МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ на ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ КТ315Б Часть N1 -«Генератор» | Дмитрий Компанец
Сверхрегенеративный металлоискательСверхрегенеративный металлоискатель
Очень крутую схему Металлоискателя всего на одном транзисторе КТ315Б работающего от одной пальчиковой батарейки и потребляющего ток менее 1 мА !!! я подсмотрел на канале EPN.Electronics
вот ссылка не видео https://youtu.be/8EqpUXQ6_r0 там есть и схема и пояснения по ней.
Не очень долго думая, я стал рыть свои запасы старых радиодеталей и уже очень скоро смастерил генератор для Миноискателя.
Схема металлоискателя от EPN.ElectronicsСхема металлоискателя от EPN.Electronics
В этот раз я отказался от навесного монтажа по той простой причине, что мои излюбленные транзисторы КТ315 и КТ361 не очень терпят своими выводами фривольное обращение и имею свойство «обламывать» радиолюбителя обломившимися контактами.
Макетная самодельная платаМакетная самодельная плата
Самодельная макетка из старой платы от непонятно чего была собрана буквально за пару минут и вместо дорожек , а еще и в качестве радиатора , я использовал толстую медную проволоку от трансформатора.
Все детали разместились весьма скромно, не заняв и половины моей «супер непечатной платы».
Так как Металлоискатель разработан как продолжение схемы Джоуль Вора , а наматывать катушку для испытаний мне пока не из чего (проволоку ищу), я решил испытать этот генератор чистого импульса с помощью старого доброго трансформатора от поломанного магнитофона. Подпаявшись к его вторичной обмотке я запустил генератор и услышал тон в наушнике.
Тон или частота сигнала может варьироваться резистором переменным, которым в последствии я буду добиваться молчания и порога срабатывания этого самодельного металлоискателя на приближение металлических предметов.
Но все это уже в следующей серии …..
#МеталлоискательНаотдномТранзисторе #МеталлоискательНаКТ315Б #СамодельныйМеталлоИскатель
Металлоискатель начинающего кладоискателя (2 транзистора)
Основное предназначение: обнаружение предметов из стали и железа.
Схема простого транзисторного металлоискателя приведена на рис. 1, а. Он состоит из генератора высокой частоты и приемника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов.
Рис. 1. Принципиальная схема простого металлоискателя на двух транзисторах.
Приемник металлоискателя гетеродинного типа. Он выполнен всего на одном транзисторе V2, и совмещает в себе функции гетеродина и детектора.
Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является использование катушки индуктивности без отводов, что очень удобно для начинающих радиолюбителей.
Колебательный контур содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4—Сб. Частоту гетеродина можно изменить подстроечным сердеч ником катушки L2.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе V1 также по схеме емкостной трехточки. Частота генератора зависит от индуктивности катушки L1, которая выполнена в виде рамки.
Если вблизи катушки окажется металлический предмет, индуктивность ее изменится. Это приведет к изменению част оты генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником.
Если, к примеру, первоначально генератор настроен на частоту 465 кГц, а гетеродин приемника на частоту 465,5 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой 500 Гц. При приближении катушки L1 к металлу тональность сигнала в телефонах изменится. Это и послужит сигналом обнаружения металлического предмета.
Детали
Кроме транзисторов, указанных на схеме, можно применить германиевые транзисторы серий П401, П402.
Телефоны — ТОН-1 или ТОН-2. Причем оба капсюля нужно включить параллельно, чтобы общее сопротивление телефонов составило 800—1200 Ом. Все резисторы могут быть МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, конденсаторы — КЛС-1 или БМ-2, выключатель питания — однополюсный тумблер.
Батарея питания — три элемента 316, 343, соединенные последовательно. Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175 х 230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35.
Конструкция катушки L2 показана на рис. 1, б. В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН:
- первый каркас длиной 20—22 мм, закрепленный постоянно;
- второй каркас длиной 35—40 мм, подвижный, для подстройки катушки. Каркасы обернуты бумажной лентой, поверх которой намотана катушка — 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2), выводы катушки закреплены клеем.
Рисунок печатной платы приводится на рис. 1, в. Плату нужно соединить с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом XI гибким многожильным проводом в изоляции.
Катушку L2 нужно установить на расстоянии 5—7 мм от витков катушки L1. Колодку XI и выключатель рекомендуется прикрепить снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру можно приклеить деревянную ручку длиной около метра.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Металлоискатель начинающего кладоискателя (2 транзистора)
Основное предназначение: обнаружение предметов из стали и железа.
Схема простого транзисторного металлоискателя приведена на рис. 3.5, а. Он состоит из генератора высокой частоты и приемника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов.
Рис 3.5. Простой металлоискатель: а — принципиальная схема; б — конструкция катушки L2; в — рисунок печатной платы.
Приемник металлоискателя гетеродинного типа. Он выполнен всего на одном транзисторе V2, и совмещает в себе функции гетеродина и детектора.
Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является использование катушки индуктивности без отводов, что очень удобно для начинающих радиолюбителей.
Колебательный контур содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4—Сб. Частоту гетеродина можно изменить подстроечным сердеч ником катушки L2.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе V1 также по схеме емкостной трехточки. Частота генератора зависит от индуктивности катушки L1, которая выполнена в виде рамки. Если вблизи катушки окажется металлический предмет, индуктивность ее изменится. Это приведет к изменению част оты генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником. Если, к примеру, первоначально генератор настроен на частоту 465 кГц, а гетеродин приемника на частоту 465,5 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой 500 Гц. При приближении катушки L1 к металлу тональность сигнала в телефонах изменится. Это и послужит сигналом обнаружения металлического предмета.
Кроме транзисторов, указанных на схеме, можно применить германиевые транзисторы серий П401, П402.
Телефоны — ТОН-1 или ТОН-2. Причем оба капсюля нужно включить параллельно, чтобы общее сопротивление телефонов составило 800—1200 Ом. Все резисторы могут быть МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, конденсаторы — КЛС-1 или БМ-2, выключатель питания — однополюсный тумблер. Батарея питания — три элемента 316, 343, соединенные последовательно. Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175 х 230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35.
Конструкция катушки L2 показана на рис. 3.5, б. В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН:
- первый каркас длиной 20—22 мм, закрепленный постоянно;
- второй каркас длиной 35—40 мм, подвижный, для подстройки катушки. Каркасы обернуты бумажной лентой, поверх которой намотана катушка — 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2), выводы катушки закреплены клеем.
Рисунок печатной платы приводится на рис. 3.5, в. Плату нужно соединить с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом XI гибким многожильным проводом в изоляции.
Катушку L2 нужно установить на расстоянии 5—7 мм от витков катушки L1. Колодку XI и выключатель рекомендуется прикрепить снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру можно приклеить деревянную ручку длиной около метра.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Схема металлоискателя на транзисторах в домашних условиях. Простой металлоискатель в домашних условиях
Без сомнения, многих начинающих радиолюбителей заинтересует конструкция простого металлоискателя, основой для которого послужила схема, неоднократно публиковавшаяся в отечественных и зарубежных специализированных изданиях в середине 70-х годов прошлого столетия. С помощью этого металлодетектора, выполненного всего на двух транзисторах, можно обнаруживать металлические предметы, удаленные от поисковой катушки на несколько десятков сантиметров.
Принципиальная схема
Данная конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип измерения девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом оценка изменения частоты осуществляется на слух (рис. 2.4).
Рис. 2.4.
Принципиальная схема простого металлоискателя на двух транзисторах
Основу схемы прибора составляют генератор высокой частоты и приемник, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к металлическим предметам.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе Т1 по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур опорного генератора состоит из цепочки последовательно включенных конденсаторов С1, С2 и С3, к которым подключена катушка L1. Рабочая частота ВЧ-генератора определяется индуктивностью этой катушки, которая одновременно является поисковой катушкой.
Одной из особенностей данного устройства можно считать то, что в качестве анализатора в нем используется приемник гетеродинного типа, который выполнен всего на одном транзисторе. При этом каскад на транзисторе Т2 совмещает функции гетеродина и детектора. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является возможность использования катушки индуктивности без отводов, что хоть и незначительно, но упрощает конструкцию. Колебательный контур гетеродина содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4, С5 и С6. Частоту гетеродина можно изменять, вращая подстроечный сердечник катушки L2.
С коллектора транзистора Т2 продетектированный сигнал подается на головные телефоны BF1.
Если вблизи катушки L1 окажется металлический предмет, то ее индуктивность изменится. Это приведет к изменению частоты опорного генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником металлоискателя. В результате тональность сигнала в телефонах BF1 изменится.
Детали и конструкция
Все детали простого металлоискателя на двух транзисторах за исключением поисковой катушки L1, катушки гетеродина L2, разъема Х1 и выключателя S1 расположены на печатной плате размерами 70х40 мм (рис. 2.5), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.
К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Желательно использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате. Как видно из принципиальной схемы, в этом металлодетекторе применяются устаревшие ВЧ-транзисторы типа П422, П401 или П402. Вместо них можно использовать любые современные ВЧ-транзисторы проводимости p-n-p, предназначенные для работы во входных каскадах радиоприемников.
Поисковая катушка L1, используемая в опорном генераторе, представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, на которую намотаны 32 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,35 мм или, например, ПЭЛШО диаметром 0,37 мм.
В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки ферритового стержня типа 400НН или 600НН диаметром 7 мм. Длина первого из них, закрепленного постоянно, составляет около 20-22 мм. Второй стержень подвижен и используется для регулировки индуктивности катушки. Его длина составляет 35-40 мм. Каркасы стержней обернуты бумажной лентой, на которую наматываются 55 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,2 мм. Также можно использовать провод типа ПЭВ-1 или ПЭВ-2.
Катушку L2 (рис. 2.6) следует установить на расстоянии 5-7 мм от плоскости расположения витков катушки L1.
В качестве источника звуковых сигналов можно использовать головные телефоны с сопротивлением 800-1200 Ом. Подойдут и широко известные телефоны ТОН-1 или ТОН-2, однако при их применении оба капсюля нужно включить не последовательно, а параллельно, то есть подключить плюс одного капсюля к плюсу другого, а минус — к минусу. При этом общее сопротивление телефонов должно составить примерно 1000 Ом.
Рис. 2.5.
Печатная плата (а) и расположение элементов (б) простого металлоискателя на двух
транзисторах
Питание простого металлоискателя на двух транзисторах осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В. В качестве такого источника можно использовать, например, так называемую квадратную батарейку типа 3336Л или три элемента типа 316, 343, соединенные последовательно.
Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются выключатель S1 и разъем Х1 для подключения головных телефонов BF1.
Катушки L1 и L2 соединяются с платой гибким многожильным изолированным проводом.
Налаживание
Настройку металлоискателя следует проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L1 на расстояние не менее 1,5 м.
Рис. 2.6.
Конструкция катушки L2
После включения питания следует проверить напряжения на эмиттерах транзисторов. На эмиттере транзистора Т1 должно быть напряжение -2,1 В, а на эмиттере транзистора Т2 — около -1 В.
Далее, медленно перемещая подстроечный сердечник катушки L2, необходимо добиться появления в телефонах громкого чистого сигнала низкой частоты. Если первоначально генератор настроен, например, на частоту 465 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой около 500 Гц.
При приближении катушки L1 к металлическому предмету, в качестве которого в процессе настройки может использоваться, например, консервная банка, тон звучания низкочастотного сигнала в головных телефонах будет изменяться. Начало изменения тона сигнала необходимо хотя бы приблизительно зафиксировать. После этого, перемещая сердечник катушки L2 для более точной подстройки частоты гетеродина, следует добиться наибольшей чувствительности устройства.
На этом процесс настройки простого металлодетектора на двух транзисторах заканчивается.
Порядок работы
Проведение поисковых работ с помощью данного прибора не имеет каких-либо особенностей. Если в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, то высота тона в головных телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала будет увеличиваться, а при приближении к другим — уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, цветного или так называемого черного, изготовлен обнаруженный предмет.
Металлоискатели довольно полезные приборы, достаточно вспомнить военную специальность минера. А еще, конечно же, выскакивают ассоциации искателей старинных кладов с золотом, закопанных в земле. Но и в обычной повседневной жизни такие приборы тоже необходимы, будь то поиск труб в грунте в различных областях, кабелей, люков и прочих промышленных металлических штук. Но что вам читателям ближе, так это что-то типа поиска скрытой проводки в стене ли какого-нибудь злополучного гвоздика. Вот такую простую и зарекомендовавшую себя схему металлоискателя для подобных целей мы и рассмотрим здесь, чтобы собрать ее своими собственными руками и порадоваться, и возгордиться, и получить пользу.
Для начала о видах металлоискателей. Они в основе принципов своей работы делятся на несколько типов.
Самые сложные и чувствительные, но и самые дорогие, построены по принципу передачи/приёма радиосигнала . Сложность дороговизна заключается не только в обилии электронных компонентов схемы, но и в необходимости квалифицированной настройки контуров.
Есть еще несколько видов по разным принципам: индукционные, измерители частоты, импульсные, ослабление генерации, метод биений, импульсная индукция, срыв резонанса… Я пытался вникнуть в разных описаниях про них и, честно говоря, запутался, так как описания, а вернее, типы на которые делятся металлоискатели, расходятся. Да нам вряд есть смыл знать эти тонкости классификаций черт с ними, с этими классификациями! Суть-то всех прибором в общем-то в одном: изменение частоты генератора при попадании в поле катушки (либо двух катушек, либо одной из двух катушек) металлического предмета. Это изменение частоты как правило очень незначительное, и вторая суть той или иной схемы — уловить это малейшее изменение и во что-то преобразовать. Как правило, преобразовывается в звуковой сигнал генератора, с изменением его частоты, для контроля по направлению металла.
Вот схема этого простого металлоискателя, которую сможет повторить любитель без большого опыта.
Чувствительность данного металлоискателя:
* Обнаружение монеты — 10-15 см (при хорошей наладке некоторые хватаются, что до 50 см!)
* Стальные ножницы — 20-25 см
* Крупные предметы — 1-1,5 метра
Схема состоит из двух высокочастотных генераторов, каждый — на одном транзисторе (VT1 и VT2). Частота левого генератора (VT1) изменяется при попадании в поле L1 металла, а частота правого (VT2) остается неизменной. Номиналы элементов обоих генераторов подобраны так, чтобы частоты генераторов лишь незначительно отличались. Генераторы работают на радиочастоте (более 100кГц), и такой звук не слышим ни нашим ухом, ни воспроизводится динамиком. Но небольшая их разница, к примеру 160 кгЦ и 161 кгЦ равна 1 кГц — это уже слышимые ухом колебания. А обе катушки генераторов (L1, L2) индуктивно связаны (находятся вблизи), поэтому оба сигнала от генераторов с разницей в 1 кГц объединяются и мы слышим так называемые амплитудные биения частотой 1кГц.
Настройка металлоискателя
Включив питание, подбором резистора R2 на эммитере VT1 добиваются напряжения -2.1В относительного общего плюса. Затем то же самое делают резистором R4 на эммитере VT2 до -1В. Далее медленным перемещением подвижного сердечника катушки L2 подстраивают генератор так, чтобы в наушниках появился громкий ясный звук низкой частоты.
Детали схемы металлоискателя
Катушка L1 — прямоугольная рамка 175х230 мм, 32 витка, ПЭВ-2 0.35 (чертеж ниже)
Катушка L2 — ее конструкция на рисунке ниже. В двух цилиндрах из бумаги (6) находятся стержни диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20-22мм (закреплен неизменно), другой (2) — 35-40мм (для подстройки частоты генератора). Намотка: 55 витков диаметром 0,2 мм.
Вот так примерно делается рамка L1, внутрь которой помешается L2 (как можно ближе к краю L1).
Надо добавить, что рамка должна быть сделана как можно более жесткой, провод после обмотки пропитать лаком или эпоксидной смолой. Также жестко крепится внутри нее и L2.
Как вы понимаете, это самая трудоемкая и важная часть работы, на ее выполнение потребуется всё ваше старание и способности. Ваши умелые ручки должны проявиться в полной мере! От того, как выполните ее, будет зависеть удобство работы, ее четкость и, как следствие, результат и вообще: удовольствие вы будте получать в процессе или заниматься половым сношением со своим девайсом.
Для L2 что-то типа таких штук от старых радиоприемников можно попробовать поискать и использовать. Там пластмассовые каркасы катушек с резьбой и ввинчивающиеся в них ферриты, имеющих выемку под отвертку на своем торце.
Транзисторы : практически любые p-n-p , работающие в нужных частотах (более 100 кГц), желателен подбор с более высоким коэффициентом усиления — чувствительность металлоискателя будет выше. Подойдут даже древние П401, П422, если завалялись старые музейные приемники а-ля «Спидола».
Зарубежные аналоги: SFT316, SFT357, 2N1524, 2N1526, 2SA108, 2SA109, 2SA110, 2SA111, 2SA112, 2SA351, 2SA352, 2SA353, 2SA354, 2SA355, SFT316, SFT354, SFT357, 2N1524, 2N1526, 2SA108, 2SA109, 2SA110, 2SA111, 2SA350, 2SA351.
С таким же успехом могут использоваться транзисторы n-p-n перехода, нужно лишь поменять полярность батареи питания при их использовании.
Конденсаторы : С1, С2 и С5, С6 желательно все одного типа, чтобы меньше «убегала» настроенная частота при смене температуры. Остальные не имеет значения.
Наушники — а вот с ними сложней (на схеме обозначены BF1): для данной схемы нужны высокоомные (типа ТОН-1, ТОН-2, ТА-4, ТА-56, ТГ-1 и др.) сопротивлением обмотки порядка 1600 Ом. О них писалось в статье про . Любые современные имеют порядка десятком Ом, поэтому звук в них будет очень тихим.
Металлоискатель с УНЧ под обычные низкоомные наушники
Поэтому, если вы не найдете высокоомные наушники (что более вероятно), тогда есть смысл собрать схему с каскадом на составном транзисторе КТ503Е-КТ502Е. В этой схеме уже можно использовать современные наушники. Также в ней добавлен переменный резистор R10 на 150 Ом. Меняя его сопротивление, можно менять ток всей схемы, таким образом плавно подгоняя частоту в полевых условиях, при необходимости, вместо того, чтобы обращаться за неудобной подстройкой катушки L2.
Левая часть схемы, как видите, та же самая, добавлена дополнительная часть справа. Замена: КТ503 на КТ315 или КТ342, а транзистор КТ502 – на КТ603, КТ608, КТ626.
Удачных вам поисков кладов! 🙂 А если серьезно, то сделав подобный металлоискатель компактным и взяв его с собой в поездку на море, он сможет вас очень выручить, если вдруг кто-то из ваших близких дам посеет на пляже золотую сережку или кулон, что порой случается. Да и в домашнем арсенале хозяйственного мужика такому приборчику найдется место.
