Металлоискатель на микросхеме серий К176, К561, К564. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принцип действия

Принцип действия этого металлоискателя основан на сравнении частот двух генераторов, один из которых опорный со стабильной частотой, а частота другого (поискового) изменяется под влиянием близко расположенных металлических предметов.

Принципиальная схема

Принципиальная схема приведена на рис. 2.24, а. Опорный генератор собран на элементе DD1.1. Через резистор R1 и катушку индуктивности L1 осуществляется отрицательная обратная связь по постоянному току между выходом и входом элемента. Благодаря этому элемент выходит на линейный участок передаточной характеристики. Этим создаются условия для возбуждения каскада на частоте примерно 100 кГц. Эта частота определяется параметрами контура L1C1C2C3.

Рис. 2.24. Металлоискатель на микросхеме серий К176, К561, К564: а - принципиальная схема; б - печатная плата; в - дополнительный согласующий каскад

Логический элемент микросхемы обладает высоким входным сопротивлением, поэтому добротность контура и стабильность частоты генератора сравнительно высоки. Резистор R1 ослабляет шунтирующее влияние выходного сопротивления элемента на контур. Форма колебаний на контуре синусоидальная, а на выходе элемента - прямоугольная. Частоту колебаний можно изменять в небольших пределах конденсатором переменной емкости С2.

Поисковый генератор собран на элементе DD1.2 по аналогичной схеме, но катушка индуктивности L2 - выносная, заключенная в экранирующую металлическую трубку. Прямоугольные колебания с эталонного и поискового генераторов поступают на входы элемента DD1.3, работающего смесителем сигналов.

На выходе элемента будут как сигналы основных частот генераторов, так и разностных и суммарных частот (в том числе и частот гармонических составляющих). Одним из самых мощных будет сигнал разностной частоты - они выделяется на резисторе R4. Остальные сигналы подавляются фильтром R3C6. Амплитуда выходного сигнала элемента DD1.3 достаточно большой, составляет несколько вольт. Поэтому необходимости в дополнительном усилителе 34 нет.

К выходному разъему XS1 подключают высокоомные головные телефоны, например, ТОН-2 с последовательно соединенными капсюлями. Громкость звука регулируется переменным резистором R4. При использовании низкоомных телефонов металлоискатель следует дополнить каскадом на транзисторе VT1 (рис. 2.24, в), установив резистор R3 сопротивлением 10 кОм, а конденсатор С6 емкостью 1000 пФ.

Элементная база и рекомендуемые замены

В металлоискателе можно использовать микросхемы серий К176, К561, К564, содержащие не менее трех логических элементов ИЛИ-НЕ или И-НЕ, например, К561ЛЕ5, К561ЛА7, К561ЛА9, К561ЛЕ10. Переменный конденсатор - от радиоконструктора "Юность КП101" или другой малогабаритный с максимальной емкостью не менее 150 пФ. Остальные конденсаторы - КЛС, КМ, КТ, причем конденсаторы С1, C3-С5 должны быть с ТКЕ не хуже М750, М1500. Это повысит термостабильность устройства.

Переменный резистор R4 - СП3-3в сопротивлением 68, 47, 33, 22 и даже 10 кОм, но механически соединенный с выключателем питания SA1, остальные резисторы - МЛТ мощностью 0,125 Вт. Катушка L1 выполнена на трехсекционном каркасе контура ПЧ радиоприемника "Сокол-403", помещенном в броневой сердечник диаметром 8,6 мм из феррита 600НН с подстроечником диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм из такого же феррита. Она должна содержать 200 витков провода ПЭВ-2,0,09.

Изготовление катушек

Катушку L2 выполняют так. В алюминиевую тонкостенную трубку диаметром примерно 7 мм и длиной около 950 мм продеть 18 проводников МГТФ-0,07. Затем трубку согнуть на оправке, а витки соединить последовательно друг с другом.

Индуктивность катушки должна быть равна примерно 350 мкГн. Концы трубки оставить разомкнутыми, но к одному из них подключить проводник, соединенный с общим проводом.

Конструкция

Разъем XS1 - розетка для подключения головных телефонов. Источник питания - батарея "Крона" или аккумулятор. Детали металлоискателя, кроме катушки L2, батареи и разъема, следует разместить на печатной плате (рис. 2.24, б) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1-1,5 мм со стороны печатных проводников.

Неиспользуемые входные выводы четвертого элемента микросхемы следует соединить с общим проводом. Печатную плату желательно разместить в металлическом корпусе (лучше алюминиевом). В нем нужно прорезать окна под ручки резистора R4 и конденсатор С2. К верхней части корпуса нужно прикрепить катушку L2, а к нижней - ручку, внутри которой размещен источник питания, а снаружи установлен разъем XS1.

