзисторах VT1, VT2 собран триггер Шмидта, который из сигнала, близкого по форме к синусоидальному, формирует прямоугольные импульсы. Усилитель на транзисторе VT3 увеличивает размах импульсов до уровня, равного напряжению питания. Элемент DD3.1 завершает формирование прямоугольных импульсов и инвертирует их.

Рис. 2.12. Принципиальная схема

Эти импульсы поступают на один вход элемента совпадения DD2.3, а к другому входу подведены прямоугольные импульсы частотой 2 кГц с выхода генератора на инверторах DD3.2, DD3.3. Элементы DD3.4-DD3.6 играют роль выходного усилителя для пьезокерамического звукоизлучателя НА1.

Питается металлоискатель от батареи GB1.

Настройка металлоискателя

Перед тем как приступить к поиску скрытых металлических предметов, необходимо добиться нулевых биений на выходе сумматора DD1.3 или, говоря иначе, установить точное равенство значений частоты генераторов.

Для этого датчик прибора - катушку L1 - нужно:

• разместить в месте, удаленном от земли и металлических предметов на расстояние не менее 1 м;
• включить прибор;
• переменный резистор R7 перевести в среднее положение;
• подстроенным конденсатором C3 устанавливать такую частоту поискового генератора, при котором звукоизлу- чатепь НА1 воспроизводит редкие короткие тональные сигналы или вовсе умолкает;
• добиться поворотом в очень малых пределах ручки переменного резистора R7 полного прекращения звучания.

Теперь датчик нужно опустить к земле и медленно начать водить над ее поверхностью, слушая звучание прибора. С приближением датчика к металлическому предмету появляются редкие короткие тональные сигналы, которые постепенно становятся более частыми и, наконец, сливаются в почти непрерывный гул.

Работа принципиальной схемы

При нулевых биениях разностная частота генераторов равна нулю, на входе триггера Шмидта колебаний напряжения нет, поэтому он не переключается. Транзистор VT3 закрыт, на выходе инвертора DD3.1 низкий уровень, поэтому элемент DD2.3 не пропускает к выходному усилителю колебаний генератора DD3.2, DD3.3.

Как только катушка L1 приблизится к металлическому предмету, изменится ее индуктивность, а значит, и частота поискового генератора. На выходе фильтра L2C8 появится переменное напряжение. Чем крупнее предмет и чем ближе к нему датчик, тем выше частота биений.

Это приводит к более частому открыванию элемента DD2.3 и увеличению частоты повторения звуковых тональных сигналов. Частота генератора на элементах DD3.2. и DD3.3 (2 кГц) выбрана близкой к собственной частоте пьезоизлучателя ЗП-5 с целью обеспечения максимальной громкости сигнала.

Элементная база и замены

В металлоискателе используется кварцевый резонатор часового типа, но подойдут и другие резонаторы на частоту до 80-100 кГц. Однако при этом придется корректировать число витков L1 и номиналы конденсаторов в генераторах. Конденсаторы С1, С2, С4, С5 следует выбрать с минимальным ТКЕ. Переменный резистор R7 должен быть группы А.

Транзисторы КТ361Б можно заменить на КТ3107К. КТ3107Л, а КТ315Б - на КТ3102ГМ, KT3102EM. Вместо ЗП-5 можно использовать и другие пьезоизлучатели. Источник питания - батарея "Корунд" или аккумулятор.

Конструкция металлоискателя

Плату с деталями желательно поместить в небольшую прочную пластмассовую коробку, к которой будет прикреплена катушка-датчик L1. Катушка должна содержать 450 витков ПЭВ-2 0,18. Ее нужно наматывать на круглой бобышке диаметром 210 мм, затем снять и обмотать липкой ПВХ лентой. Сопротивление катушки - около 200 Ом.

Катушку нужно поместить в жесткий экран, представляющий собой незамкнутое кольцо, согнутое из мягкой дюралюминиевой трубки. Вдоль трубки необходимо пропилить паз с шириной, достаточной для укладки внутрь катушки, которая изолирована лентой. Экран с уложенной катушкой плотно обмотать липкой ПВХ лентой и двумя винтами прикрепить к коробке с платой.

Неиспользуемые выводы микросхем DD1, DD2 следует соединить с плюсовым проводом питания.

Установка нулевых биений

Иногда не удается сразу установить нулевые биения. Причинами этого могут быть такие:

• разряженная батарея питания;
• неисправность переменного резистора R7;
• нестабильность частоты генераторов.

Питание на каждую из микросхем целесообразно подавать через RC-фильтр. Конденсатор фильтра емкостью 0,01 мкФ следует припаивать непосредственно к выводам микросхемы, а резистор лучше подобрать экспериментально.

Автор: Компаненко Л.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Глобальное потепление сместило земную ось 29.04.2021 Исследования Института географических наук и исследований природных ресурсов показали, что массовое таяние ледников в результате глобального потепления спровоцировало заметные сдвиги в оси вращения Земли. Этот процесс начался примерно с 1990-х годов. Проблема изменения климата, которую спровоцировала человеческая деятельность, ярко демонстрирует разрушительное воздействие людей на планету. Географический северный и южный полюса планеты - это точки, где ее ось вращения пересекает поверхность, но они не фиксированы. Изменения в распределении массы Земли заставляют ось, а следовательно, и полюса двигаться. В прошлом только природные факторы, такие как океанические течения, например, способствовали изменению положения полюсов. Но новые исследования показывают, что с 1990-х годов потеря сотен миллиардов тонн льда в год в результате климатического кризиса заставила полюса двигаться в новых направлениях. Ученые обнаружили, что направление движения полюсов сместилось с юга на восток в 1995 году, и средняя скорость движения с 1995 по 2020 год была в 17 раз выше, чем с 1981 по 1995 годы. С 1980 года положение полюсов сместилось примерно на 4 метра. Крупнейшим фактором смещения земной оси стало именно таяние ледников и "перекачивание подземных вод". Грунтовые воды хранятся под землей, но после перекачивания их для питья или использования в сельском хозяйстве большинство из них стекает в море, перераспределяя свой вес по всему миру. Масштабы этого влияния означают, что нужно объявить новую геологическую эпоху - антропоцен, считают ученые. С середины 20 века наблюдается заметное ускорение выбросов углекислого газа и повышение уровня моря, уничтожение дикой природы и трансформация земель путем земледелия, вырубки лесов и строительства.

Другие интересные новости:

▪ Энергетические затраты биологических систем на обработку информации

▪ Picasa обновится

▪ Самоуправляемый холодильник Panasonic

▪ Модули XBee сертифицированы ZigBee-альянсом

▪ Томаты растут и вялятся на ветке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Невозможные фигуры. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Откуда произошло слово пасквиль? Подробный ответ

▪ статья Видеоинженер. Должностная инструкция

▪ статья Фототир из лазерной указки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мощный двухполярный стабилизированный блок питания, 2х44 вольта 4 ампер на канал. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025