Вы еще не видели мой электромагнитный маятник?
Я без сомнения могу сказать, что это самый простой металлоискатель из всех что я видел. В основе которого лежит всего одна микросхема TDA0161. Вам не нужно будет ничего программировать – просто собрать и все. Еще, его огромное отличие в том, что он при работе не издает никаких звуков, в отличии от металлоискателя на микросхеме NE555, который изначально неприятно пищит и о найденном металле нужно догадываться по тональности.
В этой схеме зуммер начинает пищать только тогда, когда обнаружит металл. Микросхема TDA0161 это специализированный промышленный вариант для индукционных датчиков. И на ней в основном строят металлодетекторы для производства, дающие сигнал при приближении металла к индукционному датчику.
Приобрести такую микросхемку можно на —
Стоит она не дорого и вполне доступна каждому.
Вот схема простого металлоискателя
Характеристики металлоискателя
- Напряжение питание микросхемы: от 3,5 до 15В
- Частота генератора: 8-10 кГц
- Потребляемый ток: 8-12 мА в режиме сигнализации. В состоянии поиска примерно 1 мА.
- Рабочая температура: от -55 до +100 градусов Цельсия
Для питания хорошо подойдет аккумулятор от старого сотового телефона.
Катушка: 140-150 витков. Диаметр катушки 5-6 см. Можно переделать на катушку большего диаметра.
Чувствительность будет зависеть напрямую от размеров поисковой катушки.
В схеме я использую и световую сигнализацию и звуковую. Можно выбрать что-нибудь одно, если хотите. Зуммер с внутренним генератором.
Благодаря такой несложной схеме можно сделать карманный металлодетектор или большой металлоискатель, в зависимости от того что вам больше необходимо.
Металлоискатель после сборки работает сразу и в настройки не нуждается, за исключением выставлением порога срабатывания переменным резистором. Ну это стандартная процедура для металлоискателя.
Так что друзья, собирайте вещь нужная и, как говориться, в хозяйстве сгодиться. К примеру, для поиска электропроводки в стене, хоть гвоздей в бревне…
Этот металлоискатель способен обнаруживать: крупные металлические предметы (железное ведро, крышку от люка, водопроводную трубу) на глубине до одного метра, а также мелкие предметы (монеты или шурупы) на глубине до 15—20 см.
Прибор построен на основе самых распространенных деталей, которые имеются в запасах любого радиолюбителя. Металлоискатель выполнен по известному и широко применяемому в таких приборах принципу биений между частотами двух высокочастотных генераторов. Частота одного из них (опорного) постоянна, а частота второго (поискового) меняется под действием внешних металлических предметов, изменяющих индуктивность его катушки при попадании в зону ее действия.
Принципиальная схема
Принципиальная схема металлоискателя показана на рис. 1. Опорный генератор выполнен на транзисторе VT1. Частота его колебаний определяется параметрами контура L1C3 и составляет около 1 МГц.
Поисковый генератор выполнен на транзисторе VT2, он тоже вырабатывает сигнал примерно той же частоты. Разница состоит в том, что в контуре опорного генератора используется небольшая катушка с ферритовым сердечником.
Рис 1. Принципиальная схема простого самодельного металлоискателя.
Поэтому на ее индуктивность внешние металлические предметы практически не оказывают существенного действия.
Катушка контура поискового генератора намотана на большем каркасе в виде рамки. Она не имеет сердечника. В результате ее индуктивность сильно меняется при ее приближении к металлическому объекту, который в этом случае начинает выполнять функции перемещающегося сердечника.
Сигналы от обоих генераторов поступают на диодный смеситель на диоде VD1. В результате на конденсаторе С12 получается продукт вычитания частот генераторов.
Чем ближе величины этих частот, тем ниже звуковой тон на этом конденсаторе, а чем более отличаются частоты генераторов, тем выше тон звука в динамике В1, на который поступает сигнал (продукт работы диодного смесителя).
Сигнал поступает через низкочастотный усилитель на транзисторах ѴТЗ—ѴТ6.
При помощи переменного конденсатора С7 поисковый генератор можно настроить таким образом, чтобы при отсутствии поблизости металлических предметов тон звука в динамике был самым низким.
Затем при приближении катушки L2 к металлу частота генератора на ѴТ2 начинает изменяться. Разность частот генераторов увеличивается, а следовательно, тон в динамике будет подниматься. При точном нахождении металла звук перейдет в пронзительный писк.
Детали и конструкция
Катушку L1 следует наматывать на ферритовом стержне диаметром 8 мм, например, от магнитной антенны радиоприемника. Длина стержня уменьшена до 30 мм.
Предварительно на стержень нужно надевать каркас — гильзу, склеенную из ватмана, которая перемещается по нему с некоторым трением.
Катушка L1 должна содержать 110 витков провода ПЭВ диаметром 0,2—0,3 мм. Отвод необходимо сделать от 16-го витка считая от коллектора VT1.
Катушка L2 — поисковая. Ее нужно намотать на каркасе, представляющем собой рамку размерами 120 х 220 мм, сделанную из оргстекла, пластмассы или дерева.
Намотку нужно вести проводом ПЭВ диаметром 0,4 х 0,6 мм. Катушка должна содержит 45 витков с отводом от 10-го, считая от коллектора VT2.
Катушку необходимо соединить с основным блоком трехжильным экранированным проводом. Катушка должна быть расположена на расстоянии около 1 метра от основного блока (закреплена на алюминиевой трубке или деревянной рейке).
Сам прибор (основной блок, содержащий генератор на VT1 и УЗЧ с динамиком и батареей питания) можно смонтировать в корпусе от радиоприемника. От этого же приемника целесообразно использовать:
- динамик;
- переменный конденсатор;
- стержень для катушки L1.
Конструкция может быть и другой, все зависит от возможностей и желания.
Конденсатор С7 может быть с минимальной емкостью не более 10 пФ, и максимальной не менее 150 пФ.
Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102 или КТ312, КТ316. Транзисторы МП35 можно заменить на МП35—МП38, а транзистор МП39 на МП39—МП42.
Диоды Д9 — с любой буквы, или Д2, Д18, ГД507. Динамик — любой сопротивлением от 4 Ом до 100 Ом, например, динамик от радиоприемника или головные телефоны. Батарея питания на 9 В, можно использовать «Крону» или подходящий аккумулятор.
Внимание: Питание от сетевого источника 220 В не желательно, потому что при этом возникает фон переменного тока и понижается чувствительность прибора в целом.
Настройка
Настройка заключается в подстройке катушки L1 таким образом, чтобы при среднем положении ротора конденсатора С7 и при отсутствии внешних металлических предметов в динамике был слышен звук самого низкого тона.
В дальнейшем при работе подстройка перед началом поиска будет производится конденсатором С7.
При отсутствии колебаний от генератора на VT1 нужно подобрать номинал С4 или (и) подстроить режим работы каскада подбором номинала R2. Если не возбуждается генератор на VT2, нужно подстроить С8 и подогнать режим работы транзистора подбором номинала R6.
Прибор отличается высокой чувствительностью, и работа с ним требует определенных навыков. Так что нужно потренироваться.
При работе важно учитывать, что при приближении к черным металлам (железо, сталь, чугун) частота генератора на VT2 уменьшается, а при приближении к цветным — возрастает.
В данной статье речь пойдет об одном из простых металлоискателей, сборку которого можно осуществить доступными советскими радиодеталями. К ним можно отнести транзисторы с маркировкой КТ и МП, а также резисторы и конденсаторы из популярной радиоаппаратуры. Большинство нужных деталей без проблем можно найти в старых радиоустройствах.
Схема состоит из пяти узлов, структуру которых можно просмотреть на рисунке 1:
- Задающий генератор частоты, служащий для создания эталонной частоты.
- Поисковый генератор частоты. Его частота будет изменяться при нахождении металла.
- Низкочастотный усилитель для увеличения разности сигнала генераторов.
- Узел, воспроизводящий звук.
- Источник питания.
Данное устройство напоминает металлоискатель на двух транзисторах, но в нем добавлен усилитель звука, и, несмотря на простоту, у него неплохие показатели обнаружения металла. Он отлично подойдет для массового поиска и сбора черного металла. Если найти радиодетали и немного времени, то вы с легкостью соберете металлоискатель на примере этой познавательной статьи.
Сборка элементов схемы
Сборку схемы можно осуществить на одностороннем фольгированном текстолите. Руководствуясь рисунком 2, на котором изображена схема металлоискателя на транзисторах, считаем количество соединений и острым предметом создаем соответствующее количество контактных площадок. После залуживания плата готова к сборке деталей (рис. 3). Для более качественной сборки можно продумать и нарисовать самодельную печатную плату.
Ниже представлен список необходимых деталей и указания к некоторым из них:
- 14 резисторов мощностью от 0,125 Вт. Номиналы:
- R1, R5 – 100 кОм;
- R2, R6, R11 – 10 кОм;
- R3, R7 – 1 кОм;
- R4, R8 – 5,1 кОм;
- R9 – 6,2 кОм;
- R10, R13 – 220 кОм;
- R12 – 3,9 кОм;
- R14 – 3 кОм.
- 14 конденсаторов, желательно термостойких:
- Электролитические на 6 В: С10, С14 – 47 мкФ; С12, С13 – 22 мкФ;
- Переменные конденсаторы С7 – до 10 пФ / от 150 пФ;
- Подстроечный конденсатор C8 – 6 / 25 пФ;
- С1, С11 – 47 нФ;
- C2, C6 – 4,7 нФ;
- C3 – 100 пФ;
- С4 – 47 пФ;
- C5, C9 – 2,2 нФ.
- Пять транзисторов:
- 3.1 VT1, VT2 – КТ315. В качестве аналогов можно использовать КТ3102, КТ312 или КТ316;
- 3.2 VT3, VT4, VT5 – МП35. Заменить можно на МП от 36 до 38;
- 3.3 VT6 – МП39. Подойдут так же МП от 40 до 42;
- 2 диода Д9Ж, или другие – Д18, Д2, ГД 507.
- Элемент питания 4,5 В в виде трех батареек типа АА. Можно использовать батарейку крона 9 В, но в таком случае необходимо поменять электролитические конденсаторы на напряжение выше 9 В.
- Динамик сопротивлением от 5 до 100 Ом. Подойдут динамики из детских игрушек, домофонных трубок, радиоприемников или головной телефон.
- Контактный разъем для батарейки (рис. 4).
- Микропереключатель или тумблер для выключения.
Металлоискатели не могут работать без катушек, выполняющих главную роль в устройстве. В следующем пункте статьи подробно опишем их роль в работе и процесс изготовления.
Создание катушек генераторов
Первичная катушка L1 является образцовой и вместе с конденсатором С3 служит для создания задающей частоты генератора. Вторичная катушка L2 работает таким же образом, но она выполняется без сердечника. Это позволяет воздействовать на нее металлическим предметам и изменять частоту генератора, что и приводит к разности частот для сигнала.
Ниже описано, как изготовить самодельные катушки без особых сложностей.
Для каркаса катушки L1 нужен металлический стержень диаметром 8 мм и длиной 3 см. Можно использовать антенну с радио. На стержень необходимо намотать ватман. Делаем это для возможности регулировки частоты перемещением стержня относительно катушки, поэтому важно чтобы ватман прилегал очень плотно для исключения самопроизвольного перемещения. После окончательной настройки металлоискателя в последнем пункте, можно зафиксировать стержень клеем. Образец катушки изображен на рисунке 5.
Обмотку катушки L1 выполняем проводом ПЭВ диаметром 0,2 – 0,3 мм. Производим намотку 110-ти витков на ватман строго в один ряд, стараясь не допускать пропусков или промежутков между витками. На 16-м витке делаем отвод, не разрывая провода. После намотки можно залакировать провод, но необходимо соблюдать доступность движения металлического стержня внутри. Соединение провода производим согласно схеме.
Вторая катушка L2 выполняется в виде прямоугольной рамки размером 12 x 22 см. Каркас можно выполнить из пластмассы, оргстекла, фанеры и прочего, не проводящего ток, материала. Делаем поднос или собираем только несущий прямоугольник, в который можно будет навалом уложить обмотку. Готовые образцы можно увидеть на рисунке 6.
Провод, как и в первом случае, выбираем марки ПЭВ, но диаметром 0,4 – 0,6 мм. Наматываем 45 витков, делая вывод на 10-м витке. После полного изготовления и настройки металлоискателя можно будет зафиксировать и изолировать обмотку лаком. Соединение со схемой осуществляем экранированным кабелем с наличием минимум двух жил. Такие кабели используются в качественной аудиоаппаратуре и в магистральных линиях связи, так же их можно приобрести в магазине электроники.
Изготовление конструкции металлоискателя
В первую очередь необходимо решить из какого материала выполнить штангу. Предпочтение лучше отдать диэлектрическому материалу, чтобы исключить проблемы в работе металлоискателя. Вариантов много: труба ПВХ, телескопическая удочка, деревянный шест. При выборе стоит учесть такие показатели, как вес, гибкость, способность к разборке, удобство.
Если вы планируете проводить в поисках металла много времени, малый вес и удобный подлокотник с ручкой сэкономят вам много сил. Но не стоит забывать, что легкий материал может гнуться. В случае с ПВХ трубой, это можно компенсировать засыпанным внутрь песком или дополнительными поддерживающими конструкциями. С разборной штангой не будет проблем с транспортировкой. Для реализации этой идеи можно посетить сантехнический магазин, и собрать отличный металлоискатель своими руками на различных переходниках (рис. 7).
После того как определились с выбором штанги, необходимо закрепить на ней катушку. Тут все просто – никакого металла. Воспользуйтесь пластмассовым крепежом, заранее закрепленными ушками на каркасе катушки, переходниками или просто надежным клеем.
Схему помещаем в пластмассовую коробку. Для динамика можно проделать маленькие отверстия для хорошей слышимости. Плату, динамик, первичную катушку и коробочку для батареек можно закрепить клеем. Коробку располагаем в метре от поисковой катушки и крепим удобным способом – с помощью пластмассовых крепежей или клея.
На этом моменте у вас собран простой металлоискатель на транзисторах, нуждающийся в точной настройке и проверке.
Настройка устройства
Настройка металлоискателя заключается в создании одинаковой частоты в обоих генераторах. При достижении такого результата, из динамика будет издаваться максимально низкий, еле слышный тон.
Для начала убираем из радиуса действия металлоискателя все металлические предметы. Учитываем бетонные стены и полы, так как в них может находиться металлическая арматура. Выставляем все переменные конденсаторы в среднее положение. Изменением положения стержня в катушке L1 добиваемся нужного тона или его отсутствия. При дальнейшей эксплуатации устройства пользуемся для регулировки конденсатором С7. После настройки подносим металлический предмет на различные расстояния от поисковой катушки и убеждаемся в работоспособности металлоискателя.
Если металлоискатель не заработал, проверяем блоки и детали схемы. Проверку начинаем с транзисторов, а затем проверяем диоды. Чтобы проверить усилитель звука, достаточно откинуть резистор R9 от генераторов и подключить его к звуковому выходу любого, воспроизводящего звук, устройства (рис. 8).
Если детали и усилитель в рабочем состоянии, то настраиваем транзисторные генераторы. Для этого пробуем изменить номиналы конденсатора С4 и резистора R2 для задающего генератора, и резистора R6 для поискового генератора. Второй генератор можно попробовать запустить подстроечным конденсатором С8.
В помощь радиолюбителю. Выпуск 7 [Вильямс Никитин] (fb2) читать онлайн
(а.с.
) (и.с.
Цвет фоначерныйсветло-черныйбежевыйбежевый 2персиковыйзеленыйсеро-зеленыйжелтыйсинийсерыйкрасныйбелыйЦвет шрифтабелыйзеленыйжелтыйсинийтемно-синийсерыйсветло-серыйтёмно-серыйкрасныйРазмер шрифта14px16px18px20px22px24pxШрифтArial, Helvetica, sans-serif»Arial Black», Gadget, sans-serif»Bookman Old Style», serif»Comic Sans MS», cursiveCourier, monospace»Courier New», Courier, monospaceGaramond, serifGeorgia, serifImpact, Charcoal, sans-serif»Lucida Console», Monaco, monospace»Lucida Sans Unicode», «Lucida Grande», sans-serif»MS Sans Serif», Geneva, sans-serif»MS Serif», «New York», sans-serif»Palatino Linotype», «Book Antiqua», Palatino, serifSymbol, sans-serifTahoma, Geneva, sans-serif»Times New Roman», Times, serif»Trebuchet MS», Helvetica, sans-serifVerdana, Geneva, sans-serifWebdings, sans-serifWingdings, «Zapf Dingbats», sans-serif
Насыщенность шрифтажирныйОбычный стилькурсивШирина текста400px500px600px700px800px900px1000px1100px1200pxПоказывать менюУбрать менюАбзац0px4px12px16px20px24px28px32px36px40pxМежстрочный интервал18px20px22px24px26px28px30px32px
Составитель:
Никитин Вильямс Адольфович «В помощь радиолюбителю» Выпуск 7 (Электроника своими руками)Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ
1.1. Имитатор шума прибоя
Цыбульский В. [1]
Иногда может понадобиться вставить в какую-нибудь фонограмму звуки морского прибоя. Принципиальная схема такого имитатора представлена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема имитатора шума морского прибоя
В качестве источника шумового электрического сигнала использован стабилитрон V1 и усилитель на транзисторе V2, включенный по схеме с общим эмиттером. С его коллекторной нагрузки (резистор R2) усиленный шумовой сигнал поступает на вход эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе V3.
Далее с резистора R3 сигнал подается на амплитудный модулятор, который собран на транзисторах V4 и V5 и предназначен для периодического изменения уровня сигнала. Для этого сигнал подается на базу транзистора V4, а в цепь его эмиттера включен промежуток коллектор-эмиттер транзистора V5. Сопротивление этого промежутка периодически изменяется под воздействием поступающего на базу переменного напряжения, которое генерируется симметричным мультивибратором, собранным на транзисторах V6 и V7, и формируется фильтром нижних частот, состоящим из резисторов R8, R7 и конденсатора С4.
Мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы в форме меандра (длительность импульса равна длительности паузы), а фильтр формирует из них напряжение, приближающееся по форме к треугольному. Скорость нарастания и убывания напряжения можно изменять подбором сопротивлений резисторов и емкости конденсатора фильтра, а также сопротивлений резисторов R10 и R11. Выходной сигнал с гнезд X1 «Выход» можно подавать на вход магнитофона.
