Ако имате дълговълнов транзисторен приемник в добро състояние, можете лесно да сглобите проста приставка за него - металотърсач. Веригата на металдетектора е конвенционален LC осцилатор с честота около 140 KHz. Намотката на осцилиращата верига L1 е с диаметър 12 cm, съдържа 16 навивки проводник (подходяща е всяка изолирана монтажна или лакирана намотка с диаметър 0,25 - 0,5 mm). Намотките се полагат върху платформа от шперплат с подходящ размер и се фиксират, например, с помощта на лепило - „студено заваряване“ или „течни нокти“.
Резистори и кондензатори - всякакви, маломощни, високочестотни транзистори, обратна проводимост.
Подходящи - KT315, KT3102 с всяка буква. Веригата е сглобена на платка, изработена от гетинакс или текстолит, не се изисква печатно окабеляване; частите могат да бъдат свързани с помощта на изолиран монтажен проводник.
След сглобяването веригата заедно с източника на захранване се намира до намотката върху платформа от шперплат с дървена дръжка с удобна дължина. Приемникът се монтира на дръжка и се настройва на честота на приемане, близка до 140 KHz, докато се появи звук, наподобяващ скърцане. Когато намотката се доближи до метален предмет, нейният тон ще се промени.
Въпреки простотата на схемата, такъв металотърсач практически не е по-нисък по отношение на чувствителността към индустриалните дизайни.
С негова помощ могат да бъдат открити метални предмети като златен пръстен или монета на дълбочина до 20 cm.
Схема на домашно изработен металдетектор, който е изграден върху пет микросхеми. Намира монета от 0,25 mm на дълбочина 5 cm, пистолет на дълбочина 10 cm и метален шлем на 20 cm.
Схематична диаграма
Схематичната диаграма на биещ металдетектор е показана по-долу. Веригата се състои от следните възли:
- кристален осцилатор,
- измервателен генератор,
- синхронен детектор,
- спусък на Schmidt,
- дисплейно устройство.
Кристалният осцилатор е реализиран на инвертори D1.1—D1.3. Честотата на генератора се стабилизира от кварцов или пиезокерамичен резонатор с резонансна честота 32768 Hz (часов кварц).
Ориз. 1. Принципна схема на кварцов биещ металдетектор.
Веригата R1C2 предотвратява възбуждането на генератора при по-високи хармоници. OOS веригата е затворена чрез резистор R2, а PIC веригата е затворена през резонатор Q1.
Генераторът е прост, има ниска консумация на ток от източника на захранване, работи надеждно при захранващо напрежение 3-15 V и не съдържа елементи за настройка или резистори с прекалено високо съпротивление.
Необходим е допълнителен тригер за броене D2.1 за генериране на сигнал с работен цикъл, точно равен на 2, който е необходим за последващата верига на синхронен детектор.
Измервателният генератор е реализиран на диференциално стъпало с помощта на транзистори VT1, VT2. PIC веригата е изпълнена галванично, което опростява схемата. Натоварването на диференциалната каскада е осцилаторната верига L1C1.
Честотата на генериране зависи от резонансната честота на колебателния кръг и до известна степен от работния ток на диференциалното стъпало. Този ток се задава от резистор R3.
За преобразуване на изходния сигнал с ниско напрежение на диференциалния етап в стандартни логически нива на цифрови CMOS микросхеми, се използва каскада във верига с общ емитер на VTZ транзистор.
Първият с тригер на Schmidt на елемент D3.1 осигурява стръмни импулсни ръбове за нормалната работа на следващия тригер за броене.
Необходим е допълнителен тригер за броене D2.2 за генериране на сигнал с работен цикъл, точно равен на 2, който е необходим за последващата верига на синхронен детектор.
Синхронният детектор се състои от умножител, реализиран върху елемента D4.1 “Изключително ИЛИ” и интегрираща верига R6C4. Неговият изходен сигнал е близък по форма до зъб на трион, а честотата на този сигнал е равна на разликата между честотите на кварцовия осцилатор и търсещия осцилатор.
Тригерът на Schmidt е реализиран на елемент D3.2 и генерира правоъгълни импулси от трионообразното напрежение на синхронния детектор.
Устройството за индикация е просто мощен буферен инвертор, внедрен върху останалите три инвертора D1.4-D1.6, свързани паралелно за увеличаване на товароносимостта. Натоварването на устройството за показване е светодиод и пиезо емитер.
Подробности
Намотка L1 е навита на дорник с диаметър 160 mm и има 100 навивки PEV тел - 0,2 mm.