Наладка

При правильном монтаже и исправных деталях налаживание сводится к установке требуемой частоты эталонного генератора. Для этого ручку конденсатора С2 следует установить примерно в среднее положение. Подстроечником катушки L1 желательно добиться в телефонах нулевых биений (пропадания звука).

Если настройка правильная, при незначительном повороте ручки конденсатора в любую сторону в телефонах будет появляться звук низкого тона. Такую настройку нужно проводить на расстоянии не менее метра от массивных металлических предметов.

Использование металлоискателя

Пользуются металлоискателем так. Конденсатором С2 устанавливают возможно меньшую частоту биений. Это позволит повысить его чувствительность, поскольку будут заметны даже небольшие изменения частоты перестраиваемого генератора. К сожалению, очень низкую частоту выставить не удастся, потому что на ней громкость звука в телефонах резко падает.

При приближении катушки L2 к металлическому предмету ее индуктивность будет изменяться, а, значит, изменится и частота поискового генератора. Если обнаруженный предмет сделан из магнитного материала (железа, феррита, никеля), индуктивность увеличится, а частота уменьшится. Если обнаружен предмет из немагнитного материала (алюминия, меди, латуни), то индуктивность уменьшится, а частота увеличится.

Следуя указанному выше правилу, при поиске магнитных материалов частоту опорного генератора следует устанавливать выше частоты поискового генератора. Тогда при приближении к такому материалу частота поискового генератора будет уменьшаться, а частота биений - увеличиваться.

При поиске немагнитных материалов частоту опорного генератора следует устанавливать ниже частоты поискового. Если же сразу установить частоту опорного генератора выше частоты поискового на 400-500 Гц, то увеличение частоты биений будет свидетельствовать о приближении металлоискателя к предмету из магнитного металла, а уменьшение ее - к немагнитному.

Автор: Нечаев И.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Оптический чип 10 ГГц для искусственного интеллекта 03.11.2025 Ученые из Университета Цинхуа в Китае разработали оптический чип нового поколения, который способен выполнять сложные операции для систем ИИ с беспрецедентной скоростью и минимальной задержкой. Созданная технология, получившая название OFE2 (Optical Feature Extraction Engine - оптический двигатель выделения признаков), представляет собой систему, где световые сигналы проходят через набор специализированных оптических элементов. При этом яркость формируемой точки изменяется в зависимости от входного сигнала, что позволяет мгновенно выделять ключевые особенности данных. Такой метод особенно эффективен при анализе изображений, медицинских снимков или динамических процессов на финансовых рынках. Одна из ключевых задач, с которой столкнулись ученые, заключалась в стабильной передаче множества световых сигналов одновременно. Для ее решения была создана интегрированная система на одном кристалле с регулируемыми оптическими ветвителями и точно выверенными задержками сигналов. Благодаря этому стало возможным выполнение вычислений на частоте 12,5 ГГц, при времени одной операции менее 250,5 пикосекунд. Руководитель проекта профессор Гонгвэй Чэнь отметил, что разработка является важным шагом к практическому применению оптических вычислений, работающих на скоростях свыше 10 ГГц. Он подчеркнул, что технология открывает новые горизонты для использования света в вычислительных системах, где требуется высокая производительность и минимальное энергопотребление. Разработчики уже протестировали чип в ряде прикладных задач. При обработке изображений он смог точно выделять края объектов и формировать карты особенностей, что повысило точность распознавания и качество классификации, включая анализ медицинских томограмм. При работе с финансовыми потоками устройство обрабатывало данные в реальном времени и выдавало сигналы для торговых решений, а после обучения функционировало автономно, демонстрируя устойчивую прибыльность. Благодаря тому, что вычисления происходят на скорости света, система принимает решения практически мгновенно. Это особенно ценно в областях, где даже миллисекундная задержка может оказаться критичной - например, в роботизированной хирургии или высокочастотной торговле. По словам Чэня, исследования его группы способствуют развитию сервисов, которым нужны не только быстрые, но и энергоэффективные вычисления - от медицины и компьютерного зрения до цифровых финансов.

Другие интересные новости:

▪ Внешность ребенка можно отредактировать на генном уровне

▪ LM27761 - инвертор напряжения на переключаемых конденсаторах с LDO

▪ Неиспользованный запас орехов ископаемого грызуна

▪ Купе-кроссовер Lynk&Co 05+

▪ Новые DECT-телефоны Panasonic

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Франсуа Фенелон. Знаменитые афоризмы

▪ Как происходило развитие Англии в конце 1950-х гг. и 1960-е гг.? Подробный ответ

▪ статья Живокость. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Гражданская радиосвязь. Трансвертеры. Справочник

▪ статья Балкарские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026