1.2. Канарейка
Белоусов В. [2]
Этот несложный имитатор голоса канарейки совершенно не нуждается в налаживании и сразу после сборки начинает работать. Принципиальная схема имитатора, показанная на рис. 2, представляет собой несимметричный мультивибратор, собранный на двух р-n-р транзисторах с дополнительной цепочкой R4, С3 между базами.
Рис. 2. Принципиальная схема имитатора голоса канарейки
В качестве звукоизлучателя можно использовать капсюль ДЭМ-4М или какой-либо другой с внутренним сопротивлением в пределах от 50 до 100 Ом. Питание производится от батареи GB1 напряжением 9 В. В схеме можно использовать также транзисторы структуры n-р-n, например КТ315 с любым буквенным индексом. В этом случае необходимо изменить на обратную полярность батареи питания и электролитических конденсаторов С1 и С3.
1.3. Имитатор звуков капели
Шиповский С. [3]
Принципиальная схема этого имитатора (рис. 3) очень проста и соответствует симметричному мультивибратору, собранному на р-n-р транзисторах КТ814Б. Могут также использоваться транзисторы структуры n-р-n, например КТ815Б, для чего необходимо изменить на обратную полярность батареи питания и электролитических конденсаторов С1 и С2. Коллекторными нагрузками обоих плеч мультивибратора служат излучатели звука ВА1 и ВА2, в качестве которых используются динамические головки прямого излучения 0.5ГДШ-2-8.
Питание на схему имитатора подается с батареи GB1 напряжением 4,5 В, например типа 3336Л.
Устройство не нуждается в налаживании. С помощью переменного резистора R2 можно регулировать частоту «капели».
Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков капели
1.4. Универсальный имитатор
Ерофеев М. [4]
Этот имитатор способен вырабатывать самые разные звуки: птичьих трелей, тревожной сирены, работы мотоцикла и т. п. Принципиальная схема имитатора приведена на рис. 4.
Рис. 4. Принципиальная схема универсального имитатора
Она содержит два симметричных мультивибратора. Первый, собранный на транзисторах VT1 и VT2, работает на сверхнизкой частоте, второй, собранный на транзисторах VT3 и VT4, — на звуковой частоте. Транзистор VT5 служит для усиления мощности генерируемого сигнала и нагружен на динамическую головку прямого излучения ВА1. Интегрирующая цепочка R5, С3 преобразует прямоугольные импульсы, вырабатываемые первым мультивибратором, придавая им треугольную форму.
Выбор того или иного звучания производится путем подбора емкостей конденсаторов и перестановкой перемычек или перепайкой проводников, присоединенных к верхним по схеме выводам резисторов R7 и R8. Если выбраны конденсаторы С1 = 10 мкФ, С2 = 20 мкФ, С3 = 200 мкФ, С4 = С5 = 0,01 мкФ, при показанных на схеме соединениях имитатор вырабатывает сигнал тревожной сирены.
Глава 2 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
2.1. Металлоискатель на микросхеме
Нечаев И. [5]
Работа металлоискателя основана на классическом принципе: используются два генератора — эталонный и поисковый. Частота эталонного генератора постоянна, а частота поискового генератора зависит от индуктивности поисковой катушки. Колебания генераторов поступают на смеситель, на выходе которого возникают колебания разностной частоты. Если на поисковую катушку не оказывают влияния местные металлические предметы, частоты колебаний обоих генераторов получаются равными, а разностная частота — нулевой. Если же в магнитном поле поисковой катушки оказывается металл, ее индуктивность изменяется, изменяется частота колебаний поискового генератора, и на выходе смесителя образуются биения разностной частоты, которые могут быть зарегистрированы. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 5.
Рис. 5. Принципиальная схема металлоискателя на микросхеме
Эталонный генератор собран на элементе DD1.1. Колебания прямоугольной формы, частота которых fэ определяется колебательным контуром L1, C1, С2, СЗ, поступают на один из входов элемента DD1.3, используемого в качестве смесителя. Поисковый генератор собран на элементе DD1.2. Частота генерируемых им колебаний fn определяется колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С4, С5. Колебания поискового генератора подаются на второй вход смесителя DD1.3. На выходе смесителя (вывод 11) образуются колебания разных частот: частоты колебаний эталонного генератора fэ, частоты колебаний поискового генератора fn, суммарной частоты fэ + fn и разностной частоты ±(fэ — fn). Кроме того, образуются колебания комбинационных частот типа mfэ ± nfэ. Из всего этого спектра частот полезной является составляющая разностной частоты, которая через резистор R3 поступает на регулятор громкости R4, а оттуда — на соединитель XS1 для подключения головных телефонов. Остальные частотные составляющие отфильтровываются конденсатором С6.
Катушка L1 содержит 200 витков провода ПЭВ-2 (0,09 мм), намотанных на каркасе, помещенном в броневой сердечник диаметром 8,6 мм из феррита 600НН с подстроечником. Для катушки L2 в алюминиевую трубку диаметром около 6 мм и длиной 950 мм помещают 18 отрезков провода МГТФ-0,07, трубку сгибают, а витки соединяют последовательно. Индуктивность катушки — около 350 мкГн. Элементы схемы, за исключением батареи, соединителя и поисковой катушки, размещены на печатной плате, показанной на рис. 6.
Рис. 6. Чертеж печатной платы металлоискателя на микросхеме
Металлоискатель в собранном виде показан на рис. 7.
Рис. 7. Металлоискатель в собранном виде
Печатная плата помещена в алюминиевый корпус с прорезями под ручки управления. Батарея питания «Крона» размещается внутри рукоятки.
При использовании металлоискателя конденсатором С2 устанавливают частоту биений, после чего их тон при приближении к металлу изменяется вверх или вниз в зависимости от того, выше или ниже частота эталонного генератора частоты поискового, а также свойств металла: ферромагнетических или диамагнетических (черный или цветной металл).
Металлоискатель этой конструкции способен обнаруживать массивные металлические предметы на глубине до 1 м от поверхности земли.
2.2. Транзисторный металлоискатель [6]
С помощью этого металлоискателя можно обнаружить массивные металлические изделия на глубине до 60 см от поверхности земли, а небольшую монету — на глубине до 5 см.
Построение схемы соответствует классическому принципу — образование биений между колебаниями двух генераторов: эталонного и поискового, схема которого содержит поисковую катушку индуктивности. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 8.
Рис. 8. Принципиальная схема транзисторного металлоискателя
Эталонный генератор собран на транзисторе Т1. Частота генерируемых им колебаний определяется колебательным контуром L1, С1. Положительная обратная связь создается конденсатором С3. Поисковый генератор собран на транзисторе Т2, в коллекторную цепь которого включена выносная головка с колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С5 и Сб. Колебания обоих генераторов с эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 через развязывающие цепочки С4, R7 и С9, R8 поступают на диодный смеситель Д1. Высокочастотные комбинационные составляющие подавляются фильтром нижних частот R9, СЮ, а низкочастотные биения через разделительный конденсатор С11 подаются на вход двухкаскадного усилителя, собранного на транзисторах Т3 и Т4, который нагружен на пьезоэлектрические головные телефоны Тл.
Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм и содержит 115 витков провода ПЭЛ 0,3 мм с отводом от 15-го витка, считая от коллектора. Катушка L2 выполнена в виде рамки из 50 витков провода ПЭЛ 0,5 мм с отводом от 10-го витка, считая от конденсатора С7.
Витки катушки огибают четыре стойки, установленные на изоляционной пластине выносной головки (рис. 9), которая соединяется с основной схемой трехжильным кабелем длиной 1,5 м.
Вместо транзисторов ОС44 и ОС71 можно использовать КТ361Б. Диод ОА70 можно заменить диодом Д2Ж.
Рис. 9. Размещение деталей выносной головки
2.3. Искатель скрытой проводки
Борисов А. [7]
Этот простой миниатюрный прибор предназначен для определения места прохождения в стене скрытой электрической проводки, что необходимо во избежание ее повреждения и поражения электрическим током при сверлении в стенах отверстий. Принципиальная схема прибора помещена на рис. 10.
Рис. 10. Принципиальная схема искателя скрытой проводки
Она содержит всего три транзистора: на двух — VT1 и VT3 — собран мультивибратор с емкостными связями, третий — VT2 — представляет собой электронный ключ.
Как только замкнутся контакты выключателя SB1 и на схему будет подано питание, мультивибратор начнет работать, а транзисторы — поочередно отпираться, что приведет к частым вспышкам светодиода HL1. Транзистор VT2 при этом заперт. Стоит приблизить щуп WA1 к электрическому проводу, вокруг которого имеется электрическое поле, — как транзистор VT2 откроется и через низкоомный резистор R4 замкнет цепь базы VT3 на минус. В результате колебания мультивибратора будут сорваны, и светодиод погаснет. Питание на схему напряжением 9 В подается от батареи «Крона» или «Корунд».
Все детали искателя кроме щупа размещаются на печатной плате (рис. 11).
Рис. 11. Чертеж печатной платы (в масштабе 2:1) искателя скрытой проводки
Щуп состоит из пластмассового конического колпачка, внутри которого располагается металлический стержень.
Устройство помещается в пластмассовый корпус, показанный на рис. 12, который можно склеить из молочного оргстекла. Такая миниатюрная конструкция позволяет носить искатель в кармане.
Рис. 12. Внешний вид корпуса искателя
2.4. Металлоискатель
Булгак Л., Степанов А. [8]
Металлоискатель этой конструкции, собранный на транзисторах и одной микросхеме К159НТ1Г, которая представляет собой набор из двух биполярных транзисторов, построен по классической схеме, содержащей два генератора и устройство, позволяющее распознавать изменения частоты биений. Основное отличие этого металлоискателя От других известных конструкций состоит в том, что генераторы собраны на транзисторах, сформированных на одном кристалле. Это обеспечивает высокую стабильность частоты генераторов, возможность использования частоты биений менее 10 Гц. Металлоискатель способен обнаруживать гвозди на глубине 15 см от поверхности земли, а крышки колодцев — на глубине 60 см. Потребление тока от батареи 3336Л напряжением 4,5 В не превышает 2 мА.
Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис. 13.
Рис. 13. Принципиальная схема металлоискателя
Генераторы собраны по одинаковым схемам с общей базой и обратной связью с коллектора на эмиттер через конденсаторы С3 и С7.
Сигналы обоих генераторов смешиваются на резисторе R5 и детектируются диодами V4, V5, включенными по схеме удвоения напряжения. При детектировании образуются комбинационные частоты. Высокочастотные составляющие подавляются конденсатором С11, а разностная частота через конденсатор С12 поступает на вход усилителя звуковой частоты. Транзистор V6 работает в линейном режиме, a V7 и V9 — в ключевом, благодаря чему синусоидальный сигнал преобразуется в прямоугольный. Конденсатор С14 дифференцирует положительные перепады, а отрицательные подавляются диодом V8. Резистор R16 используется в качестве регулятора громкости.
Начальная настройка прибора на нулевые биения производится сердечником катушки L2. Подстрока частоты эталонного генератора в рабочем режиме выполняется стабилитроном V3, исполняющем функции варикапа, с помощью переменного резистора R7.
Поисковая катушка L1 наматывается внавал на оправке диаметром 160 мм и содержит 100 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,3 мм. После снятия с оправки катушка пропитывается эпоксидной смолой и экранируется — обматывается фольгой с наличием зазора на концах. Катушка L2 содержит 250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм и помещается в броневой сердечник СБ-23-11a. Индуктивность катушки — 4 мГн. В качестве звукоизлучателя В1 используются высокоомные головные телефоны.
Глава 3 РЕЛЕ ВРЕМЕНИ
3.1. Реле времени на одном транзисторе
Виноградов Е. [9]
Рассматриваемое реле времени срабатывает при кратковременном нажатии кнопки и отпускает после заданного промежутка времени. Принципиальная схема реле приведена на рис. 14.
Рис. 14. Принципиальная схема реле времени на одном транзисторе
В исходном состоянии транзистор Т1 заперт, электромагнитное реле Р обесточено, а конденсатор С1 разряжен. При нажатии кнопки Кн конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания практически до напряжения этого источника. После отпускания кнопки появляется ток базы транзистора, достаточный для его отпирания, от коллекторного тока срабатывает реле, и начинается медленный разряд конденсатора. По мере разряда уменьшается напряжение на конденсаторе, вследствие чего падает ток базы транзистора и его коллектора. Когда коллекторный ток станет меньше тока удержания реле, оно отпустит.
Время выдержки определяется скоростью разряда конденсатора или постоянной времени разряда, которая равна произведению емкости конденсатора на сопротивление цепи разряда — параллельное соединение двух цепей: резисторы R3, R4, R5 и R1 с сопротивлением эмиттерного перехода транзистора. В верхнем по схеме положении движка переменного резистора R5 резистором R4 можно устанавливать выдержку в пределах от 1 до 10 с, резистором же R5 — более минуты.
В схеме можно использовать транзистор КТ361В и электромагнитное реле РЭС15, паспорт РС4.591.004. Если необходимо реле с двумя группами переключающих контактов, можно использовать РЭС52, паспорт РС4.555.020.
3.2. Реле времени на транзисторах
Суковатицин А. [10]
Это реле времени собрано на трех транзисторах, два из которых соединены по схеме мультивибратора. Благодаря этому исключается обычный недостаток нечеткого срабатывания, когда транзистор должен запереться при уменьшении тока базы. Принципиальная схема реле показана на рис. 15.
Рис. 15. Схема реле времени на транзисторах
В исходном состоянии, показанном на схеме, после подачи на схему питания начинается заряд конденсатора С1. Ток заряда течет от плюса источника питания через эмиттерный переход транзистора VT2, С1 (по схеме справа налево) и резистор R3 на минус питания. Транзистор VT2 отпирается, и срабатывает электромагнитное реле К1, что приводит к замыканию контактов К1.1. Это приводит к отпиранию до насыщения транзистора VT3. Низкий потенциал его коллектора приводит к тому, что потенциал базы транзистора VT1 также низкий, и он заперт. Конденсатор С1 заряжен до напряжения, почти равного напряжению питания. Это состояние является устойчивым.
Запуск реле времени осуществляется кратковременным нажатием кнопки Кн. При этом транзистор VT3 запирается, потенциал его коллектора резко возрастает, что приводит к отпиранию транзистора VT1 и опрокидыванию мультивибратора. Транзистор VT2 запирается, и реле обесточивается. Это приводит к размыканию контактов К1.1. Начинается перезаряд конденсатора. Ток протекает от плюса источника питания через открытый транзистор VT1, С1 (по схеме слева направо), резисторы R2, R1 на минус питания. Скорость перезаряда определяется сопротивлением указанных резисторов, то есть регулятором R1. По мере перезаряда положительный потенциал базы VT2 уменьшается и, наконец, становится отрицательным. В этот момент отпирается транзистор VT2 и мультивибратор вновь опрокидывается, срабатывает реле К1, замыкаются контакты К1.1 и отпирается транзистор VT3, что препятствует переходу мультивибратора в режим генерации. Конденсатор С1 быстро заряжается через резистор R3 и эмиттерный переход VT2. Схема вновь оказалась в устойчивом состоянии и готова к следующему запуску.
В схеме можно использовать электромагнитное реле РЭС9, паспорт РС4.529.029-09.
3.3. Реле времени
Дробница Н. [11]
Это реле времени отличается от рассмотренных выше. Его схема не содержит электромагнитного реле. Оно рассчитано на бесконтактную коммутацию нагрузки мощностью до 1000 Вт, но в режиме ожидания потребляемая мощность не превышает 1 Вт. Диапазон установки выдержки времени — от 0 до 30 мин. Принципиальная схема реле приведена на рис. 16.
Рис. 16. Принципиальная схема реле времени
Питание реле производится от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью диодного моста VD1-VD4. В одну диагональ моста подается напряжение сети последовательно с нагрузкой Rн, а ко второй диагонали подключен тиристор VS1. Поэтому, пока тиристор заперт, нагрузка обесточена. В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен, транзисторы VT2-VT4 открыты, a VT1 и тиристор заперты.
После нажатия кнопки SB1 конденсатор С1 через резистор R5 и переходы транзисторов VT2, VT3 заряжается до напряжения стабилизации VD6. При отпускании кнопки на левой обкладке С1 появляется отрицательный потенциал. Транзисторы VT2-VT4 запираются положительным потенциалом на стоке VT2 и базе VT1. VT4 подает отпирающее напряжение на управляющий электрод тиристора. Конденсатор С1 разряжается через резистор R8, сопротивление которого определяет скорость разряда. Когда напряжение на С1 достигнет напряжения отсечки VT2, последний откроется скачком за счет положительной обратной связи через транзисторы VT3, VT4. Потенциал стока VT2 упадет, VT1 и VS1 запрутся, нагрузка обесточится, установится исходное состояние реле.
Глава 4 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
4.1. Электронный коммутатор
Иванов Б. [12]
Большинство электронных осциллографов являются однолучевыми и позволяют наблюдать на экране форму лишь одного колебания. Но часто возникает желание увидеть одновременно формы двух колебаний, например форму сигнала на входе и выходе какого-либо устройства. Для этого необходим двухлучевой осциллограф. Однако с помощью сравнительно простой приставки однолучевой осциллограф позволяет решить эту задачу. Такой приставкой является электронный коммутатор. Он поочередно подключает на вход усилителя вертикального отклонения каждый из исследуемых сигналов.
Принципиальная схема электронного коммутатора показана на рис. 17.
Рис. 17. Принципиальная схема электронного коммутатора
Исследуемые сигналы подаются на клеммы «Вх. 1» и «Вх. 2», а сигнал с клемм «Вых.» — на соединитель «Вход У» осциллографа. Переменные резисторы R1 и R10 служат регуляторами уровня входных сигналов, подаваемых на базы коммутирующих транзисторов VT1 и VT2, которые поочередно открываются и запираются импульсами, поступающими в цепи эмиттеров с симметричного мультивибратора. Транзисторы VT1 и VT2 работают на коллекторную нагрузку R6, с которой снимается результирующий сигнал на клеммы «Вых.».
Резисторы R2, R3 и R8, R9 служат для установки режимов коммутирующих транзисторов. Переменный резистор R5 предназначен для сдвига осциллограмм в вертикальном направлении. При симметричной схеме линии разверток обоих сигналов совпадают и их осциллограммы накладываются одна на другую. При вращении резистора R5 симметрия нарушается и одна осциллограмма сдвигается по вертикали вверх, а другая — вниз.
Элементы схемы электронного коммутатора размещаются на печатной плате, показанной на рис. 18. Вместо транзисторов П416Б можно использовать КТ3107Б. При применении КТ3102Б нужно изменить на обратную полярность включения батареи питания и электролитических конденсаторов.