Чувствителен малък металотърсач с кварцов резонатор
Металотърсачите, базирани на записващи удари, се оказват нечувствителни при търсене на метали със слаби феромагнитни свойства, като например мед, калай и сребро. Невъзможно е да се повиши чувствителността на металдетекторите от този тип, тъй като разликата в честотите на биене е трудно забележима при конвенционалните методи за индикация. Значителен ефект оказва използването на кварцови металдетектори. Метален детектор, чиято принципна диаграма е показана на фиг. 1, а, се състои от измервателен осцилатор, монтиран на транзистор VT1, и буферен етап - емитер последовател, монтиран на транзистор VT2, отделен от кварцов резонатор ZQ1 от индикаторно устройство - детектор на диод VD2 с усилвател на постоянен ток на транзистор VT3. Натоварването на усилвателя е стрелково устройство с общ ток на отклонение 1 mA.
Фиг. 1. (Малък чувствителен металдетектор)
Поради високия качествен фактор на кварцовия резонатор, най-малките промени в честотата на измервателния осцилатор ще доведат до намаляване на общото съпротивление на последния, както се вижда от характеристиката, показана на фиг. 1, б, и това в крайна сметка ще увеличи чувствителността на устройството и точността на измерванията.
Подготовката за търсенето се състои в настройка на генератора на паралелна кварцова резонансна честота от 1 MHz. Тази настройка се извършва от променливи кондензатори C2 (приблизително) и настройващ кондензатор C1 (точно) при липса на метални предмети в близост до рамката. Тъй като кварцът е свързващият елемент между измервателната и индикаторната част на уреда, неговото съпротивление в момента на резонанса е високо и минималното показание на циферблата показва, че уредът е точно настроен. Нивото на чувствителност се контролира от променлив резистор R8.
Особеност на устройството е пръстеновидната рамка L1, изработена от парче кабел. Централната жила на кабела се отстранява и вместо това се изтеглят шест навивки от тел тип PEL 0,1 -0,2 mm, дължина 115 mm. Конструкцията на рамката е показана на фиг. 1, а. Тази рамка има добра електростатична защита.
Здравината на конструкцията на рамката се осигурява чрез поставянето й между два диска от плексиглас или getypax с диаметър 400 mm и дебелина 5-7 mm.
Устройството използва транзистори KT315B, референтен диод - ценеров диод 2S156A и детекторен диод D9 с произволен буквен индекс. Честотата на кварца може да бъде в честотния диапазон от 90 kHz до 1,1 MHz. Кабел - тип РК-50.
Метален детектор с кварцова стабилизация на микросхеми
Напоследък на рафтовете на радиопазарите можете да намерите всякакви строителни комплекти или комплекти от компоненти, закупувайки които всеки може бързо да сглоби прост метален детектор без много усилия. Авторът имаше удоволствието да се запознае с няколко детски и юношески конструктори, които могат да се препоръчат и на възрастни.
Основата за един от тези комплекти беше верига за металотърсач, публикувана за първи път в края на 80-те години на миналия век и след това, с различни промени и допълнения, многократно публикувана в различни местни и чуждестранни публикации.
Схематична диаграма
Въпросният металотърсач е един от многото варианти на устройство тип BFO (Beat Frequency Oscillator), тоест това е устройство, базирано на принципа на анализиране на ударите на две честоти. Освен това, в този дизайн, промяната на честотата се оценява на ухо.
Както е известно, чувствителността на металдетектор тип BFO може да се увеличи до известна степен, ако изберете стойност на честотата на референтния осцилатор, която е 5-10 пъти по-висока от стойността на честотата на измервателния осцилатор. В този случай се оценява промяната в честотата на биене, която възниква между трептенията на основната честота на еталонния осцилатор и най-близката хармонична честота на измервателния осцилатор. В резултат на това промяната на честотата на измервателния генератор под въздействието на външни въздействия само с 10 Hz води до увеличаване на честотата на колебанията на разликата с 50-100 Hz.
По този начин, когато се избира честотата на измервателния осцилатор в диапазона 100-200 kHz, честотата на еталонния осцилатор трябва да бъде 500-2000 kHz. Трябва да се отбележи, че честотата на референтния осцилатор трябва да бъде стабилизирана.
Основата на схемата на това устройство (фиг. 3.12) се състои от измервателни и референтни осцилатори, буферни стъпала, смесител и верига за акустична индикация.
