Простой транзисторный металлоискатель на биениях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принципиальная схема

Предлагаемая конструкция (рис. 2.1) представляет собой один из многочисленных вариантов металлодетекторов типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа биений, возникающих при смешивании двух сигналов близких частот.

Рис. 2.1. Принципиальная схема простого транзисторного металлоискателя

В конструкции прибора использованы два простых LC-генератора, выполненные на транзисторах Т1 и Т3. Рабочая частота этих генераторов определяется параметрами контуров, включенных в коллекторные цепи соответствующих транзисторов. Контур первого генератора, который является опорным, образован конденсатором С1 емкостью 330 пФ и катушкой L1. В контуре второго, измерительного, генератора используются конденсатор переменной емкости С7 с максимальной емкостью - 300 пФ и поисковая катушка L2.

Выходы генераторов через резисторы R1, R5 и конденсатор С4 подключены к базе транзистора Т2, который усиливает сигнал частоты биений. С коллектора транзистора Т2 усиленный сигнал подается на головные телефоны BF1. Уровень громкости этого сигнала регулируется с помощью переменного резистора R6.

Поскольку рабочие частоты генераторов находятся в диапазоне средних волн, их сигналы в телефонах не слышны. Когда удается добиться точной настройки каждого генератора на одну и ту же частоту, звуковой сигнал в телефонах также будет отсутствовать. Если же с помощью конденсатора С7 настроить измерительный генератор на почти ту же частоту, что и опорный генератор, то в телефонах будет слышен сигнал частоты биений. При отсутствии в зоне действия поисковой катушки L2 металлических предметов рабочая частота измерительного генератора остается неизменной, поэтому неизменной будет и частота биений. В этом режиме возможные девиации частот могут быть обусловлены лишь нестабильной работой обоих генераторов.

При появлении в зоне действия поисковой катушки L2 металлического предмета резонансная частота контура L2C7 изменится. В результате изменятся рабочая частота измерительного генератора и, как следствие, частота сигнала биений. Именно эти изменения служат источником информации об обнаружении металлического предмета.

Питание простого транзисторного металлоискателя осуществляется от источника В1 напряжением 9 В.

Детали и конструкция

Все детали простого транзисторного металлоискателя, за исключением поисковой катушки L2, конденсатора C7, резистора R6, разъемов Х1 и Х2 и выключателя S1, расположены на печатной плате размерами 100x50 мм (рис. 2.2), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.

К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Естественно, рекомендуется использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате.

Катушка L1 опорного генератора намотана проводом ПЭЛ диаметром 0,1-0,2 мм на сердечнике диаметром 8 мм и содержит 100 витков. Катушку L1 можно намотать на ферритовом сердечнике или на бумажной трубке без сердечника. В качестве конденсатора С7 можно использовать любой конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком с максимальной емкостью примерно 300 пФ, например конденсатор настройки от любого старого радиоприемника.

Рис. 2.2. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) простого транзисторного металлоискателя

Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются конденсатор настройки C7, регулятор громкости R6, выключатель S1, а также разъемы Х1 и Х2 для подключения соответственно поисковой катушки L2 и головных телефонов BF1.

Для изготовления поисковой катушки L2 (рис. 2.3) потребуется вырезать круг диаметром 100 мм из фанеры или другого материала (гетинакса, текстолита) толщиной 1,5-2,5 мм. Круг следует разбить на секторы с углом 40° и в этих местах сделать прорези к центру на расстояние 20 мм от края. В прорези надо продеть провод диаметром 0,2-0,3 мм (например марки ПЭЛ) и виток к витку намотать 30 витков. К изготовленной таким образом поисковой катушке можно приделать удобную ручку. Подключение катушки L2 к печатной плате осуществляется через малогабаритный разъем.

Рис. 2.3. Конструкция поисковой катушки L2

В качестве источника питания В1 можно использовать, например, батарейку "Крона" или две батарейки 3336Л, соединенные последовательно.

Налаживание

При использовании исправных деталей правильно собранный металлоискатель начинает работать практически сразу. Настройку прибора следует проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L2 на расстояние не менее 1,5 м.

Поскольку в данном разделе речь идет о простой конструкции, то в телефонах при первом включении будут слышны сигналы разных гармоник. Поэтому, настраивая прибор, следует выбрать наиболее сильный сигнал с помощью конденсатора С7 и отрегулировать его громкость регулятором R6. Выбор наиболее сильной гармоники можно осуществить на слух или с использованием осциллографа или частотомера.

На этом процесс настройки простого транзисторного металлоискателя заканчивается.

Порядок работы

При практическом использовании рассматриваемого металлоискателя следует конденсатором С7 провести дополнительную подстройку на сигнал наиболее сильной гармоники и отрегулировать его громкость с помощью регулятора R6.

Если теперь в зоне действия поисковой катушки L2 окажется какой-либо металлический предмет, то высота тона в телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала биений будет увеличиваться, а при приближении к другим - уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, магнитного или немагнитного, изготовлен обнаруженный предмет.