Рис. 18. Чертеж печатной платы электронного коммутатора
4.2. Измеритель емкости на логической микросхеме [13]
Измерение емкости конденсатора С основано на методе перезаряда конденсатора и заключается в измерении среднего значения зарядного тока. Если конденсатор периодически заряжается до напряжения U и разряжается до нуля с частотой f зарядный (или разрядный) ток I равен количеству электричества Q, протекающего через конденсатор в секунду: I = Q·f = C·U·f тогда:
C = (1/U·f)·I
Итак, если проводить измерения при постоянных значениях напряжения и частоты, емкость будет численно равна среднему значению зарядного или разрядного тока. Принципиальная схема измерителя емкости приведена на рис. 19.
Рис. 19. Принципиальная схема измерителя емкости
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота их повторения определяется сопротивлением одного из резисторов R1-R4 и емкостью одного из конденсаторов С1-С4. Элементы DD1.3 и DD1.4 включены параллельно для получения достаточного зарядного тока. Когда на их выходах уровень равен лог. 1, измеряемый конденсатор заряжается через диод VD2 и стрелочный прибор до напряжения питания. При уровне лог. 0 конденсатор разряжается через диод VD1 до нуля. Конденсатор С5 сглаживает колебания стрелки. Прибор имеет четыре диапазона измерений: 50, 500, 5000 пФ и 0,05 мкФ, устанавливаемые переключателем SA1. При налаживании на каждом диапазоне к гнездам XS1, XS2 подключается конденсатор известной емкости, и стрелка прибора устанавливается на нужное деление шкалы. В качестве стрелочного прибора используется миллиамперметр на 1 мА с сопротивлением рамки 240 Ом.
4.3. Прибор для проверки кварцевых резонаторов
Агафонов Ю. [14]
Прибор (рис. 20) проверяет кварцевый резонатор в реальном режиме генерации высокой частоты (от 100 кГц до 10 МГц).
Рис. 20. Принципиальная схема прибора для проверки кварцевых резонаторов
Генератор собран на полевом транзисторе VT1. С его стока высокочастотные колебания подаются на базу транзистора VT2, включенного эмиттерным повторителем, и выпрямляются диодом VD1. Выпрямленное отрицательное напряжение с анода поступает на индикатор РА1 через резисторы R3 и R4. По отклонению стрелки можно судить об исправности кварцевого резонатора. Подключение дополнительного конденсатора С4 расширяет пределы частоты генерации.
4.4. Прибор для проверки тринисторов
Борисов А. [15]
Предлагаемый прибор позволяет проверять исправность тринисторов и симисторов. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 21.
Рис. 21. Схема прибора для проверки тринисторов
Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 В через сетевой трансформатор Т1. Переменное напряжение вторичной обмотки подается на зажим ХР2, предназначенный для подключения к аноду проверяемого прибора, и через резистор R4 — на зажим ХР4 для подключения к катоду. Зажим ХР3 подключается к управляющему электроду.
Если тринистор исправен, после включения питания тумблером Q1 светодиоды HL2 и HL3 гореть не должны, так как тринистор заперт. Если зажигается светодиод, тринистор пробит. Далее нужно нажать кнопку SB1. При этом на управляющий электрод тринистора подаются через диод VD1 положительные полуволны напряжения и должен загореться светодиод HL2 «П», сигнализирующий о прохождении прямого тока. Если же загорается и светодиод HL3, тринистор неисправен и пропускает обратный ток. Если HL2 не горит, тринистор оборван. При проверке исправности симистора нажатие кнопки SB1 сопровождается зажиганием обоих светодиодов. Сетевой трансформатор собирается на магнитопроводе Ш20×30. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, вторичная обмотка — 240 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,35 мм.
Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ
5.1. Сенсорный звонок
Гончар А. [16]
В этой схеме используется обычный электрический звонок, питающийся от сети переменного тока напряжением 220 В. Но вместо звонковой кнопки используется сенсорная пластина. Принципиальная схема звонка показана на рис. 22.
Рис. 22. Схема сенсорного звонка
Устройство постоянно подключено к сети. Выпрямленное диодом VD3 и стабилизированное с помощью VD4 напряжение на конденсаторе С1 составляет примерно 20 В. Составной транзистор VT1, VT2 заперт. При касании сенсорной пластины наведенное напряжение выпрямляется диодом VD1 и отпирает составной транзистор. Срабатывает электромагнитное реле К1 и контактами К1.1 включает звонок. После разряда конденсатора С1 на обмотку реле оно отпускает, и звонок выключается. Теперь следует прекратить прикосновение к сенсору. Если же продолжать его касаться, реле не сработает, так как ток ограничивается большим сопротивлением резистора R5. Таким образом, длительность звучания звонка определяется скоростью разряда конденсатора. Диод VD2 защищает транзисторы от пробоя напряжением самоиндукции обмотки реле.
Выбор электромагнитного реле определяется следующим образом: начальный ток разряда конденсатора через обмотку реле в момент отпирания составного транзистора должен превышать ток срабатывания реле. Длительность звучания звонка (время разряда конденсатора от начального тока до тока отпускания реле) должна быть не менее половины секунды.
Ток разряда конденсатора выражается формулой:
где
i — мгновенное значение тока,
Io — начальный ток разряда,
τ — постоянная времени цепи разряда, равная произведению емкости конденсатора на сопротивление обмотки реле.
Если известен ток отпускания реле Iк, можно найти время t, за которое ток разряда изменится от I0 до Iк:
Используем электромагнитное реле РЭС10, паспорт РС4.529.031-03, контакты которого допускают коммутацию переменного напряжения 220 В. Его обмотка имеет сопротивление 630 Ом, ток срабатывания 22 мА, ток отпускания 3 мА. Если конденсатор заряжен до 20 В, начальный ток разряда составит 20/630 = 31,8 мА, что гарантирует срабатывание реле. Отношение Iк/I0 окажется равным 0,0943 и натуральный логарифм этого отношения -2,36. Постоянная времени цепи разряда — 200 мкФ х 630 Ом — дает 0,126 с.
Тогда t = 0,126 х 2,36 = 0,3 с, чего совершенно недостаточно. Следует заметить, что выбор другого реле задачи не решает. Поэтому в схеме следует увеличить емкость конденсатора до 500 мкФ. Тогда пропорционально увеличится время звучания до 0,75 с.
5.2. Электронный звонок
Яковлев В. [17]
В этой схеме (рис. 23) на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1 собран блокинг-генератор, работающий в режиме прерывистой генерации за счет цепочки R1, С4. Вырабатываемые пачки коротких импульсов со вторичной обмотки трансформатора поступают на динамическую головку ВА1, которая воспроизводит звук, похожий на трели соловья. Тумблером SA1 можно изменить характер звучания. Включение питания от сети через трансформаторный выпрямитель осуществляется с помощью обычной звонковой кнопки SB1.
Рис. 23. Схема электронного звонка
Элементы схемы, за исключением сетевого трансформатора, динамической головки, держателя предохранителя и тумблеров SA1 и SB1 размещаются на печатной плате, показанной на рис. 24.
Рис. 24. Чертеж печатной платы электронного звонка
В качестве блокинг-трансформатора Т1 используется выходной трансформатор от приемника «Россия-303», «Альпинист-407» или др. Трансформатор Т2 собирается на магнитопроводе Ш20х20, первичная обмотка содержит 3000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм, вторичная — 165 витков ПЭВ-1 0,35 мм. Можно использовать готовый трансформатор кадровой развертки ТВК-110А, у которого применяется вторичная обмотка, намотанная толстым проводом.
Вместо транзистора ГТ402Г можно установить КТ505А или КТ603Б, но в этом случае придется изменить на обратную полярность выпрямителя и электролитических конденсаторов.
5.3. Электронный звонок на микросхемах
Глотов А. [18]
Этот звонок воспроизводит звук, похожий на сирену. Его принципиальная схема приведена на рис. 25.
Рис. 25. Принципиальная схема звонка на микросхемах
На элементах DD1.1-DD1.3 собран генератор инфранизкой частоты 0,5-20 Гц, а на элементах DD2.1-DD2.3 — генератор звуковой частоты. Элементы DD1.4 и DD2.4 являются буферными. Транзистор VT1 используется в качестве ключа: на базу поступают инфранизкочастотные колебания, а с эмиттера на генератор звуковой частоты подается питание, которое плавно нарастает и спадает благодаря наличию конденсатора С3. Изменения напряжения питания приводят к изменениям генерируемой звуковой частоты. Транзистор VT2 работает усилителем мощности, коллекторной нагрузкой которого является динамическая головка ВА1. Питание напряжением 4,5 В подается с батареи типа 3336Л или с трех малогабаритных аккумуляторов, соединенных последовательно.
Значительная часть элементов схемы размещена на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 26.
Рис. 26. Печатная плата электронного звонка на микросхемах
Примечание. В журнальной статье рекомендуется при отсутствии транзистора КТ345А заменять его транзистором КТ361. Однако этого делать нельзя: в цепи коллектора VT2 включены последовательно резистор R5 сопротивлением 22 Ом и динамическая головка 0.25ГД-19 сопротивлением 7 Ом. Суммарное сопротивление равно 29 Ом, что при питании напряжением 4,5 В приводит к току коллектора 155 мА.
Если предельный ток коллектора КТ345А составляет 200 мА, то у КТ361 — всего 50 мА. Увеличение же сопротивление резистора R5 до 82 Ом приведет к значительному уменьшению уровня громкости. Можно использовать КТ3108А.
5.4. Двухтональный электронный звонок
Зарубин А. [19]
Принципиальная схема этого звонка собрана всего на одной микросхеме К176ИЕ5, которая содержит генератор с двоичным счетчиком и считается «часовой», так как разработана для применения в электронных часах (рис. 27). В этом случае к ней подключается кварцевый резонатор на частоту 16384 или 32768 Гц, генератор вырабатывает импульсы этой частоты, которая уменьшается делителем. Однако эта микросхема способна генерировать импульсы и без кварцевого резонатора.
Рис. 27. Принципиальная схема двухтонального звонка
Основная частота повторения импульсов в схеме определяется сопротивлением резистора R3, емкостью конденсатора С1 и равна примерно 1500 Гц. Резистор R1 осуществляет частотную манипуляцию, так как подключен к выводу микросхемы, где частота импульсов в 256 раз меньше основной.
Выходной сигнал с микросхемы поступает на базу выходного усилительного транзистора VT1, нагрузкой которого является капсюль ТА-4. Питание поступает от сети переменного тока через гасящий резистор R4 и однополупериодный выпрямитель VD1, С2. Выпрямленное напряжение стабилизировано стабилитроном VD2.
Звонок включается нажатием кнопки SB1. При этом конденсатор разряжается на микросхему и выходной каскад. От длительности его разряда зависит время звучания звонка. После окончания звука кнопку нужно отпустить, тогда конденсатор С2 вновь зарядится от выпрямителя. Печатная плата с размещением элементов показана на рис. 28.
Рис. 28. Чертеж печатной платы двухтонального звонка
5.5. Звонок «Трель»
Дякевич С. [20]
Звуковой сигнал типа трели образуется поочередной коммутацией сигналов близких звуковых частот, в связи с этим принципиальная схема этого звонка (рис. 29) содержит коммутирующий генератор прямоугольных импульсов с частотой повторения около 5 Гц на элементах DD1.1, DD1.2 и два генератора звуковых частот на элементах DD1.3, DD1.4 и DD1.5, DD1.6. Таким образом, генераторы звуковых частот работают поочередно, так как выходы элементов DD1.1 и DD1.2 противофазны. Выходные сигналы генераторов суммируются на резисторах R5-R7 и поступают на усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3 и нагруженный динамической головкой ВА1.
Питание на устройство подается от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью трансформаторного выпрямителя на интегральной сборке диодного моста КД906А и простейшего электронного стабилизатора напряжения на транзисторе VT4 и стабилитроне VD7. Сетевой трансформатор может быть любого типа с напряжением вторичной обмотки около 16 В, например унифицированный выходной трансформатор кадровой развертки ТВК-110А от черно-белых телевизоров. Он имеет две вторичные обмотки, но использовать нужно ту, которая намотана более тонким проводом и имеет сопротивление около 27 Ом (сопротивление другой — около 1 Ом).
Рис. 29. Принципиальная схема звонка «Трель»
Глава 6 СХЕМЫ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
6.1. Индикатор напряжения аккумулятора автомобиля
Серебровский О. [21]
Различные неисправности системы электрооборудования автомобиля могут приводить к отклонениям напряжения бортовой сети за допустимые пределы. Как чрезмерное понижение, так и повышение напряжения чреваты выходом из строя отдельных агрегатов. Поэтому предлагаемый индикатор может предотвратить подобные отклонения напряжения бортовой сети.
Индикатор напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 30, содержит двухпороговый компаратор, собранный на операционных усилителях микросхемы DA1.
Рис. 30. Принципиальная схема индикатора напряжения
Пороги срабатывания компараторов определяются стабилизированным напряжением на стабилитроне VD1 и делителем напряжения, образованным резисторами R2-R4. При напряжении бортовой сети менее 11,8 В на выходе компаратора DA1.1 появляется низкий уровень напряжения и зажигается светодиод HL1 красного цвета, сигнализируя о нештатном режиме. Его яркость свечения понижена из-за наличия резистора R5. Когда напряжение находится в пределах от 11,8 до 12,8 В, оба светодиода погашены, что указывает на нормальный режим. Если в процессе заряда аккумуляторной батареи напряжение лежит в пределах от 12,8 до 14,8 В, низкий уровень напряжения появляется на выходе компаратора DA1.2 и зажигается светодиод HL2 зеленого цвета, что подтверждает наличие заряда аккумулятора. Наконец, если напряжение бортовой сети превышает 14,8 В, кроме светодиода HL2 зажигается до полной яркости светодиод HL1, указывая на аварийный режим.
Все элементы схемы индикатора за исключением светодиодов, которые целесообразно вынести на приборный щиток, размещаются на печатной плате, показанной на рис. 31.
Рис. 31. Печатная плата индикатора напряжения бортовой сети
6.2. Реле указателя поворотов
Головин П. [22]
Автомобильный указатель поворота автоматически выключается после завершения этого маневра с помощью механизма, связанного с рулевым колесом. Но иногда этот механизм отказывает, и приходится выключать «мигалку» вручную.
У мотоциклов и мотороллеров такого механизма вообще нет. Поэтому использование предлагаемого электронного реле, автоматически выключающего указатель поворота, можно рекомендовать и на мотоциклах, и на автомобилях.
Принципиальная схема реле приведена на рис. 32. Оно содержит два одинаковых канала, в каждом из которых имеется генератор импульсов на двух элементах 2И-НЕ с частотой повторения около 1 Гц и электронный ключ на двух транзисторах, управляющий лампами указателя.
Рис. 32. Принципиальная схема реле указателя поворота
Управление реле осуществляется двумя кнопками — SB1 и SB2. При нажатии кнопки SB1 через резистор R1 и контакты SB1.1 быстро заряжается конденсатор С1, и высокий уровень напряжения поступает на вход элемента DD1.1. Генератор начинает работать, периодически поступает высокий уровень на базу транзистора VT1, отпирая его падением напряжения на резисторе R5, которое создается импульсами коллекторного тока VT1, отпирается транзистор VT2, и зажигаются лампы HL1 и HL2. После того как кнопка отпущена, конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через сопротивление резистора. Примерно через 20 с генератор прекращает работу, и лампы перестают зажигаться.
Аналогично работает второй канал. Каждая кнопка имеет вторую группу контактов, которыми разряжается конденсатор другого канала.
Почти все элементы схемы размещены на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 33.
Рис. 33. Печатная плата реле указателя поворотов
6.3. Регулятор работы стеклоочистителя
Гарасымив И. [23]
Регулятор рассчитан на установку в автомобилях ВАЗ, при которой, если переключатель рода работ стеклоочистителя установлен в среднее положение, на контакт 1 разъема поступает напряжение +12 В, контакт 2 соединяется с электродвигателем, а контакт 3 — с массой автомобиля (рис. 34).
Рис. 34. Схема регулятора работы стеклоочистителя
Потенциал вывода 3 таймера DA1 равен нулю, вследствие чего отпираются транзистор VT1 и тиристор VS1, который включает электродвигатель. При его вращении контакты кулачка замыкают тиристор, и он запирается. Через некоторое время после подачи напряжения, определяемого элементами R2, С1, уровень вывода 3 таймера оказывается равен +12 В, что приводит к запиранию транзистора VT1. Длительность этого состояния можно регулировать переменным резистором R1.
Вместо транзистора МП40А можно использовать КТ3107А
6.4. Прибор автолюбителя
Затуловский М. [24]
Прибор рассчитан на работу с четырехцилиндровым карбюраторным двигателем и 12-вольтовой аккумуляторной батареей. Он позволяет измерять постоянное напряжение до 16 В, частоту вращения коленвала на двух пределах измерения — 1200 и 6000 об/мин, угол замкнутого состояния контактов прерывателя — до 90°. Прибор позволяет оценить падение напряжения на замкнутых контактах прерывателя до 1 В (при допустимом значении 0,2 В). Принципиальная схема прибора приведена на рис. 35.
Рис. 35. Принципиальная схема прибора автолюбителя
При нажатой кнопке S2 и отжатой S1 последовательно с микроамперметром Р1 включены добавочные резисторы R1 и R2. Предел измерения 16 В устанавливают по образцовому прибору переменным резистором R2. При этом пользуются шкалой на 16 В (рис. 36).
Рис. 36. Чертеж шкалы прибора автолюбителя
Для измерения падения напряжения на контактах прерывателя прибор подключают к ним, включают зажигание и заводной ручкой проворачивают коленвал до броска стрелки прибора влево. Тогда нажимают кнопку S1. Зачерненный участок шкалы указывает допустимое положение стрелки, а выход за пределы этого участка сигнализирует о необходимости зачистки контактов прерывателя.
Далее измеряют частоту вращения коленвала двигателя. Для этого возвращают кнопку S1 в разомкнутое состояние, подключают прибор к выводам прерывателя и нажимают кнопку S3 или S4. При этом прибор становится конденсаторным частотомером с подключенным конденсатором С1 или С2. При каждом размыкании контактов прерывателя конденсатор заряжается через диод V3 и микроамперметр, а при замыкании разряжается через диод V2. Показания прибора пропорциональны частоте вращения коленвала.
Отсчет N по одной или другой шкале умножается на 100. При нажатой кнопке S5 измеряется угол замкнутого состояния контактов. Коэффициент заполнения импульсов, ограниченных по амплитуде стабилитроном V1, и средний ток через микроамперметр зависят от угла замкнутого состояния контактов прерывателя. Рабочий участок на шкале — от 30 до 60° — оцифрован.
Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм и расстоянием между щечками 26 мм внавал. Она содержит 9400 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,08 мм. Стрелочный прибор Р1 — микроамперметр типа М906 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и сопротивлением рамки около 750 Ом.
