Металлоискатель с низковольтным питанием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

При разработке этого металлоискателя ставилась задача создать малогабаритное высокоэкономичное устройство с хорошей повторяемостью и высокими эксплуатационными характеристиками, используя широко распространенные и недорогие детали.

Анализ большинства распространенных схем показал, что все они питаются от источника с напряжением не ниже 9 В (то есть "Крона"), а это и дорого и неэкономично. Так, собранный на микросхеме К561ЛЕ5 металлоискатель работает от одной батареи не более 6-8 часов.

Поисковые катушки у большинства устройств или с отводами, или имеют несколько обмоток. Чувствительность у простых металлоискателей невысокая, а более сложные требуют применения кварцевых резонаторов или других дефицитных деталей. В итоге А. Мельниковым была разработана схема (рис. 2.44, а) металлоискателя на биениях, как самого простого в настройке и использовании.

Рис. 2.44. Металлоискатель с низковольтным питанием а - принципиальная схема; б - принципиальная схема, собранная целиком на кремниевых транзисторах типа КТ3156; в - пример навесного монтажа

Принципиальная схема

Функционально разработанная схема включает в свой состав:

• два генератора (катушка колебательного контура одного из них и является поисковой);
• балансный смеситель;
• усилитель звуковой частоты, нагруженный на наушники.

Для таких низковольтных устройств как нельзя более подходят барьерные генераторы, устойчиво работающие от напряжения питания 0,8 В и более (для кремниевых транзисторов).

Еще одним их достоинством является то, что на их выходе постоянная составляющая напряжения (относительно коллектора, соединенного с корпусом прибора) равна 0,65 В и стабилизирована (эмиттерно-базовый переход транзистора играет роль стабистора). Этот эффект используется для стабилизации рабочей точки балансного смесителя.

Усилитель звука однотранзисторный. Для такого усилителя звука желательно применить транзистор с коэффициентом передачи тока не менее 200.

Генераторы работают на разных частотах:

• поисковый - примерно на частоте 100 кГц;
• опорный - на частоте 200 или 300 кГц.

Таким образом, балансный смеситель выделяет биения между частотой опорного генератора и 2-й или 3-й гармоникой поискового. Такое решение позволяет резко уменьшить явление "захвата" частоты поискового генератора, что в простых схемах не позволяет установить частоту биений ниже 200 Гц, а также повышает чувствительность - изменение частоты поискового генератора на 10 Гц изменяет частоту биений на 20 (или 30) Гц.

Конечно, можно еще больше повысить частоту опорного генератора, но в этом случае уровень биений становится очень маленьким, а это значит, что:

• понижается громкость звука;
• нестабильность увеличивается, что затрудняет работу.

Следует отметить, что температурная стабильность схемы невысокая, но практически это не сильно влияет на результаты:

• во-первых, в колебательных контурах применяются одинаковые контурные конденсаторы, поэтому их частота изменяется одинаково, в одну и ту же сторону, а в итоге частота биений не меняется;
• во-вторых, некоторые несложные конструктивные меры позволяют увеличить термостабильность металлоискателя.

А именно актуальны такие требования:

• поисковая катушка должна иметь жесткую конструкцию;
• должно быть применено правильное экранирование;
• плата и корпус должны быть жестко закреплены на штанге.

Провод от катушки до схемы должен быть экранированным, желательно применить тонкий телевизионный кабель. Сама штанга должна быть из сухого дерева или стеклопластика. Плату в корпусе желательно залить парафином. Это не только защитит от влажности, но и от быстрых перепадов температуры.

Изготовление поисковой катушки

Поисковая катушка выполняется из кабеля "витая пара", которым проводят локальные сети. Кабель обязательно должен быть экранированным, 5-й категории, желательно для наружной прокладки (у него толще изоляция и катушка получается жестче).

Четыре витка кабеля следует уложить кольцом с внешним диаметром примерно 25 см, причем:

• уложить сначала два внешних витка друг над другом;
• затем обмотать в четырех местах изолентой;
• затем намотать два витка внутри.

Все это потом нужно разрезать в середине и обмотать изолентой. Для такой обмотки лучше использовать матерчатую изоленту. С обоих концов разреза зачистить изоляцию примерно на полтора сантиметра, концы проводов облудить. Экранирующую фольгу следует обрезать.

Провод, идущий вместе с фольгой, с одной стороны обкусывать, с другой - соединить с одним из проводов кабеля. Этот провод будет выводом начала обмотки. Следует обратить внимание, что экран ни в коем случае не должен образовывать короткозамкнутый виток!

Далее выводы кабеля нужно соединить согласно-последовательно, ошибиться практически невозможно, потому что все восемь проводов разного цвета. В итоге должна получиться катушка из 32 витков с приличной влагостойкостью и жесткостью.

Изготовление другого варианта катушки

Другой вариант катушки мотается обмоточным проводом толщиной не менее 0,3 мм. Можно вбить несколько гвоздей в доску на расстоянии 40 см и намотать проволоку (34 витка) на них, затем аккуратно снять катушку и обмотать изолентой. Затем катушку нужно экранировать. Лучше всего обмотать ее фольгой, взятой из старого электролитического конденсатора.

Надо иметь в виду, что внутри электролитического конденсаторов находится щелочной электролит, поэтому разматывать фольгу с конденсатора желательно под струей воды, чтобы электролит не разъел пальцы. Фольгу нужно наматывать так, чтобы она не образовала короткозамкнутого витка, между началом и концом обмотки должен быть промежуток около 1 см.

