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:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Микросхемы радиочастотных синтезаторов STW81101 и STW81102 28.03.2006 Новые микросхемы радиочастотных синтезаторов STW81101 и STW81102 от STMICROELECTRONICS имеют самый низкий фазовый шум из всех синтезаторов, выпускаемых промышленностью. Замеренные значения составляют 0,2° на частоте 1 ГГц, 0,5° на частоте 2 ГГц и 1,3° на частоте 4 ГГц. Новые синтезаторы имеют большое перекрытие по частоте (от 750 МГц до 4,65 ГГц), что позволяет перекрыть требования большого числа связных систем. Микросхемы выпускаются в корпусах QFN-28.

Другие интересные новости:

▪ Пластик, пригодный к бесконечной повторной переработке

▪ Видеокарта EVGA GeForce GTX 980 Hybrid

▪ Сладкая смерть для комаров

▪ Немецкие города могут запрещать дизельные автомобили

▪ Самый сильный антиоксидант

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Жить в обществе и быть свободным от общества нельзя. Крылатое выражение

▪ статья Что такое полное обследование? Подробный ответ

▪ статья Горошек мышиный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Симисторный регулятор с защитой от перегрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Руки вместе. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025