Металлоискатель на транзисторах со светодиодной индикацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Данный прибор, к сожалению, не позволяет определять примерные габариты и глубину залегания обнаруженного предмета, а также вид металла, из которого он изготовлен.

Принципиальная схема

Рис. 2.9. Принципиальная схема металлоискателя со светодиодной индикацией

Основу схемы предлагаемого металлодетектора составляют ВЧ-генератор, детектор ВЧ колебаний, усилитель постоянного тока с индикатором на светодиоде и стабилизатор питающего напряжения. Генератор высокой частоты выполнен на транзисторе Т3, в коллекторную цепь которого включен колебательный контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С1, зашунтированных резистором R4. Рабочая частота ВЧ-генератора составляет около 100 кГц и определяется индуктивностью катушки L1, которая одновременно является поисковой катушкой, и емкостью конденсатора С1.

При отсутствии в зоне действия катушки L1 металлических предметов ВЧ-сигнал, возбуждаемый в катушке связи L2, детектируется специальным детектором, в качестве которого используется эмиттерный переход транзистора Т4. При этом транзистор Т4 открывается. В результате, транзисторы Т5 и Т6, на которых собран усилитель постоянного тока, будут закрыты, а светодиод LD1 не светится.

После того как вблизи поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, ее индуктивность изменится. Это приведет к срыву колебаний ВЧ-генератора, что будет сразу зарегистрировано транзистором Т4, который закроется. При этом транзисторы Т5 и Т6 откроются, а светодиод LD1 начнет светиться.

Предлагаемая вниманию читателей конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом решение о наличии металлического предмета принимается по срыву колебаний ВЧ-генератора, регистрируемому специальным приемником и фиксируемому визуально. Главными отличительными особенностями данного прибора можно считать интересное схемотехническое решение анализатора, а также использование светодиода в качестве индикатора (рис. 2.9).

Питание металлоискателя со светодиодной индикацией осуществляется от источника В1 напряжением 9 В. При этом питающее напряжение стабилизируется специальной схемой, выполненной на транзисторах Т1 и Т2, которая представляет собой параллельный стабилизатор напряжения.

Детали и конструкция

Как и в предыдущей конструкции, для изготовления рассматриваемого металлоискателя можно использовать любую макетную плату. Поэтому к используемым деталям не предъявляются какие-либо ограничения, связанные с габаритными размерами. Монтаж может быть как навесной, так и печатный.

Катушки L1 и L2 наматываются виток к витку на круглом ферритовом сердечнике от магнитной антенны транзисторного радиоприемника. При этом катушка L1 содержит 120 витков, а катушка L2 - 45 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм. Необходимо отметить, что чувствительность металлоискателя зависит от длины применяемого ферритового стержня. Чем длиннее ферритовый сердечник, тем выше чувствительность устройства.

Вместо транзисторов типа SF215, указанных на схеме (рис. 2.9), в данной конструкции можно использовать практически любые отечественные кремниевые маломощные транзисторы с коэффициентом усиления не менее 100. Вместо диода типа GA100 рекомендуется применять любой германиевый диод серий Д2 или Д9, а светодиод типа VQA13 без проблем можно заменить, например, светодиодом АЛ102.

Схему предлагаемого металлодетектора можно значительно упростить, если вместо параллельного стабилизатора напряжения, выполненного на элементах Т1, Т2 и R1-R3, установить стабилитрон КС139 или любой интегральный стабилизатор на напряжение 4 В.

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

Плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса размещаются светодиод LD1 и выключатель питания S1. Эти элементы соединяются с платой гибким многожильным проводом. Корпус прибора можно расположить на конце любой удобной ручки.

К нижней части корпуса с внутренней стороны прикрепляется ферритовый стержень с установленными на нем поисковой катушкой L1 и катушкой связи L2. При этом провода, идущие от катушек к плате, должны быть как можно короче. Ферритовый стержень с катушками можно расположить и в специальном чехле, изготовленном из изоляционного материала. В качестве такого чехла автор много лет назад использовал пластмассовый футляр для зубной щетки, который был приклеен с внешней стороны к нижней части корпуса металлоискателя.

Налаживание

Главным условием, обеспечивающим качественную настройку данного прибора, является отсутствие крупногабаритных металлических предметов на расстоянии не менее одного метра от поисковой катушки L1.Налаживание металлодетектора следует начать с установки такого режима работы ВЧ-генератора, при котором возбуждаемые колебания были бы на грани срыва. Для этого сначала подстройкой резисторов R5 и R7 следует добиться возбуждения колебаний ВЧ, при которых светодиод начнет светиться. Предварительно движок подстроечного резистора R6 надо установить в среднее положение. Затем, медленно вращая движок резистора R6, необходимо добиться, чтобы светодиод погас.

Если теперь к ферритовому стержню приблизить металлический предмет, светодиод вспыхнет вновь. Регулировку желательно повторить несколько раз, стараясь найти такие положения движков подстроечных резисторов R5 и R7, при которых достигается максимальная чувствительность прибора.