Пытаться припаять провод к фольге бесполезно - она алюминиевая и не лудится, поэтому поверх фольги нужно намотать несколько витков голого луженого провода - это и будет вывод экрана. Его уже можно будет соединить с одним из концов катушки. Далее этот конец соединить с оплеткой экранированного провода, идущего от катушки к плате, и на плате, с общим проводом.

Второй конец катушки нужно соединить с центральной жилой провода и на плате с базой первого транзистора поискового генератора. Поверх фольги снова намотать изоленту.

Особенности применения различных катушек

От размера катушки зависят тактико-технические характеристики металлоискателя. Катушка диаметром 35 см уверенно ловит трак от гусеницы трактора на глубине 80 см, но не обнаруживает монеты, кольца, гвозди и прочую мелочь. Этот вариант прекрасно подходит для поиска черного металла, когда представляют интерес именно массивные железяки (металлолом).

Для поиска колец, монет на пляже необходима катушка диаметром 15 см. Маленькая катушка диаметром 15 см состоит из 6 витков кабеля или 50 витков провода. Глубина обнаружения монет примерно 15 см. Катушка диаметром около 25 см - компромиссное решение, она имеет 40-45 витков.

Элементная база

Детали металлоискателя - самые доступные. Резисторы и конденсаторы практически любого типа, транзисторы в генераторах можно применить КТ315 (лучше с буквами Б, Г, Е, некоторые экземпляры с буквами А и В работать отказались - мал коэффициент передачи тока). Отлично работают КТ3102, КТ368.

Транзисторы балансного смесителя обязательно должны быть германиевыми. Любой транзисторный приемник 70-80х годов выпуска обеспечит вас ими в достатке. Подойдут П416 с любой буквой, П422, П423, П401, ГТ309, ГТ322, ГТ313. В селекторах телевизоров СКМ-24 имеются транзисторы ГТ346А.

Поскольку рабочие частоты схемы не очень высокие, то подойдут даже П27, П28, МП39Б, МП42Б, которые применялись в усилителях воспроизведения катушечных магнитофонов. В усилителе 34 желательно применить транзистор с самым большим коэффициентом передачи тока из имеющихся в наличии.

Катушка опорного генератора намотана на стандартной арматуре контуров ПЧ от китайских магнитол и приемников. Некоторые катушки имеют встроенный конденсатор, который необходимо удалить. Катушка аккуратно разматывается, и если в ней больше 85 витков, то она аккуратно наматывается тем же проводом. Если витков меньше, то 85 витков наматывается любым обмоточным проводом. Провод должен быть достаточно тонким, иначе нужное количество витков не уместится. В крайнем случае можно намотать 75 витков.

Емкость контурных конденсаторов не обязательно соблюдать точно, желательно только применять в обоих генераторах конденсаторы одного номинала и типа - для лучшей термостабильности. Емкость 4700 пФ может быть от 3300 до 5100 пФ, вместо 2200 пФ можно применить 1500 или 1800 пФ.

Монтаж устройства

Печатная плата не разрабатывалась, оказалось разумнее отказаться от печатного монтажа и собрать прибор на тонком (0,5 мм) куске текстолита, соединяя между собой детали их собственными выводами. Пример такого монтажа, занимающего размер менее половины спичечного коробка, на рис. 2.44, в.

Использовались транзисторы КТ3102 и ГТ322 в металлических корпусах.

Схема альтернативного металлоискателя

При изготовлении нескольких металлоискателей вдруг остро встала проблема с поиском старых германиевых транзисторов. И на тот случай, если под рукой у радиолюбителей их не окажется, была разработана схема, собранная целиком на кремниевых транзисторах, типа КТ315Б. Несмотря на некоторое уменьшение чувствительности, схема показала хорошую работоспособность. Схема представлена на рис. 2.44, б.

Автор: Мельников А.; Публикация: mao-sim.nm.ru

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Силовые транзисторы StrongIRFET2 24.03.2022 Новые силовые транзисторы StrongIRFET2 на напряжение 80 и 100 В представляют собой новейшее поколение MOSFET производства Infineon. Они предназначены для широкого спектра применений и могут работать как на низких, так и на высоких частотах коммутации. Это новое семейство дополняет хорошо зарекомендовавшие себя MOSFET StrongIRFET, предлагая более высокую производительность. Данные изделия по сравнению с предыдущими устройствами StrongIRFET обеспечивают уменьшение на 40% сопротивления "сток-исток" открытого канала RDS(on), в результате чего рост пропускной способности и увеличенное номинальное значение тока позволяют уменьшить количество транзисторов, включаемых параллельно. У транзисторов StrongIRFET2 относительно StrongIRFET снижена более чем на 50% величина заряда цепи затвора Qg. Поэтому, в силу уменьшения времени отпирания и запирания, транзисторы могут использоваться на более высоких частотах коммутации, а требования к выходным характеристикам драйверов затвора могут быть снижены. Названные преимущества позволяют снизить удельную мощность и, соответственно, улучшить массогабаритные показатели разрабатываемых устройств без снижения КПД, что приводит к повышению энергоэффективности и улучшению общей производительности системы. Целевое назначение: Источники питания Телекоммуникации Электропривод Управление аккумуляторными батареями Легковые электромобили и электронные самокаты Робототехника Электроинструмент и садовая техника

Другие интересные новости:

▪ Самоуправляемый холодильник Panasonic

▪ Сонливость - причина агрессии

▪ Фотоны вместо электронов для революционных процессоров

▪ Электроэнергия из снега

▪ Черный ящик для угольных шахт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Гигант. Крылатое выражение

▪ статья Какие овощи изначально были основой фонарей для Хэллоуина? Подробный ответ

▪ статья Горы Хуаншань. Чудо природы

▪ статья Приборы для определения параметров ветра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания на ТВК-110ЛМ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026