Ориз. 3.12. Принципна схема на металдетектор с кварцова стабилизация
Референтният осцилатор е направен на елементи IC1.1 и IC1.2 на микросхемата IC1, неговата работна честота е стабилизирана от кварцов резонатор Q1 (1 MHz). Измервателният или регулируем генератор е направен на елементи IC2.1 и IC2.2 на микросхемата IC2. Работната честота на този генератор се определя от параметрите на елементите, които образуват неговата осцилаторна верига, тоест капацитетите на кондензаторите C2, C3 и варикапа D1, както и индуктивността на намотката L1. В този случай промяната на капацитета на варикапа D1 се извършва с помощта на променлив резистор R2. Работната честота на измервателния генератор е в диапазона 200-500 kHz. Бобината L1 на осцилаторния кръг на регулируемия генератор е търсеща бобина. При приближаване до метален предмет индуктивността на бобината се променя, което води до промяна в работната честота на генератора и съответно до промяна в честотата на биене.
Каскадите, направени на елементи IC1.3 и IC2.3, осигуряват изолация на променливотоково напрежение между генераторите и също така отслабват влиянието на смесителя върху генераторите. От изходите на буферните стъпала RF сигналите се подават към смесител, направен на елемент IC1.4. След това бийт сигналът се изпраща към слушалките BF1. В този случай кондензаторът C10 осигурява филтриране на високочестотния компонент на сигнала.
Захранването на веригата се подава от източник B1 с напрежение 9 V през филтър, образуван от кондензатори C8 и C9.
Детайли и дизайн
Всички части на въпросното устройство (с изключение на търсещата бобина L1, резистор R2, конектори X1 и X2, както и превключвател S1) са разположени на печатна платка с размери 50x50 mm (фиг. 3.13), изработена от един -странично фолио гетинакс или текстолит.
Ориз. 3.13. Печатна платка (а) и разположение на елементи (б) на металдетектор с кварцова стабилизация
Няма специални изисквания към частите, използвани в това устройство. Препоръчително е да използвате всякакви кондензатори и резистори с малък размер, които могат да бъдат поставени на печатна платка без никакви проблеми. В този случай платката е предназначена за инсталиране на постоянни резистори като MLT-0.125 или други малки по размер (например MLT-0.25 или VS-0.125). Кондензаторите C2, C3, C5 и C7 могат да бъдат тип KT-1, кондензаторите C4, C7, C8 и C10 могат да бъдат тип KM-4 или K10-7V, а кондензаторът C9 може да бъде тип K50-6.
Променливият резистор R2 може да бъде всеки малък, но не се препоръчва използването на резистори, механично свързани към превключвателя на захранването S1 като такъв регулатор.
Кварцовият резонатор Q1 е монтиран на отделна плоча от фибростъкло, фиксирана успоредно на основната от страната на частите. Честотата му може да бъде всяка в рамките на 0,5-1,8 MHz. Въпреки това, ако се използва кварц с резонансна честота по-голяма от 1 MHz, някои източници препоръчват да се включи разделител между изхода на буферния елемент IC2.3 (щифт IC2/10) и съответния вход на миксера на елемента IC1 .4 (пин IC1/13) честота, понижавайки референтната честота до 0,5-1 MHz. Такъв разделител може да бъде направен на микросхема от серия K176 или K561.
Търсещата бобина L1 съдържа 50 навивки тел PELSHO с диаметър 0,27 mm и е направена под формата на пръстен с диаметър 180-220 mm. По-лесно е да направите тази намотка върху твърда рамка, но можете да го направите без нея. В този случай всеки подходящ кръгъл предмет може да се използва като временна рамка. Навивките на бобината се навиват на едро, след което се отстраняват от рамката и, за да се увеличи механичната якост, се импрегнират с епоксидно лепило. След това намотката L1 е екранирана с електростатичен щит, който представлява лента от алуминиево фолио с отворен край, навита върху сноп от навивки. Разстоянието между началото и края на навиването на лентата (разстоянието между краищата на екрана) трябва да бъде най-малко 15-20 mm. При направата на намотка L1 трябва да се внимава да не се съединят накъсо краищата на екраниращата лента, тъй като в този случай се образува късо съединение. За предпазване от повреда фолиото може да бъде обвито с един или два слоя изолационна лента.
Източник на звукови сигнали могат да бъдат слушалки с висок импеданс като TON-2, TA-4 или подобни.
Като източник на захранване B1 можете да използвате например батерия Krona или две батерии 3336L, свързани последователно.
Печатната платка с разположените върху нея елементи и захранването се поставят в подходящ метален корпус. На капака на корпуса са монтирани променлив резистор R2, конектор X1 за свързване на слушалки BF1, конектор X2 за свързване на търсещата бобина L1 и превключвател S1.
Настройвам
Това устройство трябва да се инсталира при условия, при които метални предмети се отстраняват от търсещата бобина L1 на разстояние най-малко 1,5 m.