Порядок работы

Порядок работы с рассматриваемым устройством прост и не нуждается в дополнительных пояснениях. При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету светодиод должен начать светиться.

В соответствии с данными, приведенными в первоисточнике, этот металлоискатель должен обладать следующей чувствительностью: крупные металлические предметы, например батареи центрального отопления, можно обнаружить на расстоянии 200 мм, мелкие металлические предметы (ножницы) - на расстоянии 50 мм, а медный силовой кабель - на расстоянии 40 мм. Помимо этого на маленькую отвертку прибор должен начинать реагировать с расстояния 30 мм, на маленький гвоздь, вбитый в стену, - с расстояния 20 мм, а на медный телефонный провод - с расстояния 10 мм.

Необходимо отметить, что параметры образца, изготовленного по приведенной схеме, были меньше указанных примерно на 25-30 %.

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:

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 Каплю жидкого металла научили вращаться 25.01.2026 Инженерия все чаще отходит от классических представлений о механизмах, заменяя жесткие конструкции гибкими и адаптивными системами. Особенно заметен этот сдвиг в робототехнике, биомедицине и микроэлектронике, где традиционные моторы оказываются слишком громоздкими или хрупкими. На этом фоне разработка команды Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) выглядит принципиально новым шагом: исследователи создали вращающийся двигатель, в котором движение возникает внутри капли жидкого металла. Новый тип актуатора получил название liquid metal droplet rotary paddle motor. Его ключевая особенность заключается в том, что вращение создается не за счет твердых роторов и подшипников, а благодаря управляемой циркуляции внутри самой металлической капли. В экспериментальной установке каплю жидкого металла помещают в солевой раствор и прикладывают к ней электрическое поле, в результате чего внутри возникают вихревые потоки, способные приводить в движение крошечную медную лопатку, погруженную в металл. В отличие от классического электродвигателя, состоящего из катушек, магнитов, вала и множества механических узлов, в системе UNSW практически отсутствуют жесткие движущиеся детали. Здесь сам жидкий металл одновременно выполняет роль проводника, рабочего тела и источника механического движения. Медная лопатка в этой конструкции не является активным элементом, а лишь "следует" за внутренними потоками, подобно пассажиру в течении реки. Руководитель проекта доктор Приянк Кумар подчеркивает, что использование потока самого жидкого металла позволяет создавать вращение без традиционной механики, делая двигатель компактным и изначально гибким. Такая архитектура особенно перспективна для систем, которые должны работать в деформируемых средах, включая мягкую робототехнику и потенциально даже медицинские импланты, где жесткие моторы быстро выходят из строя. Эксперименты показали, что жидкометаллический двигатель способен развивать скорость до 320 оборотов в минуту, что является рекордным значением для актуаторов на основе жидкого металла. Хотя такие показатели несопоставимы с промышленными электромоторами, для мягких роботов, микромеханизмов и систем, перемещающихся в узких каналах, этого более чем достаточно. Аспирант Ричард Фукс, автор концепции, сравнивает устройство с миниатюрным водяным колесом, где роль реки играет управляемый электрическим полем поток внутри капли. Интерес к подобным решениям во многом обусловлен уникальными свойствами жидких металлов, прежде всего сплавов на основе галлия. За последние годы они привлекли внимание ученых благодаря способности проводить электричество, менять форму, самовосстанавливаться и функционировать там, где твердые компоненты неприменимы. В данном случае жидкий металл становится не просто материалом, а полноценным элементом механической системы. Потенциальные области применения такого двигателя выходят далеко за рамки лаборатории. Профессор Университета Сиднея Куруш Калантар-Заде, сотрудничающий с командой UNSW, отмечает, что подобные моторы могут лечь в основу крошечных роботов, способных перемещаться по сложным пространствам внутри человеческого тела. Кроме того, они перспективны для гибкой электроники, носимых устройств, микрофлюидных систем и имплантов, где важны мягкость, адаптивность и минимальное механическое воздействие на окружающую среду. В то же время сами исследователи подчеркивают, что речь пока идет лишь о демонстрации принципа. Предстоит решить задачи масштабирования, долговечности, электрохимической стабильности и биосовместимости. Тем не менее разработка UNSW хорошо иллюстрирует более широкий технологический тренд: переход от жесткой "железной" механики к системам, в которых движение рождается на стыке физики, химии и электроники. Если такие двигатели найдут практическое применение, они могут открыть путь к устройствам, которые невозможно было бы создать с помощью классических моторов.

Другие интересные новости:

▪ Жизненный успех не зависит от тестостерона

▪ Снижение негативного воздействия телевидения на мозг

▪ Очистка воды и почвы от кадмия

▪ Гибридный электронаддув

▪ Водонепроницаемая гарнитура Jaybird X4

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

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

▪ статья Хранить как зеницу ока. Крылатое выражение

▪ статья Что такое ЗЭГ? Подробный ответ

▪ статья Плавка и розлив типографского сплава. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Халва. Простые рецепты и советы

▪ статья Морковный пульверизатор. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026