Глава 7 СВЕТОАВТОМАТЫ
7.1. Автомат защиты ламп от перегорания
Банников В. [25]
Общеизвестно, что осветительные лампы чаще всего перегорают в момент подачи на них питания. Это связано с тем, что сопротивление нити накала лампы сильно зависит от ее температуры, причем в холодном состоянии оно минимально. Так, обычная лампочка мощностью 75 Вт, рассчитанная на номинальное напряжение 220 В, при комнатной температуре имеет сопротивление около 65 Ом. Но после разогрева в горячем состоянии ее сопротивление можно найти, исходя из номинальных значений напряжения и мощности:
P = U2/R, откуда R = U2/P = 2202/75 = 645 Ом
Видно, что «пусковой» ток ламп накаливания почти в 10 раз больше номинального. Остается лишь удивляться, почему не перегорают все электрические лампочки при первом же включении.
В предлагаемом устройстве после включения выключателя SA1 через лампу проходят лишь отрицательные полупериоды напряжения сети благодаря диоду VD2. Положительные же полупериоды протекают через лампу, резистор R1 и диод VD1, заряжая конденсатор С1. Этот ток благодаря наличию резистора R1 мал и не влияет на сопротивление нити накала. Через несколько секунд напряжение на конденсаторе (и на управляющем электроде тиристора) возрастает, и тиристор отпирается. Таким образом, сначала лампа немного прогревается однополупериодным током, после чего автоматически ее переводят в рабочий режим. Схема автомата приведена на рис. 37.
Рис. 37. Принципиальная схема автомата защиты лампы от перегорания
7.2. Автомат-эконом электроэнергии
Нечаев И. [26]
При использовании этого автомата экономится электроэнергия за счет того, что некоторые, обычно постоянно включенные лампы (в коридорах, на лестничных клетках и т. д.) горят вполнакала и лишь при необходимости могут вручную переключаться в нормальный режим. Принципиальная схема автомата показана на рис 38.
Рис. 38. Принципиальная схема автомата-эконома энергии
Лампы EL1 (их суммарная мощность не должна превышать 220 Вт) с нормально замкнутыми контактами выключателя SB2 включены в одну диагональ диодного моста VD3.
Ко второй диагонали подключен тиристор VS1. Выпрямленное мостом пульсирующее напряжение стабилизируется элементами R5, VD2 и через резисторы R3, R2 заряжает конденсатор С1. Когда напряжение на нем достигнет порога отпирания транзистора VT2, он откроется и С1 разрядится на цепь управляющего электрода тиристора. В результате зажгутся лампы. Чем меньше зарядный ток С2, который регулируется переменным резистором R3, тем позже откроется тиристор и тем меньше яркость ламп.
Если кратковременно нажать кнопку SB1, через R1 и VD1 зарядится конденсатор С2, откроется транзистор VT1 и зашунтирует R3. Резко увеличится ток заряда С1, а транзистор VT2 станет открываться в начале каждой полуволны. Несколько десятков секунд яркость лампы будет максимальной, пока не разрядится С2, и схема вернется в дежурный режим.
Детали автомата размещаются в стенной коробке вместо стандартного выключателя на печатной плате, показанной на рис. 39.
Рис. 39. Чертеж печатной платы автомата-эконома энергии
7.3. Автоматический выключатель.
Зонов О. [27]
Это устройство (рис. 40) собрано на трех электромагнитных реле и управляется дверным контактом, который замыкается при открывании двери. При этом срабатывает реле К1 и его контакты К1.1 переключаются в правое по схеме положение. Теперь замыкается цепь питания реле К2: вывод «плюс» конденсатора С1, резистор R1, контакты К1.1, контакты К3.1. Реле К2 срабатывает и самоблокируется контактами К2.1. Если теперь закрыть дверь, дверной контакт разомкнется и реле К1 отпустит. Контакт К1.1 вернется в левое положение, но реле К2 останется в сработавшем состоянии, так как ток в обмотке обеспечивается замкнутыми контактами К2.1, контактами К1.1 в левом положении и открытым диодом VD1. Через диод VD2 пойдет ток в обмотку реле К3. Оно сработает, контакты К3.1 переключатся в правое положение и реле К3 встанет на самопитание. Такое состояние может длиться неограниченно долго. После открывания и последующего закрывания двери реле К2 и К3 срабатывают и остаются в этом состоянии.
Рис. 40. Схема автоматического выключателя
Если парой дополнительных контактов одного из этих реле зажигать освещение в помещении, то при входе в него и закрывании за собой двери будет автоматически включаться освещение.
Если теперь выйти из помещения, открыв дверь, вновь замкнется дверной контакт и сработает реле К1. Контакты К1.1 займут правое положение, реле К2 отпустит и контакты К2.1 разомкнутся. Но реле К3 останется в сработавшем состоянии, так как через его обмотку течет ток через контакты К1.1 и К3.1, находящиеся в правом положении. Наконец, закроем дверь. Реле К1 отпустит, контакты К1.1 вернутся в левое положение и отпустит реле К3. Схема вернулась в исходное состояние.
7.4. Автомат управления освещением
Нечаев И. [28]
Устройство предназначено для автоматического включения освещения при наступлении сумерек и выключение его с рассветом. Принципиальная схема автомата приведена на рис. 41.
Рис. 41. Принципиальная схема автомата управления освещением
Чувствительным элементом автомата является фоторезистор R1, управляющим элементом — тиристор VS1. Осветительные лампы подключаются к соединителю XS1. Автомат питается от сети переменного тока напряжением 220 В через выпрямительный мост на диодах VD4-VD7. Выпрямленное напряжение стабилизировано элементами R7, VD3, С4.
Днем сопротивление фоторезистора мало, потенциал эмиттера VT2 мал, он заперт и заперт также тиристор — освещение выключено. Конденсатор С2 заряжен до напряжения на конденсаторе С3. Когда начинает темнеть, сопротивление R1 увеличивается, потенциал эмиттера VT2 растет, и он начинает отпираться. Конденсатор С3 разряжается на резистор R6 и управляющий электрод тиристора, который отпирается, зажигая осветительные лампы.
Для устранения неустойчивого режима из-за снижения напряжения на эмиттере VT2 благодаря разряду С3 вводится гистерезис, использующий транзистор VT1. Импульсы, возникающие на резисторе R6 при отпирании транзистора VT2, через конденсатор С3 подаются на выпрямитель VD1, VD2, С1, собранный по схеме удвоения. На затворе транзистора VT1 образуется отрицательное относительно истока напряжение, и открытый до сих пор VT1 запирается. Потенциал его стока увеличивается и также увеличивается потенциал эмиттера VT2.
При следующем рассвете сопротивление фоторезистора падает, транзистор VT2 и тиристор запираются, и осветительные лампы гаснут.
Элементы схемы размещаются на печатной плате, показанной на рис. 42. Фоторезистор устанавливается таким образом, чтобы он освещался наружным светом, но чтобы на него не падал свет от ламп, управляемых автоматом.
Рис. 42. Чертеж печатной платы автомата управления освещением
Примечание. В статье автор рекомендует применение тиристора КУ202К, а также и других. Однако этот тиристор и многие другие из числа рекомендованных рассчитаны на предельное прямое напряжение в закрытом состоянии не более 300 В. Амплитуда же номинального напряжения сети достигает 311 В, а предельного — 327 В. Поэтому в схеме автомата допустимо использовать из числа упомянутых автором лишь КУ202М или КУ202Н. Мощность ламп ограничена используемыми выпрямительными диодами: Д226Б допускают максимальный прямой ток 300 мА. Отсюда максимальная мощность ламп составляет 132 Вт.
7.5. Автоматический выключатель освещения
Лазовик В. [29]
В разделе 7.3 был рассмотрен автоматический выключатель О. Зонова, в схеме которого использовались электромагнитные реле. Однако по сравнению с электронными компонентами электромагнитные реле менее надежны. В этой схеме основным запоминающим элементом переключения является D-триггер К176ТМ2. Принципиальная схема автомата приведена на рис. 43
Рис. 43. Принципиальная схема автоматического выключателя освещения
На дверной коробке установлен герконовый контакт SF1. Он замыкается при запирании двери. В исходном состоянии на прямом выходе триггера DD1 — уровень лог. 0, транзистор VT1 и тиристор VS1 заперты, осветительная лампа HL1 не горит. На инверсном выходе триггера — уровень лог. 1. При открывании двери контакты SF1 размыкаются, но это не приводит к изменениям в схеме. При закрывании двери положительный перепад поступает на вход С триггера и он опрокидывается. На прямом выходе устанавливается уровень лог. 1 (как на входе D), на инверсном — уровень лог. 0. Отпираются транзистор и тиристор, зажигается лампа.
Когда выходят из помещения и открывают дверь, размыкание контакта SF1 и отрицательный перепад не влияют на состояние автомата. Но при втором закрывании двери положительный перепад на входе С триггера переключает его, на прямом выходе появляется уровень лог. 0 (как на входе D), транзистор и тиристор запираются, лампа гаснет, а на инверсном выходе триггера устанавливается уровень лог. 1. Схема возвращается в исходное состояние. К тиристору в закрытом состоянии приложены положительные полуволны синусоидального напряжения сети с максимальной амплитудой 327 В. Поэтому использование в схеме тиристора КУ202Л с предельным напряжением в закрытом состоянии 300 В чревато пробоем. Вместо него следует применить КУ202М или КУ202Н.
Эффективное напряжение, приложенное к резисторам R4-R6, составляет 210 В. На них рассеивается всего 1,34 Вт. Вместо двухваттных резисторов достаточно установить полуваттные или один двухваттный сопротивлением 33 кОм.
Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРЫ
8.1. «Кто быстрее» — на двух транзисторах
Сальников Е. [30]
В этой игре в распоряжении каждого из двух играющих имеется кнопка. По команде судьи играющие нажимают и удерживают нажатыми свои кнопки. Выигрывает тот, чья лампочка загорится. Принципиальная схема игры представлена на рис. 44.
Рис. 44. Принципиальная схема игры «Кто быстрее»
При обеих нажатых кнопках схема представляет собой простейший триггер, который имеет только одно устойчивое состояние: либо открыт транзистор VT1, тогда VT2 должен быть заперт, либо открыт VT2, тогда заперт VT1. В каком состоянии окажется триггер после нажатия обеих кнопок, определяется тем, какая из них нажата первой. Так, при нажатии кнопки SB1 открывается транзистор VT1, поскольку от источника питания GB1 через лампу HL2, резистор R2 и замкнутую кнопку SB1 начинает течь ток базы, достаточный для отпирания транзистора. В результате отпирания транзистора VT1 загорается лампа HL1. Лампа HL2 не горит, так как ток базы транзистора недостаточен.
Общеизвестно, что не рекомендуется использовать транзисторы с отключенными от схемы базами. Поэтому в схеме между базой и эмиттером каждого транзистора нужно включить резистор сопротивлением 2–3 кОм.
Примечание. В статье рекомендуется напряжение батареи питания около 3 В (два элемента АА или ААА) и лампочки, рассчитанные на напряжение 2,5 В и ток 68 мА (тип МН2,5–0,068). Поэтому рекомендация применения транзисторов КТ315 с любым буквенным индексом не верна: транзисторы КТ315Ж и КТ315И непригодны.
8.2. Электронная игра «Чет-нечет»
Прокопцев Ю. [31]
Предлагаемая электронная игра, принципиальная схема которой приведена на рис. 45, рассчитана на двух играющих и предусматривает выигрыш одного партнера, если сумма чисел, выбранных обоими игроками, оказывается четной, и выигрыш другого — если нечетной. Каждый играющий располагает двумя кнопками: один — SB1 «2» и SB3 «1», другой — SB2 «1» и SB4 «2».
Рис. 45. Принципиальная схема игры «Чет-нечет»
Распознавание четности или нечетности суммы и соответствующее отображение лампочками накаливания осуществляется диодным коммутатором VD1-VD10 и транзисторами VT1, VT2 в блоке «Нечет» и VT3, VT4 в блоке «Чет».
При отжатых кнопках управления потенциалы баз транзисторов благодаря делителям R5 и R3, R4 в блоке «Нечет», а также R11 и R9, R10 в блоке «Чет» составляют -0,2 В. При этом транзисторы заперты, и лампочки не горят. Если нажать кнопку SB1, соответствующую цифре 2, ток от источника питания потечет через диод VD4 и резисторы делителя R2, R4, которые делят напряжение пополам. На аноде диода VD6 окажется отрицательное напряжение — 2,35 В, он запрется, и потенциал баз VT1,VT2 станет равным -0,4 В. Чтобы отпереть транзисторы, этого также недостаточно. Нужно дополнительно запереть диод VD5 с помощью второй кнопки. Так, нажатие кнопки SB2, соответствующей цифре 1, приводит через диод VD1 и делитель из резисторов R1, R3 к запиранию диода VD5. Тогда шунтирующее действие эмиттерных переходов резисторами R3, R4 прекращается, ток каждой базы VT1, VT2 становится равным 7,5 мА, транзисторы отпираются, и зажигается лампа HL1 «Нечет». Действительно, сумма 2 + 1 = 3. Если же нажаты кнопки SB1 и SB4, запираются диоды VD11 и VD12, что приводит к отпиранию транзисторов VT3, VT4 и зажиганию лампы HL2 «Чет». Действительно, сумма 2 + 2 = 4.
Автор рекомендовал использовать лампочки накаливания, рассчитанные на напряжение 4,5 или 3,5 В при токе не более 200 мА. В этом случае подойдут лампочки типа МНЗ,5–0,14, рассчитанные на ток 140 мА.
При отсутствии транзисторов МП25 можно установить транзисторы КТ3108А. Их максимальный ток коллектора составляет 200 мА. Еще лучше установить коммутаторные лампочки КМ6-60, рассчитанные на номинальное напряжение 6 В и ток 60 мА. При напряжении питания 4,5 В ток такой лампочки окажется равным 45 мА В этом случае в каждом блоке достаточно использовать один транзистор вместо двух.
Чтобы предотвратить последствия нажатия игроками сразу двух предоставленных им кнопок, SB3 и SB4 выполнены двухполюсными. При их нажатии размыкаются цепи кнопок SB1 и SB2.
8.3. Белорусская рулетка
Лагута С. [32]
В обычной рулетке шарик бросают в кольцевую канавку вращающегося диска. Шарик, вращаясь по кольцу канавки, совершает множество оборотов, а после снижения скорости падает в одну из пронумерованных ячеек. Выигрывают игроки, которые загадали номер этой ячейки. В предлагаемой электронной рулетке количество «ячеек» значительно меньше, чем в настоящей: всего 10. Порядок игры также другой. Каждый игрок вслух объявляет выбранную им цифру. Затем «запускается рулетка» — нажимается кнопка пуска схемы. Через некоторое время методом случайной выборки устройство отображает одну из цифр. Выигрывают угадавшие.
Принципиальная схема устройства показана на рис. 46.
Рис. 46. Принципиальная схема белорусской рулетки
Процесс вращения шарика имитирует генератор импульсов, собранный на микросхеме DV555N. Постепенное замедление шарика и его остановку имитирует постепенное уменьшение частоты повторения импульсов. Счетчик DD2 подсчитывает число поступивших импульсов по модулю 10, но переполнение не учитывается. Номера ячеек имитируют десять светодиодов. После остановки генератора останавливается и счетчик с зажиганием светодиода, соответствующего последней цифре числа прошедших импульсов. Случайность процесса обусловливается неопределенностью длительности нажатия на кнопку пуска, во время которой частота повторения импульсов не уменьшается, а счетчик их считает.
Микросхема DV555N представляет собой интегральный таймер, который содержит два компаратора, триггер и выходные каскады. Назначение выводов таймера следующее. Входы компараторов — выводы 2 и 6, сброс триггера — 4, выходы — 3 и 7, управляющее напряжение — 5, питание — 8, общий — 1. Вывод 4 служит для блокировки таймера: при подаче на него низкого уровня таймер не работает и на обоих выходах устанавливается низкий потенциал. Поэтому вывод 4 соединен с источником питания. Триггер таймера переключается, когда на обоих входах одновременно действует высокий уровень. Поэтому выводы 2 и 6 соединены и подключены к времязадающей цепочке R2, С2, на которую поступает питание с конденсатора С1. Заряд конденсатора С2 происходит через резистор R2, а разряд — через выходной транзистор с открытым коллектором (вывод 7).
Внутри микросхемы таймера резисторный делитель образует два пороговых напряжения. При питании напряжением 3 В эти пороги равны 2 В и 1 В. При нажатии кнопки пуска SB1 конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания до 3 В, а конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R2 от нуля до 2 В. Напряжение на выходе таймера в это время равно напряжению питания. В тот момент, когда напряжение на С2 достигнет 2 В, срабатывает компаратор, триггер таймера опрокидывается и выходные напряжения падают до нуля. Начинается разряд С2 через транзистор с открытым коллектором (вывод 7). Когда напряжение на С2 спадет до 1 В, сработает второй компаратор, вновь переключится триггер, выходные напряжения сравняются с напряжением питания, транзистор с открытым коллектором запрется и вновь начнется заряд С2 с 1 В до 2 В. Таким образом таймер вырабатывает импульсы, период повторения которых определяется временем заряда С2 от 1 В до 2 В (временем разряда через вывод 7 можно пренебречь). Хотя постоянная времени заряда, равная произведению R2xС2, не изменяется, но после отпускания кнопки через R1 начинает разряжаться конденсатор С1 и напряжение на нем уменьшается. Понятно, что чем ниже напряжение на С1, тем больше требуется времени для заряда С2 от 1 В до 2 В. Так плавно увеличивается период повторения импульсов, и, когда С1 разрядится до 2 В, конденсатор С2 зарядиться до 2 В уже не сможет, триггер остановится.
Счетчик DD2 также остановится и окажется горящим один светодиод. При следующем нажатии пусковой кнопки произведению R2xС2, не изменяется, но после отпускания кнопки через R1 начинает разряжаться конденсатор С1 и напряжение на нем уменьшается. Понятно, что чем ниже напряжение на С1, тем больше требуется времени для заряда С2 от 1 В до 2 В. Так плавно увеличивается период повторения импульсов, и, когда С1 разрядится до 2 В, конденсатор С2 зарядиться до 2 В уже не сможет, триггер остановится. Счетчик DD2 также остановится и окажется горящим один светодиод. При следующем нажатии пусковой кнопки процесс повторяется.