Автор: Адаменко М.В.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Генетический термощит древних жителей Японии 05.08.2026 Последний ледниковый период стал для древних людей серьезным испытанием: климатические условия менялись, температура снижалась, а огромные территории планеты покрывались льдом. Однако человек оказался способен приспосабливаться к таким переменам не только благодаря орудиям труда, одежде и культурным традициям, но и на биологическом уровне. Новое исследование ученых из Токийского университета, проведенное командой Юсуке Ватанабе (Yusuke Watanabe) и Йошики Вакиями (Yoshiki Wakiyama), показывает, что генетические изменения могли существенно повысить шансы древнего населения Японского архипелага на выживание в холодном климате. Особый интерес исследователей вызвала культура дземон, существовавшая на Японском архипелаге примерно 16 000-3 000 лет назад. Ее представители считаются важным источником информации о древних популяциях Восточной Евразии. Предковая линия дземон, согласно оценкам, отделилась от других восточноевразийских популяций примерно 27 000-19 000 лет назад, то есть в конце последнего ледникового периода. В то время ледяной покров занимал около четверти всей суши, а северные территории Евразии отличались суровым климатом. Островная изоляция впоследствии помогла сохранить в геномах дземон особенности очень древней генетической линии, следы которой в других регионах сегодня представлены значительно хуже. В рамках исследования ученые секвенировали ДНК останков 25 человек дземон, живших примерно 5400-2300 лет назад, а затем объединили полученные сведения с 17 ранее опубликованными древними геномами из разных районов Японского архипелага. Несмотря на разницу в несколько тысяч лет между отдельными образцами, в них сохранялись общие генетические особенности, восходящие к значительно более древним предкам. Исследователи рассматривают этот набор данных как своеобразный "генетический архив" населения Восточной Евразии эпохи верхнего палеолита. Работа с древней ДНК осложняется тем, что генетический материал со временем разрушается и сохраняется в виде многочисленных фрагментов. Для восстановления недостающих участков исследователи использовали данные 9290 современных японских геномов. С помощью статистических методов они смогли реконструировать часть утраченных последовательностей, получив более полное представление о геномах древних людей. После этого реконструированные данные сравнили с геномами других популяций, особое внимание уделив признакам положительного естественного отбора - то есть генетическим вариантам, распространенность которых могла увеличиваться благодаря преимуществам для выживания и размножения. Особенно интересными оказались варианты, связанные с реакцией организма на холод. Некоторые из них могли влиять на нетрепетательный термогенез - производство тепла без мышечной дрожи. Важную роль в этом процессе играет коричневая жировая ткань: в отличие от обычной жировой ткани, она активно расходует энергетические запасы, преобразуя их в тепло. Один из обнаруженных вариантов гена, который в предыдущих экспериментах связывали с повышенной теплопродукцией коричневого жира, присутствовал у дземон с частотой аллеля около 73%, тогда как среди современных восточноазиатских популяций его доля составляет примерно 17%. Ученые обнаружили и другие признаки естественного отбора, связанные с массой тела и метаболизмом жиров. На первый взгляд такие изменения могут показаться противоречивыми: увеличение жировых запасов помогает организму сохранять тепло, однако одновременно жир должен эффективно расщепляться, чтобы служить источником энергии для теплопродукции. Вероятно, сочетание нескольких генетических особенностей позволяло организмам дземон одновременно накапливать энергетические ресурсы и быстро использовать их для выработки тепла. Любопытно, что в одном из участков генома, участвующем в переработке жирных кислот, представители дземон оказались генетически ближе к гренландским инуитам, чем к современным восточноазиатским популяциям. По мнению авторов, это может быть примером конвергентной эволюции, когда разные группы людей независимо приобретают сходные адаптации в ответ на похожие условия среды. Археологические находки хорошо согласуются с этой генетической картиной. Древнейшая керамика дземон свидетельствует о значительной роли водных ресурсов в их рационе, а сочетание археологических и генетических данных указывает на возможную адаптацию к питанию, богатому жирами и белками, в условиях холодного климата. Исследователи также попытались определить, когда именно естественный отбор начал активно способствовать распространению связанных с холодом вариантов. Анализ возраста образцов и их генетического родства показал, что наиболее сильное давление отбора, вероятно, пришлось на последний ледниковый период, после чего оно стало слабее. При этом адаптация, судя по всему, не была единичным событием: одни варианты существовали еще у более южных популяций, родственных предкам дземон, тогда как другие получили широкое распространение уже в ветви дземон по мере ее продвижения на север.

Другие интересные новости:

▪ 30-дюймовая LCD-панель для HDTV

▪ 4K-проектор JVC DLA-Z1

▪ Генерация электроэнергии из движущихся поездов

▪ Сверхсильные искусственные мышцы

▪ Апельсиновая цедра улучшает здоровье сердца

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Ведь, если звезды зажигают - значит - это кому-нибудь нужно? Крылатое выражение

▪ статья В каком языке вопросительное предложение обрамляется двумя вопросительными знаками? Подробный ответ

▪ статья Штемпелевщик этикеток. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронный тахометр для мотоцикла. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конструирование широкополосных трансформаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026