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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Исследование вулканов изнутри 19.10.2024 Вулканические извержения - это одно из самых опасных природных явлений, которые могут нанести значительный ущерб как экосистемам, так и человеческим поселениям. Для того чтобы лучше понимать процессы, происходящие внутри вулканов и предсказывать их извержения, ученым необходимо заглянуть в глубины этих "природных пороховых бочек". Команда исследователей из Французского национального центра научных исследований (CNRS) разработала новый интеллектуальный метод визуализации, который позволяет это сделать с беспрецедентной детализацией. Этот метод основан на улучшенной версии так называемой матричной визуализации, которая использует сейсмические волны для создания изображения внутренней структуры вулкана. Несмотря на то, что технологии сейсмического картирования применялись и раньше, новый подход позволяет ученым преодолевать такие сложности, как нехватка датчиков для точного измерения сейсмических колебаний, искажения сигналов и сложности их интерпретации. Вдохновение для разработки этого метода исследователи нашли в медицинских технологиях визуализации, таких как МРТ, а также в оптических микроскопах. Это позволило адаптировать существующие идеи для задач вулканологии, делая интерпретацию сейсмических волн проще и точнее. Основная задача при изучении вулканов - это понимание процессов, происходящих в магматических хранилищах под землей, и прогнозирование возможных извержений. Новая методика значительно упрощает эту задачу. Принцип работы метода заключается в анализе сейсмических волн, которые распространяются через различные слои земной коры и отражаются от разных геологических структур. Эти колебания помогают исследователям "прочитать" состав и структуру подземных пород. Однако традиционные методы сталкивались с искажениями сигналов, что затрудняло точное картирование. Новый подход использует волновые корреляции, устойчивые к таким искажениям, а также эффект памяти для обратного восстановления исходных сигналов. Это позволило ученым создать более четкую картину внутренней структуры вулканов. Исследовательская группа испытала новый метод на вулкане Ла-Суфриер в Гваделупе, одном из активных вулканов Карибского региона. Этот вулкан был выбран не случайно: вокруг него установлена довольно плотная сеть геофонов - приборов, фиксирующих сейсмические волны. Эти данные стали основой для картирования структуры вулкана. Инновационный подход позволил объединить информацию, полученную от нескольких датчиков, для создания единого детализированного изображения, что было невозможно с использованием отдельных геофонов. Главное преимущество метода заключается в том, что он не требует установки дополнительных приборов. Матричная визуализация использует уже существующие сети датчиков, что делает метод экономически выгодным и доступным для применения в других регионах. Благодаря этому, ученые смогли заглянуть на глубину до 10 километров с разрешением до 100 метров - это значительно превосходит возможности предыдущих методов. Результаты исследования показали сложную структуру магматических хранилищ под Ла-Суфриером, а также связи между различными слоями геологических структур. Эти данные помогают лучше понять, как магма хранится и движется под землей, что является важным шагом к более точному прогнозированию извержений. По мере совершенствования метода можно будет не только предсказывать вулканическую активность, но и оценивать возможные риски для окружающих территорий. Новый метод визуализации глубинных структур вулканов открывает широкие перспективы для исследования вулканической активности и повышения точности прогнозирования. Это важный шаг к созданию более безопасных условий для людей, живущих вблизи активных вулканов, и к пониманию фундаментальных процессов, происходящих в недрах Земли.

Другие интересные новости:

▪ Шлем виртуальной реальности для мышей

▪ Молекулярная память работает при комнатной температуре

▪ Огромные сенсорные дисплеи Microsoft

▪ Экологически чистая смазка из растительного масла

▪ Спортивные пенсионеры реже умирают от инфарктов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Не вытанцовывается. Крылатое выражение

▪ статья У каких животных внутренние часы настроены на 47-часовой цикл жизнедеятельности? Подробный ответ

▪ статья Врач-офтальмолог. Должностная инструкция

▪ статья Имитатор шума дождя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фазовый ограничитель речевого сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026