CD и радиодетали почтой
Диски со схемами, секретами ремонта, радиожурналами, книгами…
 

Для содержимого этой страницы требуется более новая версия Adobe Flash Player.

Получить проигрыватель Adobe Flash Player

 

Простой метаплоискатель 1


При ремонтных работах, когда в квартире приходится сверлить стены, есть вероятность наткнуться на металлическую арматуру, трубы или проводку. Чтобы этого не случилось, удобно воспользоваться металлоискателем для точного определения их места. Устройство позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки (что должно увеличить и глубину обнаружения).



Рис. 4.3. Электрическая схема металлоискателя


Электрическая схема, рис. 4.3, собрана на транзисторах, работающих в режиме микротоков, и состоит из ВЧ генератора (100 кГц) на VT1, который настраивается резистором R1 на максимальную чувствительность к металлическим предметам. В качестве катушек L1 и L2 используются две рамки, рис. 4.4. Транзисторы VT2, VT3 включены как диоды и обеспечивают стабилизацию режимов автогенератора — VT1 и активного детектора на VT4 при изменении напряжения питания и температуры. Резистор R6 устанавливает чувствительность металлоискателя. На транзисторах VT5 и VT7 собран звуковой автогенератор, который включается транзистором VT6. Для того чтобы обеспечить громкий звук пьезоизлучателя HF1, параллельно включена катушка L3, что увеличивает напряжение на пьезоизлучателе за счет резонанса между внутренней емкостью HF1 и индуктивностью L3.
При попадании в поле катушек L1-L2 металлического предмета частота генератора меняется, что приводит к уменьшению амплитуды напряжения на входе детектора (VT4) — он запирается, а транзистор VT6 откроется, что разре-

Рис. 4.4. Расположение катушек LI, L2 и вид конструкции металлоискателя

Рис. 4.5. Топология печатной платы и расположение элементов


шает работу звукового генератора. Данная схема по сравнению с аналогичными устройствами, использующими принцип биений частот, обеспечивает большую чувствительность и проще в изготовлении.
В качестве источника питания применена батарея типа "Корунд" или "Крона" (9 В), но может использоваться и любой стационарный источнике напряжением 6...10 В. Ток потребления в дежурном режиме не более 1,5 мА, при работе звукового сигнала — 7 мА.
Все элементы схемы размещены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита, рис. 4.5. Корпус для рамки выполняется из любых диэлектрических материалов, например склеивается из оргстекла. Катушки L1 и L2 одинаковые и содержат по 40+40 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм (периметр катушек 340 мм); L3 наматывается на двух склеенных вместе ферритовых кольцах типоразмера К10x6x3 мм марки 400...1000НМ — 250...300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм.
Подстроенные резисторы R1 и R6 типа СП5-16В, остальные могут быть любыми малогабаритными. Конденсаторы применены: С7 — типа К50-35 на 16В, остальные типа К10-17. Диод VD1 можно заменить любым импульсным. Микровыкпючатель SA1 типа ПД-9-2.
При настройке устройства, если не удается получить генерации на VT1 с помощью регулировки резистором R1 (контролировать осциллографом напряжение на этом резисторе), потребуется изменить фазу подключения выводов катушки L1. При регулировке схемы на максимальную чувствительность к металлическим предметам может потребоваться изменить расстояние перекрытия катушек А (рис. 4.4), после, чего рамки катушек фиксируются клеем..


Простой метаплоискатель 2

Этот метаппоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Так, крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см.
Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором. Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать.
В данной схеме (рис. 2.1) частота образцового генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента, в качестве которого использован пьезофильтр (ZQ1) на промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике. Такие элементы широко распространены (легко доступны) и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты образцового генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.
Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении ее к металлу меняется индуктивность катушки, что приводит к изменению частоты автогенератора Начальная частота автогенератора определяется элементами C1-C2-C3-L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте образцового генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).