Процесът на настройка на металдетектор се състои в настройване на измервателния генератор на честота от 100-200 kHz, което се извършва чрез избиране на стойността на капацитета на кондензатора C2. В този случай плъзгачът на променливия резистор R2 трябва да е в средно положение. Честотата на измервателния генератор се контролира от честотомер на изхода на елемент IC1.3 (извод IC1/10). Проследяването на коректността на избраната стойност на честотата на измервателния генератор се извършва чрез прослушване на сигнала на разликата в честотата в слушалките. Този сигнал трябва да е достатъчно силен при възможно най-високото съотношение на честотите на еталонния и измервателния осцилатор. Ако е необходимо, можете да използвате осцилоскоп, за да оцените амплитудата на биещия сигнал.
Оперативна процедура
При практическото използване на това устройство променливият резистор C1 трябва да се използва за поддържане на необходимата честота на биещия сигнал, който може да се променя под въздействието на различни фактори (например, когато се променят магнитните свойства на почвата, температурата на околната среда или разреждането на батерията ).
Ако по време на работа има метален предмет в обхвата на търсещата бобина L1, честотата на сигнала в телефоните ще се промени. При приближаване на някои метали честотата на биещия сигнал ще се увеличи, а при приближаване до други ще намалее. Чрез промяна на тона на биещия сигнал, с известен опит, можете лесно да определите от какъв метал, магнитен или немагнитен, е направен откритият обект.
С помощта на това устройство малки предмети (например монета със среден размер) могат да бъдат открити на дълбочина до 80-100 мм, а капак на шахта - на дълбочина 55-65 см.
Схематичната диаграма на биещ металдетектор е показана по-долу. Схемата се състои от следните компоненти: кварцов осцилатор, измервателен осцилатор, синхронен детектор, тригер на Schmidt и устройство за индикация. Кристалният осцилатор е реализиран на инвертори D1.1-D1.3. Честотата на генератора се стабилизира от кварцов или пиезокерамичен резонатор с резонансна честота 32768 kHz (часовников кварц).
Принципна схема на кварцов биещ металдетектор.
VT1, VT2 K159RE1
Веригата R1C2 предотвратява възбуждането на генератора при по-високи хармоници. OOS веригата е затворена чрез резистор R2, а PIC веригата е затворена през резонатор Q1.
Генераторът е прост, има ниска консумация на ток от източника на захранване, работи надеждно при захранващо напрежение 3-15 V и не съдържа елементи за настройка или резистори с прекалено високо съпротивление.
Необходим е допълнителен тригер за броене D2.1 за генериране на сигнал с работен цикъл, точно равен на 2, който е необходим за последващата верига на синхронен детектор.
Измервателният генератор е реализиран на диференциално стъпало с помощта на транзистори VT1, VT2. PIC веригата е изпълнена галванично, което опростява схемата. Натоварването на диференциалната каскада е осцилаторната верига L1C1.
Честотата на генериране зависи от резонансната честота на колебателния кръг и до известна степен от работния ток на диференциалното стъпало. Този ток се задава от резистор R3.
За преобразуване на изходния сигнал с ниско напрежение на диференциалния етап в стандартни логически нива на цифрови CMOS микросхеми, се използва каскада във верига с общ емитер на VTZ транзистор.
Първият с тригер на Schmidt на елемент D3.1 осигурява стръмни импулсни ръбове за нормалната работа на следващия тригер за броене.
Необходим е допълнителен тригер за броене D2.2 за генериране на сигнал с работен цикъл, точно равен на 2, който е необходим за последващата верига на синхронен детектор.
Синхронният детектор се състои от умножител, реализиран върху елемента D4.1 “Изключително ИЛИ” и интегрираща верига R6C4. Неговият изходен сигнал е близък по форма до зъб на трион, а честотата на този сигнал е равна на разликата между честотите на кварцовия осцилатор и търсещия осцилатор.
Тригерът на Schmidt е реализиран на елемент D3.2 и генерира правоъгълни импулси от трионообразното напрежение на синхронния детектор.
Устройството за индикация е просто мощен буферен инвертор, внедрен върху останалите три инвертора D1.4-D1.6, свързани паралелно за увеличаване на товароносимостта. Натоварването на устройството за показване е светодиод и пиезо емитер.
Намотка L1 е навита на дорник с диаметър 160 mm и има 100 навивки PEV тел - 0,2 mm.
Корякин-Черняк С.Л. Семян А.П.
Направи си сам металдетектори. Как да търсите, за да намерите монети, бижута, съкровища.