Приложение ЧТО ТАКОЕ ДЕЦИБЕЛЫ И ЗАЧЕМ ОНИ НУЖНЫ
Многие величины, например коэффициенты усиления, уровни громкости или шумов, коэффициенты частотных искажений и др., определяются отношениями напряжений, токов или мощностей. Так коэффициент усиления по напряжению выражается отношением напряжения сигнала на выходе усилителя к напряжению на его входе. Уровень громкости находят как отношение мощности звукового давления сигнала к заданному «начальному» уровню мощности, соответствующему порогу слышимости человеческого уха. Коэффициент частотных искажений усилителя звуковой частоты определяется отношением коэффициента усиления сигнала средней частоты к коэффициенту усиления сигнала нижней или верхней частоты диапазона, на который рассчитан усилитель. Во всех этих случаях важно отношение указанных величин, а не они сами. Поэтому в электротехнике, радиотехнике, акустике и других областях физики такие отношения величин принято выражать не в абсолютных значениях, а в логарифмических.
Основной твердо установившейся международной единицей подобных отношений принят децибел (дБ). Определение параметров в децибелах производится по следующим формулам:
для отношения напряжений
для отношения мощностей
Наоборот, если известны параметры, выраженные в децибелах, можно вычислить соответствующие им отношения напряжений или мощностей:
для отношения напряжений
для отношения мощностей
Использование отношений одноименных физических величин в логарифмической форме очень удобно. Так, достаточно указать значение параметра в децибелах, не оговаривая, идет ли речь об отношении напряжений, — а также токов — или же об отношении мощностей, так как в обоих случаях число децибел оказывается одинаковым. Кроме того, если речь идет, например, о многокаскадном усилителе, сквозной коэффициент усиления которого равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада, сквозной коэффициент усиления, выраженный в децибелах, равен сумме коэффициентов усиления каждого каскада, также выраженных в децибелах, а суммировать всегда проще, чем перемножать.
Часто под руками нет таблицы десятичных логарифмов и таблицы степеней числа 10, что исключает возможность самостоятельно вычислить те или другие параметры, выраженные в децибелах, или преобразовать их в абсолютные значения отношений. С помощью приведенной ниже таблицы можно определить параметр в децибелах, если известно отношение напряжений, токов или мощностей, и наоборот, если известно значение параметра, выраженное в децибелах, можно определить отношение напряжений, токов или мощностей. Когда отношение абсолютных величин меньше 1 (что соответствует ослаблению), его значение в децибелах должно быть взято с отрицательным знаком. Аналогично, если параметр выражен в децибелах и он является отрицательным, значит, отношение соответствует ослаблению.
Если отношение конкретных напряжений (токов) более 10 или отношение мощностей более 100, для пересчета в децибелы его разбивают на сомножители, затем находят по таблице значение децибел для каждого сомножителя, после чего их складывают.
Так, например, если U1/U2 = 28, разбиваем это число на сомножители: 28 = 2,8 х 10. Затем преобразуем каждый сомножитель в децибелы: 2,8 — > 9 дБ, 10 — > 20 дБ и складываем их (U1/U2)дБ = (9 + 20) дБ = 29,0 дБ.
Если же отношение, выраженное в децибелах, превышает 20 дБ и нужно найти абсолютное значение, сначала его разбивают на слагаемые, находят по таблице отношение для каждого слагаемого и затем их перемножают.
Так, например, если (Р1/Р2)дБ = 30 дБ, разбиваем это число на слагаемые: 30 дБ = (10 + 20) дБ; затем преобразуем каждое слагаемое в отношение мощностей 10 дБ — >10, 20 дБ —> 100 и перемножаем их Р1/Р2 = 10 х 100 = 1000.
Литература
1. Цыбульский В. Имитатор шума прибоя // Радио. — 1978. — № 8. — С. 53.
2. Белоусов В. Канарейка. // Радиолюбитель — 1991. — № 6. — С. 47.
3. Шиповский С. Имитатор звуков капели // Радио. — 2000. -№ 11. -С. 60.
4. Ерофеев М. Универсальный имитатор // Радио. — 2000.-№ 12. — С. 49–50.
5. Нечаев И. Металлоискатель на микросхеме // Радио. — 1987. — № 1. — С. 49.
6. Транзисторный металлоискатель // Радио. — 1967. — № 6. — С. 59.
7. Борисов А. Искатель скрытой проводки // Радио. — 1991. — № 8. — С. 76–78.
8. Булгак Л., Степанов А. Металлоискатель // Радио. — 1984. — № 1. — С. 49–50.
9. Виноградов Е. Реле времени на одном транзисторе // Радио. — 1963. — № 12. — С. 16.
10. Суковатицин А. Реле времени на транзисторах // В помощь радиолюбителю. — Вып. 25. — С. 84–91.
11. Дробница Н. Реле времени // В помощь радиолюбителю. — Вып. 98. — С. 20–21.
12. Иванов Б. Электронный коммутатор // Радио. — 1989. — № 1. — С. 60–62.
13. Измеритель емкости на логической микросхеме // Радио. — 1989. — № 4. — С. 77.
14. Агафонов Ю. Прибор для проверки кварцевых резонаторов // Радио. — 1989. — № 4. — С. 64.
15. Борисов А. Как проверить тринистор? // Радио. — 1991. — № 8. — С. 76.
16. Гончар А. Квартирный звонок // Радиолюбитель. — 1998. — № 4. — С. 21.
17. Яковлев В. Электронный звонок на одном транзисторе // Радио. — 1991. — № 2. — С. 81, 1992. — № 1. — С. 74.
18. Глотов А. Электронный звонок на микросхемах // Радио. — 1989. — № 4. — С. 60.
19. Зарубин А. Двухтональный электронный звонок // Радио. — 1991. — № 6. — С. 74–75.
20. Дякевич С. Звонок «Трель» // Радиолюбитель. — 1993. — № 8. — С. 21.
21. Серебровский О. Индикатор напряжения аккумуляторной батареи автомобиля // Радио. — 1991. — № 12. — С. 64.
22. Головин П. Реле указателя поворотов на КМОП микросхеме // Радио. — 1991. — № 6. — С. 30–31.
23. Гарасымив И. Регулятор работы стеклоочистителя // Радио. — 1989. — № 11. — С. 92.
24. Затуловский М. Прибор автолюбителя // Радио. — 1981. — № 2. — С. 21–22.
25. Банников В. Автомат защиты ламп от перегорания // Радио. — 1996.-№ 12. — С. 35.
26. Нечаев И. Автомат-эконом электроэнергии // Радио. — 1995. — № 12. — С. 46.
27. Зонов О. Автоматический выключатель // Радиолюбитель. — 1994. — № 1. — С. 32.
28. Нечаев И. Автомат управления освещением // Радио. — 1989. — № 2; — С. 62–63.
29. Лазовик В. Автоматический выключатель освещения // Радиолюбитель. — 1999. — № 6. — С. 33.
30. Сальников Е. Кто быстрее // Радио. — 1998. — № 9. — С. 39.
31. Прокопцев Ю. Электронная игра «Чет-нечет» // Радио. — 1994. — № 9. — С. 24–25.
32. Лагута С. Белорусская рулетка // Радиолюбитель. — 1999. — № 8. — С. 9.
Оглавление
Принципиальная схема / 2.2. Простой металлоискатель на двух транзисторах / Глава 2 Металлоискатели на транзисторах / Книга: Металлоискатели / Арсенал-Инфо.рф
Принципиальная схемаДанная конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип измерения девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом оценка изменения частоты осуществляется на слух (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Принципиальная схема простого металлоискателя на двух транзисторах
Основу схемы прибора составляют генератор высокой частоты и приемник, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к металлическим предметам.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе Т1 по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур опорного генератора состоит из цепочки последовательно включенных конденсаторов С1, С2 и С3, к которым подключена катушка L1. Рабочая частота ВЧ-генератора определяется индуктивностью этой катушки, которая одновременно является поисковой катушкой.
Одной из особенностей данного устройства можно считать то, что в качестве анализатора в нем используется приемник гетеродинного типа, который выполнен всего на одном транзисторе. При этом каскад на транзисторе Т2 совмещает функции гетеродина и детектора. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является возможность использования катушки индуктивности без отводов, что хоть и незначительно, но упрощает конструкцию. Колебательный контур гетеродина содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4, С5 и С6. Частоту гетеродина можно изменять, вращая подстроечный сердечник катушки L2.
С коллектора транзистора Т2 продетектированный сигнал подается на головные телефоны BF1.
Если вблизи катушки L1 окажется металлический предмет, то ее индуктивность изменится. Это приведет к изменению частоты опорного генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником металлоискателя. В результате тональность сигнала в телефонах BF1 изменится.
Чувствительный транзисторный металлоискатель
1 590
В основу работы металлоискателя, схема и конструкция которого рассмотрены в данном разделе, положен принцип анализа изменений биений колебаний двух генераторов, частота одного из которых стабильна, а частота второго изменяется при появлении в зоне действия прибора металлического предмета.
При работе над данным устройством была сделана попытка создать чувствительный металлодетектор, свободный от ряда недостатков, присущих другим аналогичным конструкциям.
Несмотря на то что схема этого прибора была разработана более 20 лет назад, к его достоинствам следует отнести сравнительно высокую чувствительность, стабильность в работе, а также возможность отличать цветные и черные металлы. Использованные схемотехнические решения обеспечили повышенную стабильность рабочих частот генераторов, что позволило оценивать частоты биений в диапазоне от 1 до 10 Гц. Как следствие, повысилась чувствительность прибора, а также снизился потребляемый им ток.
Как уже указывалось, предлагаемая конструкция представляет собой один из многочисленных вариантов металлодетекторов типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа биений двух частот (рис. 2.10).
Основу прибора составляют измерительный и опорный генераторы, детектор ВЧ-колебаний, предварительный усилитель, первый усилитель-ограничитель, дифференцирующая цепь, второй усилитель-ограничитель и усилитель низкой частоты.
Принципиальная схема металлоискателя:
В качестве измерительного и опорного генераторов использованы два простых LC-генератора, выполненные на транзисторах Т1 и Т2. Эти транзисторы входят в состав микросхемы К159НТ1Г, которая представляет собой пару идентичных по параметрам транзисторов, размещенных в одном корпусе. Использование транзисторной сборки позволяет существенно повысить температурную стабильность частот генераторов.
Каждый генератор собран по схеме емкостной трехточки, при этом транзисторы Т1 и Т2 включены по схеме с общей базой. Возбуждение колебаний обеспечивается благодаря введению положительной обратной связи между коллектором и эмиттером каждого транзистора. Рабочая частота генераторов определяется параметрами частотозадающих цепей, включенных между коллекторами и эмиттерами транзисторов Т1 и Т2. При этом частотозадающими элементами первого генератора, который выполняет функции измерительного генератора, являются поисковая катушка L1 и конденсаторы С1, С2 и С3. Рабочая частота второго, опорного, генератора определяется параметрами катушки индуктивности L2, а также конденсаторов С6, С7 и С9. При этом оба генератора настроены на рабочую частоту 40 кГц. С помощью резисторов R1-R4 обеспечивается установка режимов работы транзисторов T1 и T2 по постоянному току.
В процессе настройки прибора изменением емкости конденсатора С6 осуществляется грубая настройка опорного генератора на выбранную гармонику частоты биений. При этом емкость конденсатора С6 может изменяться в пределах от 100 до 330 пФ. Точная настройка частоты биений выполняется переменным резистором R7, с помощью которого изменяется смещение на стабилитроне D1, который в данной схеме выступает в роли варикапа.
При приближении поисковой катушки L1 колебательного контура перестраиваемого генератора к металлическому предмету ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение рабочей частоты генератора. При этом, если вблизи катушки L1 находится предмет из черного металла (ферромагнетика), ее индуктивность увеличивается, что приводит к уменьшению частоты генератора. Цветной же металл уменьшает индуктивность катушки L1, а рабочая частота генератора возрастает.
ВЧ-сигнал, сформированный в результате смешивания сигналов измерительного и опорного генераторов, выделяется на нагрузочном резисторе R5. При этом амплитуда сигнала изменяется с частотой биений, которая равна разности частот ВЧ-сигналов.
Низкочастотная огибающая ВЧ-сигнала детектируется специальным детектором, выполненным на диодах D2 и D3 по схеме удвоения напряжения. При этом конденсатор С11 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала.
С нагрузки детектора, в роли которой выступает резистор R6, низкочастотный сигнал биений через конденсатор С12 подается на предварительный усилитель, выполненный на транзисторе T3.
С коллектора транзистора T3 усиленный сигнал через конденсатор С13 поступает на первый усилитель-ограничитель, выполненный на транзисторе T4 и обеспечивающий формирование прямоугольных импульсов. С помощью делителя, составленного резисторами R11 и R12, на базу транзистора T4 подается такое напряжение смещения, при котором транзистор находится на пороге открывания.
Поступающий на базу транзистора T4 синусоидальный сигнал ограничивается с двух сторон. В результате на нагрузке каскада, роль которой исполняет резистор R13, формируются прямоугольные импульсы, которые далее дифференцируются цепью C14, R14, R15 и преобразуются в остроконечные пики. При этом на месте фронта каждого импульса формируется пик положительной полярности, а на месте спада — пик отрицательной полярности. Следует отметить, что длительность этих пиков не зависит от частоты следования прямоугольных импульсов и их длительности.
Положительные пики поступают на базу транзистора T5, а отрицательные срезаются диодом D4. Транзистор T5, как и транзистор T4, работает в ключевом режиме и ограничивает входной сигнал так, что на коллекторной нагрузке, образуемой резисторами R16 и R17, формируются короткие прямоугольные импульсы фиксированной длительности. Конденсатор С15 фильтрует выходной сигнал и улучшает тембр звучания сигнала в головных телефонах ВF1.
С резистора R16, который является регулятором громкости, сигнал поступает на усилительный каскад, выполненный на транзисторах T6 и T7, включенных по схеме так называемого составного транзистора. При таком включении формируется эквивалент транзистору проводимости p-n-p повышенной мощности с большим коэффициентом передачи тока. Затем усиленный сигнал поступает на головные телефоны ВF1.
Примененный в данной конструкции способ формирования импульсного сигнала из синусоидального позволяет снизить потребляемую усилителем мощность, особенно в выходном каскаде, поскольку в паузах между импульсами транзисторы T5, Т6 и T7 закрыты.
Питание металлодетектора осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В, при этом потребляемый ток не превышает 2 мА.
Детали и конструкция.
К используемым деталям при сборке металлоискателя с повышенной чувствительностью не предъявляются какие-либо особые требования. Единственное ограничение связано с габаритными размерами, поскольку большая часть деталей данного прибора смонтирована на печатной плате размерами 70х110 мм, выполненной из одностороннего фольгированного гети-накса или стеклотекстолита. Печатная плата рассчитана на использование постоянных резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КСО, ПМ, МБМ, К50-6 или им аналогичных (рис. 2.11).
При повторении данной конструкции в качестве транзисторной сборки (транзисторы Т1 и Т2) можно использовать микросхему К159НТ1 с любым буквенным индексом. Однако в настоящее время ее не всегда можно найти. Поэтому при необходимости вместо транзисторной сборки рекомендуется использовать два транзистора типа КТ315Г с одинаковыми или возможно близкими параметрами (статическим коэффициентом передачи тока и начальным током коллектора).
(а).
Печатная плата металлоискателя.
Размещение деталей на плате металлоискателя:
(б).
Печатная плата-(а) и расположение элементов-(б) металлоискателя.
В усилительных каскадах (транзисторы Т3, Т4 и Т5) вместо транзисторов типа КТ342Б можно установить транзисторы типа КТ315Г, КТ503Е или КТ3102А — КТ3102Е. Транзистор типа КТ502Е (Т6) вполне заменим на КТ361, а транзистор типа К503Е (Т7) — на КТ315 с любыми буквенными индексами. Но в этом случае головные телефоны должны быть высокоомными (типа ТОН-2 или ТЭГ-1). При использовании низкоомных телефонов транзистор Т7 должен быть более мощным, например типа КТ603Б или КТ608Б.
В качестве стабилитрона D1 также можно использовать стабилитроны типа Д808-Д813 или КС156А. Диоды D2 и D3 могут быть любыми из серий Д1, Д9 или Д10.
Катушка L2 содержит 250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм, намотанных на маг-нитопроводе СБ-23-11а. При ее изготовлении можно использовать и другие сердечники. Главное — чтобы индуктивность готовой катушки составила 4 мГ.
Измерительная катушка L1 содержит 100 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,3 мм и выполнена в виде тора диаметром 160 мм. Эту катушку проще изготовить на жестком каркасе, однако можно обойтись и без него. В этом случае в качестве временного каркаса можно использовать любой подходящий по размерам круглый предмет, например банку. Витки катушки наматываются внавал, после чего снимаются с каркаса и экранируются электростатическим экраном, который представляет собой незамкнутую ленту из алюминиевой фольги, намотанную поверх жгута витков. Щель между началом и концом намотки ленты (зазор между концами экрана) должна составлять не менее 10 мм.
При изготовлении катушки L1 нужно внимательно следить за тем, чтобы не про изошло замыкание концов экранирующей ленты, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток. Для повышения механической прочности катушку можно пропитать эпоксидным клеем.
К выводам катушки следует подпаять проводники двужильного экранированного кабеля длиной около метра, на другом конце которого устанавливается разъем типа СШ-3 или любой другой подходящий малогабаритный разъем. Оплетку кабеля необходимо соединить с экраном катушки. В рабочем положении разъем катушки подключается к ответной части разъема, расположенной на корпусе прибора.
Питание металлоискателя повышенной чувствительности осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В. В качестве такого источника можно использовать, например, так называемую квадратную батарейку типа 3336Л или три элемента типа 316, 343, соединенные последовательно.
Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются переменные резисторы R7 и R16, разъем Х1 для подключения поисковой катушки L1, выключатель S1, а также разъем Х2 для подключения головных телефонов BF1.
Налаживание.
Как и при регулировке других металлоискателей, настройку данного прибора нужно проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L1 на расстояние не менее 1,5 м.
Непосредственное налаживание металлодетектора следует начать с выбора нужной частоты биений. Для этого рекомендуется воспользоваться осциллографом или цифровым частотомером.
При работе с осциллографом его пробник необходимо подключить к точке соединения резисторов R1, R4, R5 и конденсатора С8, то есть к входу детектора. Осциллограмма в этой точке напоминает осциллограмму модулированного ВЧ-сигнала. Далее, подстраивая катушку L2 и подбирая емкости конденсаторов С2 и С6, нужно добиться того, чтобы частота модуляции (частота биений) была бы равна примерно 10 Гц.
При использовании цифрового частотомера для настройки металлоискателя частотомер следует подключить сначала к коллекторной цепи транзистора Т1, а затем — к коллектору транзистора Т2. Подбирая параметры указанных ранее элементов (индуктивность катушки L2, емкости конденсаторов С2 и С6), необходимо добиться того, чтобы разность частот сигналов на коллекторах транзисторов Т1 и Т2 составляла примерно 10 Гц.
