Простой металлоискатель, работающий по принципу Передача-Прием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принцип действия

В качестве передатчика использован мультивибратор, а в качестве приемника - усилитель звуковой частоты. К выходу первого из этих устройств и входу второго подключены одинаковые по размерам и намоточным данным катушки.

Для того чтобы система из таких передатчика и приемника стала металлоискателем, необходимо расположить катушки так, чтобы в отсутствие посторонних металлических предметов связь между ними практически отсутствовала, т. е. сигнал передатчика не попадал напрямую в приемник.

Как известно, индуктивная связь между катушками минимальна, если их оси взаимноперпендикулярны. Поэтому, если катушки передатчика и приемника расположить именно так, то сигнал передатчика в приемнике прослушиваться не будет.

При появлении поблизости от этой сбалансированной системы металлического предмета в нем под действием переменного магнитного поля передающей катушки возникают так называемые "вихревые токи" и, как следствие, собственное магнитное поле, которое наводит в приемной катушке переменную ЭДС. Сигнал, принятый приемником, преобразуется телефонами в звук. Его громкость зависит от размеров предмета и расстояния до него.

Технические характеристики

Технические характеристики металлоискателя следующие:

• рабочая частота - около 2 кГц;
• глубина обнаружения:
• монеты диаметром 25 мм - около 10 см;
• железной и алюминиевой закаточных крышек - соответственно, 20 и 25 см;
• стального и алюминиевого листов размерами 200 х 300 мм - 40 и 45 см;
• крышки канализационного люка - 60 см.

Принципиальная схема передатчика

Схема передатчика показана на рис. 2.13, а. Это симметричный мультивибратор на транзисторах VT1, VT2. Частота генерируемых им колебаний определяется емкостью конденсаторов C1, С2 и сопротивлением резисторов R2, R3.

Сигнал звуковой частоты с коллекторной нагрузки транзистора VT2 - резистора R4 - через разделительный конденсатор C3 поступает на катушку L1, которая преобразует электрические колебания в переменное магнитное поле.

Принципиальная схема приемника

Приемник представляет собой трехкаскадный усилитель звуковой частоты, выполнен по схеме, изображенной на рис. 2.13, б. На его входе включена такая же катушка L1, как и в передатчике. Выход усилителя нагружен включенными последовательно телефонами BF1.

Рис. 2.13. Принципиальная схема: а - передатчика; б - приемника

Работа металлоискателя по принципиальной схеме

Переменное магнитное поле передатчика, наведенное катушкой в металлическом предмете, воздействует на катушку приемника. В результате этого в ней возникает электрический ток частотой около 2 кГц. Через разделительный конденсатор С1 сигнал поступает на вход первого каскада усилителя, выполненного на транзисторе VT1. Усиленный сигнал с его нагрузки - резистора R2 - подается через разделительный конденсатор С3 на вход второго каскада, собранного на транзисторе VT2.

Сигнал с его коллектора через конденсатор С5 поступает на вход третьего каскада - эмиттерного повторителя на транзисторе VT3. Он усиливает сигнал по току и позволяет подключить в качестве нагрузки низкоомные телефоны. Чтобы уменьшить влияние температуры окружающей среды на стабильность работы усилителя, в первый и второй каскады введена отрицательная обратная связь по постоянному напряжению включением: резистора R1 между коллектором и базой транзистора VT1; резистора R3 между коллектором и базой VT2.

Снижение усиления на частотах ниже 2 кГц достигнуто соответствующим выбором емкости разделительных конденсаторов С1, C3. Снижение усиления на частотах выше 2 кГц - введением в первый и второй каскады частотнозависимой отрицательной обратной связи по переменному напряжению через конденсаторы С2 и С4.

Эти меры позволили повысить помехоустойчивость приемника. Конденсатор С6 предотвращает самовозбуждение усилителя при увеличении внутреннего сопротивления батареи питания по мере ее разрядки.