I
Рис. 2.1. Электрическая схема металлоискателя


На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1/11 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр из R3-C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель — наушники BF.
Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре измерительного генератора, что повышает у него стабильность частоты. Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя (любой человек может на слух различить изменение частоты на 10 Гц в области низких частот).
В качестве автономного источника питания схемы можно использовать 7 аккумуляторных элементов Д-0,125 или уже собранный из них аккумулятор 7Д-0.125Д.
Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В (только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры).
Как известно из теории, чтобы получить большой коэффициент стабилизации от параметрического стабилизатора, необходимо чтобы последовательно с ним был установлен добавочный резистор. А коэффициент стабилизации у такого стабилизатора тем выше, чем больше величина этого резистора. Величину добавочного резистора можно увеличить, если входное напряжение значительно больше выходного (стабилизируемого). В данной схеме это делать нецелесообразно, и поэтому вместо добавочного резистора в цепи стабилитрона установлен транзистор VT1, как это предложено в Л6. Что позволяет повысить коэффициент стабилизации стабилитрона даже при минимальной разности напряжения эмиттер-коллектор у транзистора. VT1.
Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В,ло в этом случае стабилизации напряжения питания не будет
Потребляемый металлоискателем ток (а значит и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе звуковых наушников. По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно. Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства такой резистор объединен с включателем питания SA1.
Наушники соединяются через любое стандартное гнездо Х1. Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса, так как в домашних условиях трудно изготовить открывающийся отсек для доступа.
При изготовлении устройства использованы детали: конденсатор настройки С1 от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180); С2 и СЗ должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17); С6 — К53-1 на 16 В. Переменный резистор R6 типа СПЗ-ЗбМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные.
Пьезорезонатор (пьезофильтрZQ1) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01,-02 и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы, имеющие три вывода.
Элементы, выделенные на электрической схеме пунктиром, расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1 ...1,5 мм и размерами 75x40 мм (рис. 2.2). Плата размещается вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.
Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки, рис. 2.3. Она наматывается медным проводом ПЭВ (ПЭЛ) диаметром 1,2 мм на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта. Намотка выполняется в навал 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн, добротность 7,6). После намотки катушки рамка обматывается любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого тонкой алюминиевой фольгой, выпускаемой в виде ленты (например, типа ДПРХМ 0,1x30 ГОСТ 618-73). Такую фольгу используют в некоторых телефонных кабелях для выполнения внешнего экрана. Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не нужно (между концами экрана оставляем зазор, как это показано на рисунке).

Рис. 2.2. Топология печатной платы и расположение элементов
Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты измерительного автогенератора. Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.
На рис. 2.4 показан один из возможных вариантов выполнения конструкции корпуса металлоискателя. В качестве материала для закрепления рамки и платы с деталями подойдет любой диэлектрик, например, оргстекпо толщиной 5 мм. Если элементы питания используются типа Д-0,115, толщина корпуса может быть уменьшена до 25 мм (за счет их закрепления на плоскости между двумя платами).

Рис. 2.3. Конструкция катушки датчика L1

Рис. 2.4. Вид конструкции металлоискателя
Настройка схемы после проверки осциллографом наличия импульсов на выходах автогенераторов начинается со стабилизатора напряжения. На схему от лабораторного источника питания подаем напряжение 8,4 В (номинальное для указанных выше элементов питания) и измеряем потребляемый ток (без подключенных телефонов BF). Он не должен превышать 4,8 мА, для чего может потребоваться подбор резистора R4. Теперь цифровым вольтметром измеряем напряжение на стабилитроне VD1. При изменении питающего напряжения от 7 до 10 В на стабилитроне оно должно меняться не более чем на 0,07 В.
При напряжении питания 8,4 В подстройкой конденсатора С1 получаем на R5 сигнал разностной частоты (100...3000 Гц) между двумя генераторами. Его форма показана на рис. 2.5, а. После этого подкпючаем наушники и при удобной громкости сигнала (зависящей от R6) подстройкой резистора R5 устанавливаем рабочую точку у полевого транзистора VT2 так, чтобы на его стоке был меандр, рис. 2.5, б, (контролируем осциллографом). Теперь прибор готов к работе.

Рис. 2.5. Форма напряжения в контрольных точках схемы
Окончательную подстройку выполняем при помощи конденсатора G1 при отсутствии на расстоянии вблизи 1м металлических предметов.
Для удобства использования металлоискателя низкочастотный сигнал устанавливаем на слух в диапазоне 100...500 Гц. В этом случае будет более заметно изменение частоты при приближении рамки датчика к металлическому предмету. Причем, в зависимости от типа токопроводящего материала, частота может увеличиваться или уменьшаться до получения нулевых биений.
При помощи регулировки конденсатора С1 можно легко добиться нулевых биений, когда вообще нет звука при отсутствии металла. В этом случае сигнал появится при приближении к металлу рамки датчика, но вариант работы, при которой устанавливается небольшая начальная частота звука на выходе, позволяет добиться большей чувствительности

 

 

Ваша реклама в наших бесплатных электронных книгах и на страницах сайта
Припой « Cynel » от Европейского производителя
Copyright©Ukraine.Lviv reg.2010 . Украина.Львовская обл.г.Трускавец.