Далее подбором резистора R8 устанавливается максимальный коэффициент усиления каскада, выполненного на транзисторе Т3.
При отсутствии осциллографа и частотомера подбор нужной частоты биений можно выполнить и без них. При этом необходимо сначала установить в среднее положение движок резистора R7, а затем, вращая подстроечный сердечник катушки L2, добиться появления в телефонах щелчков с частотой примерно 1-5 Гц. Если установить нужную частоту не удается, следует подобрать емкость конденсатора С6. Чтобы уменьшить влияние фона грунта, окончательный подбор частоты биений следует осуществлять при приближении поисковой катушки L1 к земле.
На этом процесс настройки металлоискателя с повышенной чувствительностью заканчивается.
Порядок работы.
При практическом использовании данного металлодетектора следует переменным резистором R7 поддерживать необходимую частоту сигнала биений, которая изменяется при разряде батареи, при изменении температуры окружающей среды или при девиации магнитных свойств грунта. Также нужно отрегулировать громкость щелчков с помощью регулятора R16.
Если в процессе работы в зоне действия поисковой катушки L1 окажется какой-либо металлический предмет, частота сигнала 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.
С помощью такого металлоискателя мелкие предметы, например гвозди, можно обнаружить под слоем почвы на глубине до 10-15 см, а крупные (например крышки колодцев) — на глубине до 50-60 см.
Печатная плата: скачать.
Цепь металлоискателясо схемой и схемой
Схема металлоискателя
Я всегда хотел сделать металлоискатель, глядя, как это круто во всех голливудских, болливудских фильмах. Я понял одну вещь: все не так сложно, как вы думаете. В конце концов, я обнаружил, что металлоискатель действительно прост и легок в изготовлении. В этом посте я делюсь с вами «Как сделать металлоискатель»
ОписаниеЭто принципиальная схема недорогого металлоискателя , использующего одну транзисторную схему и старый карманный радиоприемник.Это не что иное, как генератор Колпитца , работающий в средней полосе частот, и радиомодуль , настроенный на ту же частоту. Во-первых, радиоприемник и схема ставятся рядом. Затем радио настраивается так, чтобы из радио не было звука. В этом состоянии радиоприемник и схема будут работать на одной и той же частоте, и одни и те же частоты будут отбиваться, чтобы не издавать звука. Это установка. Когда цепь металлоискателя размещается рядом с металлическим предметом, индуктивность его катушки изменяется, как и частота колебаний.Теперь две частоты будут разными, отмены не будет, и радио будет издавать шипящий звук. Это означает, что обнаружен металлический объект.
Простая, га.
CircuitsToday представил список книг, которые помогут вам получить знания по основам электроники. Эти книги написаны некоторыми известными авторами в области электроники и их можно купить в Интернете. Пожалуйста, нажмите на эту ссылку: — 4 ОТЛИЧНЫХ КНИГИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ.
Банкноты- Чтобы сделать L1, сделайте 60 витков эмалированного медного провода 36SWG на трубке из ПВХ диаметром 1 см.
- Питание схемы от адаптера, а не от батареи вызывает шум. Радиопроекты всегда хорошо питать от батарейки.
Эта простая схема состоит из следующих частей;
- Резистор — 3,3 кОм — 1 шт.
- Резистор — 2,2 кОм — 1 шт.
- Сопротивление — 68 Ом — 1 шт.
- Конденсатор — 10 мкФ / 16 В — 1 шт.
- Конденсатор — 10пФ — 1 шт.
- Конденсатор — 100пФ — 1 шт.
- Аккумулятор — 6 В Транзистор
- NPN — BC548 — 1 шт.
Приложения
Области применения металлоискателей множество.Вы можете увидеть их в аэропортах и везде, где требуется проверка безопасности при входе. Помимо этого;
- Можно использовать как крутой мини-проект для инженерии, ну или хотя бы для хвастовства
- Для обнаружения металлических предметов на конвейерных лентах. В пищевой промышленности важно, чтобы металлы не попадали случайно, поэтому наличие металлоискателя рядом с конвейерными лентами, на которых транспортируются предметы для упаковки, сделает свою работу.
Похожие сообщения
Металлоискатель — PDFCOFFEE.COM
بسم هللا الرحمن الرحيم МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ ДАННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНЫ В Хартумский университет. Частичное выполнение требований
.Просмотры 299 Загрузки 65 Размер файла 2MB
Отчет DMCA / Авторское право
СКАЧАТЬ ФАЙЛ
Рекомендовать историиПредварительный просмотр цитирования
بسم هللا الرحمن الرحيم
METAL DETECTOR
A ТЕЗИС, ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ В Университет Хартума При частичном выполнении требований для получения степени B.Sc. (HONS) Электротехника и электроника (POWER SYSTEMS ENGINEERING) Инженерный факультет Кафедра электротехники и электроники
МОХАММЕД ТАДЖ ЭЛЬССИР МОХАМЕД ОСМАН
Руководитель: д-р Камаль Рамадан Дауд
июль 2011
Декларация оригинальности Я заявляю, что этот отчет, озаглавленный «Металлоискатель», является моей собственной работой, за исключением случаев, указанных в ссылках. Отчет не был принят для получения какой-либо степени и не подается одновременно с кандидатурой на получение какой-либо степени или другой награды.Подпись: _________________________ Имя: ____________________________ Дата: _____________________________
ii
Благодарность
Во время разработки моего дипломного проекта в Хартумском университете несколько человек напрямую и косвенно сотрудничали с моим проектом. Без их поддержки мне было бы невозможно закончить свою работу. Вот почему я хочу посвятить этот раздел, чтобы отметить их поддержку. Я хочу начать выражать искреннюю признательность моему советнику доктору.Камал Рамадан, потому что он дал мне возможность проводить исследования под его руководством и наблюдением. Получил мотивацию; ободрение и поддержка с его стороны на протяжении всей моей учебы. Я также хочу поблагодарить свою семью за их безоговорочную поддержку, мотивацию, вдохновение и любовь. Также большое спасибо всему преподавательскому составу кафедры электротехники и электроники за их огромную поддержку в период моей учебы.
iii
Посвящение моему отцу Моей матери Всем тем, кто учит меня МОИ КОЛЛЕГИ ВСЕМ СОТРУДНИКАМ
iv
Аннотация Этот проект направлен на разработку, моделирование и создание простого и дешевого металлоискателя.Этот металлоискатель был реализован с использованием ЖК-генератора Кольпитца. Представлена справочная информация об истории и использовании металлоискателей, основных элементах металлоискателей и теории, лежащей в основе работы металлоискателя с осциллятором Кольпитца, а также критерии проектирования сконструированного металлоискателя. Моделирование было выполнено с использованием программного обеспечения для моделирования на верстаке, и результаты моделирования представлены в этой диссертации. Схема металлоискателя построена успешно.Этот детектор был способен обнаруживать металл в непосредственной близости от него. В этой диссертации обсуждаются характеристики и ограничения этого металлоискателя.
المستخلص وقذ. يهذف هذا الوشزوع الي تصوين وهذاكاة وباء جهاس كاشف هعادى بسيط التزكيب ورخيص التكلفه وكذلك, الوعلىهات التاريخيه عي جهاس كاشف الوعاى.تن استخذام هذبذات كىلبت في تصوين هذا الجهاس الوكىات االساسيه للجهاس وطزيقه عوله وكذلك ظزيه عول هذبذات الكىلبت تن تقذيوها في التقزيز العام) وا Электронный рабочий стол (وقذ توت هذاكاة الجهاس باستخذام بزًاهج الوذاكاة.عي الوشزوع. هىضخ في التقزيز وقذ توكي الجهاس هي الكشف عي الوعادى في الوٌطقه الوذيطه بولف. تن تفيذ الجهاس بجاح وكذلك توت هاقشه خصائص التصوين واداء الجهاس وهساده عوله ودقه وضىح تائجه في هذا, الكاشف .التقزيز
v Содержание декларации оригинальности ……… ………………………………………….. …………………………….. II Благодарность …………. ………………………………………….. …………………………………. III Посвящение ………………………………. ………………………………………….. ……………………….. IV Аннотация ………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………… V المستخلص ……………………………. ………………………………………….. ………………………………. V Содержание ……… ………………………………………….. ……………………………………….. VI Перечень рисунков .. ………………………………………….. ………………………………………….. …… VIII Глава 1: Введение ………………………………… ………………………………………….. ………… … 1 1.1 Общие сведения ……………………………. ………………………………………….. ………………… … 2 1.2 Актуальность проекта …………………. ………………………………………………………… 2 1.3 Цель проекта .. ………………………………………….. ………………………………………….. ..… .. 2 1.4 Металлодетекторы …………………………………. ……………………………….… .. 3 1.4.1 Очень низкая частота (VLF) ………………………………………….. ……………….. 3 1.4.2 Импульсная индукция (PI) ………………… ………………………………………….. ……….. 3 1.4.3 Колебания частоты биений (BFO) …………………………………… ……………… 3 1.4.4 Генераторы ВЧ …………………….. ………………………………………….. …………… 3 1.5 Структура диссертации …………………………. ………………………………………….. …………………. 4 Глава 2: Обзор литературы …………………. ………………………………………….. ……………….… .. 5 2.1 Введение …………………………………………………………….. …………………………..… .. 6 2.2 История ………… ………………………………………….. ……………………………………………. 6 2.2.1 Пионер ……………………………………. ………………………………………….. . 6 2.2.2 Индукционные весы …………………………………… …………………………… .. 7 2.2.3 Дискриминация ………… …………………………………………………………………… 8 2.3 Эра беспроводной связи. ………………………………………….. …………………………………………. 10 2.4 Дальнейшие уточнения ……………………………………….. ………………………………………… 10 2,5 принципы работы металлоискателей …………………………………….. …………….. 11 Глава 3: Элементы металлоискателя ……………………. ……………………………………………… 12 3.1 Введение ………………………. ………………………………………….. …………………….…. 13 3.2 Поисковая катушка ………………………………………. ………………………………………….. …………. 13 3.2.1 Основные сведения о поисковой катушке ………………………… ………………………………………….. … 13 3.2.2 Принцип работы поисковой катушки ………………………………. ………..…. 14 3.2.3 Глубина поисковой катушки…………………………………………… …………………………… 14 3.3 Типы поисковой катушки ……….. ………………………………………….. …………………………… 14 3.3.1 Концентрическая поисковая катушка ………. ………………………………………….. ……………. 15 3.3.2 Поисковая катушка Mono ……………………… ………………………………………….. ……. 15 3.3.3 Катушка для поиска изображений ……………………………… …………………………………….. 16 3.3.4 Поисковая катушка Double-D ………. ………………………………………….. …………….. 16 3.3.5 Поисковая катушка с двумя ячейками …………………… ………………………………………….. ….. 17 3.4 Размеры и форма поисковой катушки ………………………………. …………………………………. 17 3.4.1 Наименьшие поисковые катушки … ………………………………………….. ……………………. 18 3.4.2 Малые поисковые катушки ……………………………………………. …………………………. 18 3.4.3 Средние поисковые катушки ………… ………………………………………….. ……………. 18 3.4.4 Большие поисковые катушки ……………………… ………………………………………….. …… 19 vi
3.5 Факторы, влияющие на выбор металлоискателей …………………………. ……………. 19 3.5.1 Глубина ……………………….. ………………………………………………………………. 20 3.5.2 Чувствительность …….. ………………………………………….. ………………………………. 20 3.5.3 Дискриминация …….. ………………………………………….. ………………………… 20 3.5.4 Баланс грунта. ………………………………………….. ……………………………. 21 3.5.5 Типы катушек ………. ………………………………………….. …………………………….. 21 Глава 4: Конструкция и конструкция металлоискателя………………………………………….. 22 4.1 Конструкция схемы ……………………………………… …………………………………. 23 4.2 Конструкция ……. ………………………………………….. ………………………………………….. …….. 23 4.2.1 Главная цепь (цепь генератора Колпитса) …………………………. …………….. 23 4.2.2 Цепь индикатора ……………………… ………………………………………………….. 25 4.3 Блок-схема ……………………………… ………………………………………….. …………….. 26 4.4 Моделирование ………………………… ………………………………………….. ……………………….. 26 4.4.1 Когда рядом с металлоискателем нет другого поля …… ………………. 27 4.4.2 Когда рядом с металлоискателем есть другое поле …………….. ……… 27 4.5 Методология ……………………………….. …………………………………………….. ………….. 28 Глава 5: Обсуждение и заключение ………………………… ………………………………………….. ….. 31 5.1 Обсуждение …………………………………… ………………………………………….. …………….. 32 5.2 Заключение ………………………… ………………………………………….. ………………………. 33 5.3 Работа с фьючерсами ……………… ……………………………………………………………. ……………… 33 Источники ………………………… ………………………………………….. ………………………………………. 34 Приложения .. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………….. 36 Приложение A …………… ..…. ……………………………………… ……………… A-1 Приложение B ……………… .. ………………………………………………………. B-1
vii
Список рисунков Рисунок 2.1 Детектор золота ……………………………………….. …… …. ……………… ..… …. 6 Рисунок 2.2 Метод Фокса для поиска металлов. ……………………. ……… ….. …… … …… ……… 6 Рис. 2.3 человек, использующий индукционные весы. …………………. ………… …… …… ..… ……….. 7 Рисунок 2.4 Обмотки металлоискателя. ………………………………………… ….… …….… ….. 11 Рисунок 3.1 поисковая катушка. ……………………………………………………… .. …… …….… 13 Рисунок 3.2 Глубина поисковой катушки. ………………………………………………… …… ….… … 14 Рисунок 3.3 концентрическая поисковая катушка …………………………………… ……………… …….. ……. 15 Рисунок 3.4 Поисковая катушка Mono … ……………………………………………………………… … 15 Рисунок 3.5 катушка поиска изображений. …………………………………. ……………. …… ….… …… 16 Рисунок 3.6 Поисковая катушка с двойной буквой D. ……………………………………… .. ………… ..… …… .. 16 Рисунок 3.7 Поисковая катушка с двумя ячейками. ……… ………………………………………….… ……… …….. 17 Рисунок 3.8 Самая маленькая поисковая катушка. …………………………… ………………… .. …… ……… ……. 18 Рисунок 3.9 Малая поисковая катушка. ……………………………………………… ….…… ……… …. 18 Рисунок 3.10 Средняя поисковая катушка ……………………………………………. …… … …….…. 18 Рисунок 3.11 Большая поисковая катушка. ………………………………………………….… … …….…. 19 Рисунок 4.1 Схема Колпитца.…………………………………………………. ……………… .. 24 Рисунок 4.2 главная цепь. ……………………………………… ………… ….. ………….… 24 Рисунок 4.3 Схема индикатора. ………………………………………………………………… ….. 25 Рисунок 4.4 Блок-схема… ……………………………………. ………………………………………….. …….. 26 Рисунок 4.5 Результат моделирования при отсутствии другого поля …………………………. ……………………. 27 Рисунок 4.6 Результат моделирования при наличии другого поля …………… …………………………………… 27 Рисунок 4.7 Схема металлоискателя ………………………. ………………………………………….. ……………. 28 Рисунок 4.8 Результат цепи, когда рядом с поисковой катушкой нет металла ………………. …………… 29 Рисунок 4.9 Результат схемы, когда рядом с поисковой катушкой есть металл ……………….. ……………. 30
viii
1
Глава 1
Введение
Глава 1: Введение 1.1 История вопроса В 18 веке, когда началась промышленная революция.Потребность заводов в металле увеличилась в связи с увеличением его использования. Этот растущий спрос заставляет ученых и инженеров задуматься об изобретении машины, способной обнаруживать металл, чтобы сэкономить усилия и время, потраченные на обнаружение металла. В 1830 году появились металлоискатели. С того времени и до настоящего времени область применения металлоискателей быстро расширялась, и в нее были включены критически важные приложения, что привело к разнообразию типов, размеров и областей применения металлоискателей. Этот проект обеспечит простую конструкцию и реализацию металлоискателей.
1.2 Важность проекта В связи с ростом добычи полезных ископаемых в Судане и ростом цен на металлоискатели возникает потребность в простых и более дешевых металлоискателях. После согласования темпов в Судане необходимо удалить остатки войны, особенно фугасы, металлоискатели могут помочь в обнаружении фугасов. Металлоискатели также важны для защиты уязвимых и густонаселенных мест от террористов и других преступников. Поскольку все оружие частично или полностью изготовлено из металла, металлоискатели могут помочь идентифицировать и подтвердить присутствие металлических предметов на людях и их вещах, следовательно, помочь безопасности в защите важных мест.
1.3 Цель проекта Целью данного проекта является создание простой и дешевой схемы металлоискателя. Этот детектор должен быть способен обнаруживать металлические предметы в непосредственной близости от него.
2
Глава 1
Введение
1.4 Технологии металлодетекторов Доступно множество технологий металлоискателей [1], например:
1.4.1 Очень низкая частота (VLF) Очень низкая частота — самая популярная технология обнаружения. используется сегодня. Он использует две катушки для операции обнаружения.Одна из катушек имеет переменное магнитное поле, а другая действует как антенна, чтобы улавливать и усиливать частоты, исходящие от целевых объектов в земле.
1.4.2 Импульсная индукция (ИП) Это менее распространенная форма металлоискателей. Он основан на СНЧ, но использует одну катушку для операции обнаружения. Поле здесь создается импульсами тока, приложенными к катушке.
1.4.3 Колебания частоты биений (BFO) Это самый основной тип металлоискателя. В этом типе используются две катушки, каждая катушка подключена к генератору, который генерирует постоянную частоту, причем каждая катушка имеет немного другую частоту.Эта разница в частотах вызовет устойчивые биения, которые может уловить приемник в блоке управления. Любой металл или минерал в диапазоне сигнала будет влиять на частоту в поисковой катушке, вызывая изменение длительности и тона частоты биений.
1.4.4 ВЧ-генераторы Генераторы резонансной частоты — это простейший тип металлоискателей. Для операции обнаружения используется одна катушка. Это самая дешевая и простая технология построения металлоискателя.Эта технология используется в этом проекте.
3
Глава 1
Введение
1.5 Структура диссертации Эта диссертация состоит из пяти глав, которые содержат: Глава 1: Введение: В этой главе содержится общее представление о проекте, например, его цель и важность. Глава 2: Обзор литературы: В этой главе рассказывается об истории металлоискателей и их развитии с момента изобретения до настоящего времени. Глава 3: Элементы металлоискателя: В этой главе собраны основные элементы металлоискателя и их типы. Глава 4: проектирование и изготовление металлоискателя: в этой главе содержатся расчетные параметры сконструированного металлоискателя и методология, использованная в дополнение к результатам моделирования. Глава 5: Обсуждение и заключение: Эта глава содержит обсуждение характеристик сконструированного металлоискателя, заключение проекта и обновления, которые могут быть применены к сконструированному металлоискателю.