Рекомендации по изготовлению катушек

Катушки приемника и передатчика одинаковы. Изготовить их можно следующим образом. По углам прямоугольника размерами 115 х 75 мм в доску вбить четыре гвоздя: диаметром 2-2,5 мм; длиной 50-60 мм. Предварительно нужно надеть на гвозди поливинилхлоридные или полиэтиленовые трубки длиной 30-40 мм. Это даст достаточную изоляцию всей конструкции.

На изолированные таким образом гвозди нужно намотать 300 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,12-0,14 мм. По завершении намотки витки обмотать по всему периметру узкой полоской изоляционной ленты. После этого гвозди можно отогнуть, чтобы снять катушку.

Конструкция металлоискателя

В качестве корпусов приемника и передатчика желательно использовать полистироловые коробки (внутренние размеры - 120 х 80 мм). Отсеки для батареи питания, стойки для печатных плат и элементы крепления катушек можно изготовить из такого же материала и приклеить к корпусам растворителем марки Р-647 (можно использовать и Р-650).

Эскизы печатных плат и расположение деталей показаны на рис. 2.14, а-б.

Рис. 2.14. Эскизы печатных плат и расположение деталей

Все металлические элементы конструкции, расположенные внутри катушек приемника и передатчика (батарея питания, плата с деталями, выключатель питания), влияют на их магнитное поле. Для исключения возможного изменения их положения в процессе эксплуатации все они должны быть надежно закреплены. Особенно это касается батареи "Крона" как сменного элемента конструкции.

Налаживание

Для проверки работы передатчика вместо катушки L1 нужно подключить телефоны и убедиться в том, что при включении питания в телефонах слышен звук. Затем, подключив на место катушку, проконтролировать ток, потребляемый передатчиком. Он должен быть в пределах 5-7 мА.

Приемник настраивают при замкнутом накоротко входе. Подбором резистора R1 в первом каскаде и R3 во втором следует установить на коллекторах соответственно транзисторов VT1 и VT2 напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Затем подбором резистора R5 нужно добиться того, чтобы ток коллектора транзистора VT3 стал равным 5-7 мА.

После этого, разомкнув вход, подключить к нему катушку приемника L1 и, принимая сигнал передатчика на расстоянии примерно 1 м, убедиться в работоспособности системы в целом.

Автор: Солоненко В.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

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 ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Наручные электронные гаджеты почти бесполезны 28.05.2017 Медики Стэнфордского университета оценили эффективность работы популярных фитнес-трекеров. Главный вывод работы ученых - большинство фитнес-трекеров достаточно надежно определяют частоту пульса, но практически бесполезны для подсчета затраченной на физическую активность энергии (как правило выраженной в килокалориях). К подобным выводам специалисты пришли, проанализировав работу семи наиболее популярных, по версии авторов, наручных гаджетов (Apple Watch, Basis Peak, Fitbit Surge, Microsoft Band, Mio Alpha 2, PulseOn и Samsung Gear S2). Всего в исследовании приняли участие 60 добровольцев - 31 женщин и 29 мужчин носили устройства во время ходьбы или занятий на беговой дорожке или велотренажере. По мнению авторов, фитнес-трекеры ошибаются в измерении сожженных калорий по причине учета неполного объема данных (роста, веса, возраста и других индивидуальных показателей), тогда как частота пульса у человека всегда определяется напрямую.

Другие интересные новости:

▪ Ожидается бум умных телевизоров

▪ Самая маленькая черная дыра

▪ Искусственное солнце

▪ Водородный жилой комплекс

▪ Индустриальный безвентиляторный компьютер умещается на ладони

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Космические ЧС. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему на картах север изображается вверху и где эту традицию пытаются нарушить? Подробный ответ

▪ статья Велосипедная тележка для двух серферов. Личный транспорт

▪ статья Эликсиры для полоскания зубов. Простые рецепты и советы

▪ статья Окисление-восстановление. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026