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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Строительство нового суперколлайдера 11.02.2024 Исследователи из крупнейшего в мире ускорителя элементарных частиц в Швейцарии представили проект нового, значительно более мощного суперколлайдера. Основная цель его создания - открытие новых элементарных частиц, что может привести к революции в физике и дать глубокое понимание устройства Вселенной. По предварительным оценкам, новый ускоритель будет втрое больше по размерам по сравнению с уже существующим устройством. Стоимость проекта превышает $20 миллиардов, что вызвало негодование у некоторых критиков, считающих такие расходы необоснованными. Финансирование проекта предполагается осуществлять за счет взносов стран-участниц Европейской организации ядерных исследований (CERN), включая Великобританию. Однако эксперты выражают сомнения относительно экономической целесообразности этого предприятия. Одним из значительных достижений предыдущего ускорителя, Большого адронного коллайдера, стало открытие бозона Хиггса в 2012 году. Но поиски темной материи и темной энергии оказались пока безуспешными. Новый суперколлайдер, Future Circular Collider (FCC), может пролить свет на эти загадочные феномены. Генеральный директор CERN, Фабиола Джанотти, отметила, что FCC станет инструментом, позволяющим человечеству сделать значительные прогрессивные шаги в понимании фундаментальных вопросов о природе Вселенной. "Нам требуется более мощный инструмент для решения этих вопросов", - подчеркнула она. Строительство более крупного FCC будет осуществляться в два этапа. Первый этап планируется начать в середине 2040-х годов и будет предполагать столкновение электронов. Второй этап, запланированный на 2070-е годы, потребует разработки более мощных магнитов и будет предусматривать использование протонов для более глубоких исследований. FCC будет иметь почти треть больший диаметр по сравнению с LHC и вдвое большую длину. Строительство нового суперколлайдера представляет собой амбициозный и перспективный проект, направленный на расширение наших знаний о мире исключительно малых частиц. Вопросы фундаментальной физики о Вселенной требуют более мощных инструментов и технологий для своего решения. Однако перед такими амбициозными планами стоят как технические, так и экономические вызовы, которые требуют внимательного анализа и обсуждения.

Другие интересные новости:

▪ Автомобиль узнает владельца по отпечатку пальца

▪ Радикально модульный электровелосипед Fabriga Modula

▪ Камера, умеющая считать фотоны

▪ Умные горожане счастливей в одиночестве

▪ Жесткие диски высокой емкости Barracuda XT

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Глазомер, быстрота, натиск. Крылатое выражение

▪ статья Какую выгоду извлек Билл Гейтс, написав для школы программу формирования расписания? Подробный ответ

▪ статья Гигиенические критерии и нормативы. Справочник

▪ статья Антенный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Маломощный полевой транзистор КП214А9. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026