4
5
Глава 2
Обзор литературы
Глава 2: Обзор литературы 2.1 Введение Металлоискатель — это устройство, которое реагирует на металл, который может быть не так очевиден. Самая простая форма металлоискателя состоит из генератора, вырабатывающего переменный ток, который проходит через катушку, создающую переменное магнитное поле. Если кусок электропроводящего металла находится близко к катушке, в металле будут индуцироваться вихревые токи, и это создаст собственное переменное магнитное поле. Если для измерения магнитного поля используется другая катушка (действующая как магнитометр), можно обнаружить изменение магнитного поля из-за металлического объекта.Металлоискатель золота, например, предназначен для обнаружения золота под землей, на рисунке 2.1 показан детектор золота. Есть много типов металлоискателей с разной степенью детализации и сложности, но все они работают по одному и тому же основному принципу. [2]
2.2 История 2.2.1 Первопроходец Если кого-то можно считать изобретателем металлоискателей, то это английский геолог и горный инженер Р. В. Фокс. Именно Фокс первым обнаружил, что электричество протекает через металлические руды, а также твердые металлические предметы.Он изобрел простой металлический локатор, состоящий из не более чем батареи, нескольких металлических стержней и провода подходящей длины.
6
Chapter 2
обзор литературы
Его первый метод обнаружения был следующим: один металлический стержень вбивался в землю, где находилась предполагаемая жила руды; он был подключен к одному выводу батареи, как показано на рисунке 2.2.
Другой вывод батареи был подключен к плавающему проводу. Другие металлические стержни были вбиты в землю в нескольких разных точках и последовательно касались плавающей проволокой.Когда возникала искра, это указывало на присутствие металла. Примерно в 1870 году это устройство было преобразовано в два стержня, изолированных друг от друга в общем зонде, подключенных через батарею к звонку и погруженных в землю. При контакте с металлической рудой, самородком или металлической трубой прозвенел звонок, что указывало на присутствие проводящего объекта. [3]
2.2.2 Индукционные весы В 1879 г. профессор Д.Е. Хьюз продемонстрировал Королевскому обществу в Лондоне свои индукционные весы (I.Б.). Его целью было изучение молекулярной структуры металлов и сплавов. Однако Хьюз и его создатель инструментов Уильям Гровс вскоре осознали потенциал I.B. как металлический локатор. Королевский монетный двор использовал индукционные весы для анализа металлов и обнаружения подделок, как показано на рисунке 2.3. Известный американский изобретатель Джордж Хопкинс модифицировал I.B. для поиска металлических руд, сундуков с сокровищами и т.п. Фактически, индукционные весы составляют основу большинства металлоискателей, используемых сегодня.[3]
7
Глава 2
обзор литературы
2.2.3 Дискриминация Самым большим техническим изменением в детекторах стала разработка индукционно-балансной системы. Эта система состояла из двух электрически сбалансированных катушек. Когда металл попадал в их окрестности, они становились неуравновешенными. Что позволило детекторам различать металлы, так это тот факт, что каждый металл имеет разную фазовую характеристику при воздействии переменного тока. Ученые уже давно знали об этом факте к тому времени, когда были разработаны детекторы, которые могли выборочно обнаруживать желаемые металлы, игнорируя нежелательные.Даже с дискриминаторами все еще было проблемой избежать нежелательных металлов; потому что некоторые из них имеют схожие фазовые характеристики. Таким образом, неправильная настройка некоторых металлов увеличивала риск передачи ценной находки. Еще одним недостатком дискриминаторов было то, что они снижали чувствительность машин. Александр Грэм Белл, изобретатель телефона, работал над электроиндукционным устройством для обнаружения металлов в 1881 году. В 1890 году были проведены испытания для определения местонахождения сульфидов через проводящую среду с использованием телеграфного приемника, последовательно соединенного с батареей и проводом. щетка.В земле были установлены электрические контакты, а затем по поверхности перемещалась щетка. Всякий раз, когда она касалась сульфидов, щетка замыкала цепь, на что указывал щелчок в приемнике. Поскольку его можно было использовать только на открытых минерализованных поверхностях, метод имел ограниченную ценность. Были предприняты дальнейшие попытки обнаружения металлов с использованием схемы моста Уитстона для измерения сопротивления. Опять же, проводимость была определяющим фактором, но проводимость между двумя точками на поверхности земли нужно было рассчитать косвенно, сначала измерив сопротивление.Этот метод также оказался непрактичным. В 1925 году было разработано устройство для проверки электрических ворот, которое помогало фабрикам сокращать масштабные кражи инструментов и продуктов. Его работа была основана на использовании электромагнитных волн. Два немецких физика, доктор Геффекен и доктор Рихтер из Лейпцига, разработали оригинальное устройство проверки ворот. Их работу продолжил Гебр Ветцель. Через коридор возникло электромагнитное поле. Металл, который пронесли люди, проходящие через дверь, вызвал изменение электромагнитного поля, и был подан сигнал.Аппарат, предшественник современного «проходного» детектора, был регулируемым, чтобы позволить маленьким объектам, таким как часы и ключи, проходить через ворота незамеченными, в то время как более крупные объекты были обнаружены. 8
Глава 2
Обзор литературы
Небольшая поисковая катушка использовалась для проверки тех людей, которые производили сигнал, когда они проходили через дверной проем. Эта катушка может быть настроена на различную чувствительность, позволяя мелким предметам, таким как монеты в карманах, проходить незамеченными.Примерно в то же время Ширл Герр был признан изобретателем магнитных весов — устройства, используемого для обнаружения подземных минералов и металлов. В 1927 году был изобретен металлоискатель с искровым разрядником. Современное развитие металлоискателя началось в 1930-х годах. Герхард Фишер разработал систему радиопеленгации, которая должна была использоваться для точной навигации. Система работала очень хорошо, но Фишер заметил, что были аномалии в областях, где местность содержала рудоносные породы.Он рассудил, что если радиолуч может быть искажен металлом, то должна быть возможность сконструировать машину, которая будет обнаруживать металл с помощью поисковой катушки, резонирующей на радиочастоте. В 1937 году он подал заявку и получил первый патент на металлоискатель. Однако именно лейтенант Йозеф Станислав Косацкий, польский офицер, прикрепленный к подразделению, дислоцированному в Сент-Эндрюсе, Файф, Шотландия, в первые годы Второй мировой войны, усовершенствовал конструкцию в практическом польском миноискателе.Они были тяжелыми, работали на электронных лампах и нуждались в отдельных аккумуляторных батареях. Несколько компаний начали производить электронные и транзисторные детекторы для потребителей в «50-е годы». Поскольку разработка транзисторов позволила создавать более мелкие и легкие детекторы, производство детекторов на электронных лампах прекратилось в начале 60-х годов. Но только в конце 60-х — начале 70-х годов значительный интерес к металлоискателям возник; в «70-е годы начались большие успехи в разработке металлоискателей.В этот период появились сверхстабильные и очень чувствительные металлоискатели с функцией распознавания целей «хорошо / плохо» и отбраковкой грунтовых минералов. Первый микропроцессорный металлоискатель появился в «80-х годах». [3]
9
Глава 2
Обзор литературы
2.3 Эпоха беспроводной связи С очень быстрым развитием технологий беспроводной связи во время Первой мировой войны было вполне естественно, что эта технология будет адаптирована для металлоискателей и геологоразведочного оборудования.Одним из первых, кто применил эту технологию для поиска сокровищ, был англичанин Джордж Уильямс.Он был полностью знаком с беспроводными технологиями и, увидев несколько примитивные локаторы сокровищ, доступные тогда, он решил, что может улучшить существующую технологию, спроектировав радиолокатор. . Первые промышленные металлоискатели были разработаны в 1960-х годах и широко использовались в горнодобывающей промышленности и других промышленных целях. Использование включает разминирование (обнаружение наземных мин), обнаружение оружия, такого как ножи и пистолеты, особенно в безопасности аэропортов, геофизических исследованиях, археологии и поиске сокровищ.Металлодетекторы также используются для обнаружения инородных тел в продуктах питания, а в строительной отрасли — для обнаружения стальных арматурных стержней в бетоне, а также труб и проводов, проложенных в стенах и полах. [3]
2.4 Дальнейшие усовершенствования Многие производители этих новых устройств представили на рынке свои собственные идеи. Компания Whites Electronics of Oregon начала свою деятельность в 50-х годах с создания устройства, названного счетчиком Гейгера Ore-master. Другим лидером в области детекторных технологий был Чарльз Гарретт, который первым изобрел машину BFO (Beat Frequency Oscillator).С изобретением и разработкой транзистора в 50-х и 60-х годах производители и конструкторы металлоискателей создали более легкие машины меньшего размера с улучшенной схемой, работающие на небольших аккумуляторных батареях. Компании возникли по всей территории США и Великобритании, чтобы удовлетворить растущий спрос. Более крупные портативные металлоискатели используются археологами и охотниками за сокровищами для обнаружения металлических предметов, таких как ювелирные изделия, монеты, пули и другие различные артефакты, закопанные неглубоко под землей [4].
10
Глава 2
Обзор литературы
2.5 Принципы работы металлоискателя Металлоискатель работает, генерируя электромагнитное поле, которое перемещается по Земле. При этом любой обнаруженный металл будет влиять на электромагнитное поле, изменяя его, и это изменение будет отображаться для оператора, а также может быть обозначено слышимым звуком, издаваемым металлоискателем. Внутри металлоискателя есть два набора обмоток из медной проволоки. Электрический ток пропускается через одну из обмоток, и это создает электромагнитное поле.Это называется передающей обмоткой, как показано на рисунке 2.4. Поскольку металл проводит электричество, любой металлический объект, попавший в поле, изменит его, и это изменение улавливается второй обмоткой, известной как приемная обмотка. Затем он отправляется в блок управления, который оператор может использовать для контроля типов металлов, которые он хочет обнаруживать. Эта информация затем отображается на счетчике или ЖК-дисплее и, часто, в виде звукового сигнала. Чем сложнее детектор, тем больше информации отображается.Существуют различные усовершенствования металлоискателей, предназначенные для фильтрации нежелательных металлов и выдачи сигнала только на требуемые металлы. Это называется дискриминацией и достигается за счет настройки детектора на определенный уровень проводимости. Разные металлы в разной степени проводят электричество. Например, серебро является отличным проводником электричества, тогда как гвозди — очень слабый проводник электричества. Электропроводность каждого металла, конечно, известна, поэтому металлоискатель может быть настроен на обнаружение золота или серебра и отклонение любых других.Размер найденного металла в данном случае не имеет особого значения. Обнаруживается просто способность или «готовность» металла проводить электричество. Детектор часто реагирует на минералы в грунте или, как его еще называют, на минерализованный грунт. Это вызывает ложные сигналы и называется «шумом земли». Любой металлоискатель должен иметь элемент управления «балансом грунта», чтобы отсеивать шум грунта. Лучшие металлоискатели могут устранить практически весь шум земли. Некоторые детекторы могут обнаруживать металл довольно глубоко.Это будет зависеть от качества детектора, а также от способа его использования. Это также зависит от размера объекта. Большой самородок металла глубже под землей будет обнаружен, в то время как маленький кусочек может не быть обнаружен. [5] 11
12
Глава 3
Элементы металлоискателя
Глава 3: Элементы металлоискателя 3.1 Введение Принцип работы металлоискателя заключается в том, что он посылает сигнал, а затем принимает его, и это выполняется поисковая катушка.Катушка поиска создает нормально сбалансированное переменное магнитное поле; проходящий мимо металлический предмет искажает это поле. Искажения усиливаются в электронике и генерируют сигнал обнаружения, поэтому основным компонентом металлоискателя является поисковая катушка. В следующих разделах будет подробно рассмотрена поисковая катушка.
3.2 Поисковая катушка 3.2.1 Основы поисковой катушки Поисковая катушка является важной частью любого металлоискателя. Это плоский, обычно круглый диск, который генерирует магнитное поле и обнаруживает металлические цели в окружающей среде, рисунок 3.1 показана поисковая катушка. Он расположен на конце штока и соединен с корпусом управления кабелем, обычно намотанным на шток. Размер и глубина магнитного поля определяется формой и размером поисковой катушки. [6]
13
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.2.2 Принципы работы поисковой катушки Поисковые катушки обычно состоят из двух внутренних наборов витых проводов, передающей катушки (TX) и приемной катушки ( RX). Моно катушки могут отличаться тем, что одна катушка действует как передатчик, так и приемник.Когда детектор включен, катушка TX генерирует магнитное поле в окружающем пространстве. Когда металлический объект находится внутри этого генерируемого магнитного поля, он создает искажение магнитного поля. Катушка RX обнаружит это искажение и отправит сигнал на корпус управления. Шаблон обнаружения поисковой катушкой определяется комбинацией шаблона поля, генерируемого передатчиком, и шаблона поля считывания приемника.
3.2.3 Глубина поисковой катушки Глубина обнаружения поисковой катушки, как правило, будет приблизительно равна ее диаметру для объекта размером с монету.Однако по мере того, как размер поисковой катушки увеличивается и диаграмма поля становится больше, диаграмма поля становится менее концентрированной и начинает пропускать небольшие объекты, как показано на рисунке 3.2. Для объекта размером с монету этот эффект становится заметным при использовании поисковых катушек диаметром более 15 дюймов. Поскольку поле, создаваемое большой поисковой катушкой, больше, глубже и менее концентрировано, чем маленькая поисковая катушка, это лучший выбор. при охоте за целями, которые обычно большие и глубоко закопаны, например тайники или реликвии.
3.3 Типы поисковой катушки Помимо размеров и форм поисковой катушки, существует также множество конфигураций поисковой катушки, каждая из которых оказывается лучшим выбором в зависимости от условий охоты и грунтовых условий. Конфигурация поисковой катушки относится к расположению катушек TX и RX внутри корпуса поисковой катушки. В основном существует пять конфигураций: концентрическая, моно, визуализация, двойная и двухпозиционная. [7]
14
Раздел 3
Элементы металлоискателя
3.3.1 Концентрическая поисковая катушка Концентрическая конфигурация состоит из катушки TX и катушки RX, которые обычно имеют круглую форму и расположены, как показано на рисунке 3.3. Преимущество этой конфигурации состоит в том, что обе катушки TX и RX намотаны как можно больше в пределах заданного диаметра поисковой катушки. Это обеспечивает максимально возможное поле обнаружения и наибольшую глубину обнаружения, что делает концентрическую катушку потенциально наиболее чувствительной доступной конфигурацией. Кроме того, концентрические катушки также обеспечивают наиболее симметричное поле обнаружения, что облегчает точное определение местоположения и согласованность в идентификации цели.
По указанным выше причинам концентрические поисковые катушки являются наиболее часто используемыми поисковыми катушками и обеспечивают наилучшую общую производительность в большинстве сред. К сожалению, эта конфигурация наиболее подвержена влиянию минералов почвы, что приводит к существенной потере производительности при использовании на сильно минерализованном грунте.
3.3.2 Моно поисковая катушка Моно катушка доступна только в импульсных индукционных детекторах. На рисунке 3.4 показана моно поисковая катушка. Монокатушка может быть изготовлена с катушками TX и RX, расположенными вместе или как одна катушка, действующая как TX и RX.Обнаружение и рабочие характеристики моно по существу такие же, как и у концентрического, в том, что он обеспечивает максимально возможную чувствительность, но страдает некоторыми характеристиками в минерализованном грунте.
15
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.3.3 Поисковая катушка Imaging Поисковая катушка Imaging — это улучшенная версия концентрической конфигурации, которая имеет дополнительную катушку RX, как показано на рисунке 3.5. Эта дополнительная катушка предоставляет детектору дополнительную информацию о цели, необходимую для восприятия истинной глубины цели и возможности точного определения размера цели.С помощью этой дополнительной информации о размерах детектор может более полно охарактеризовать цель и впервые отличить мусор от хороших целей с одинаковой проводимостью.
3.3.4 Поисковая катушка Double-D Конфигурация Double-D разработана для значительного уменьшения помех от земли и, таким образом, восстановления характеристик, потерянных из-за концентрической катушки над минерализованной почвой. В Double-D именно расположение катушек TX и RX производит эффект подавления сигналов заземления.Эта конфигурация называется DD, потому что катушки TX и RX имеют форму буквы «D», как показано на рисунке 3.6. Поле положительного обнаружения DD проходит под перекрывающейся центральной секцией спереди назад.
Оставшаяся часть катушки фактически создает отрицательные (т. Е. Подавляющие) поля обнаружения. Именно это компенсирующее поле позволяет катушке DD сохранять работоспособность на минерализованном грунте. Из-за своего небольшого положительного поля обнаружения DD по своей природе менее чувствителен, чем концентрическая поисковая катушка того же размера, над неминерализованной почвой.Однако Double-D будет значительно лучше, чем концентрическая катушка над минерализованной почвой. По этой причине он настоятельно рекомендуется при охоте на минерализованной земле, которая обычно встречается при разведке и охоте за реликвиями.
16
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.3.5 Поисковая катушка с двумя ячейками В конфигурации с двумя ячейками катушки TX и RX физически расположены на расстоянии нескольких футов друг от друга, как показано на рисунке 3.7. Эта конфигурация обеспечивает легкие и удобные средства достижения характеристик поисковой катушки диаметром от 3 до 4 футов.Благодаря своему большому размеру и, следовательно, большому полю обнаружения, 2-box — лучший выбор для обнаружения крупных глубоко захороненных объектов, таких как реликвии и тайники. Кроме того, из-за большого поля обнаружения он игнорирует объекты размером менее 3 дюймов в диаметре. Эта характеристика полезна при охоте в районах, сильно замусоренных мелкими мусорными объектами. Существует также улучшенная версия 2-бокса. Эта версия включает в себя дополнительная катушка для точного определения местоположения цели.
3.4 Размеры и формы поисковой катушки Существует множество размеров и форм поисковой катушки. Правильный выбор зависит от среды, в которой он будет использоваться, а также от искомых целей. Изменение любой из этих переменных может потребовать использования другой поисковой катушки. Обычно поисковые катушки имеют круглую или эллиптическую форму. Эллиптическая поисковая катушка более маневренна, чем круговая поисковая катушка, и ее малая ширина фактически обеспечивает больший охват, чем круглая катушка из-за ее удлиненной длины.Однако круглая поисковая катушка имеет немного большую глубину обнаружения и чувствительность в неминерализованной почве, поэтому она по-прежнему является наиболее часто используемой формой. Поисковые катушки имеют диаметр от нескольких дюймов до нескольких футов. Те, что меньше 6 дюймов в диаметре, обычно считаются маленькими, 6-11 дюймов в диаметре — средними, а более 11 дюймов — большими. Существует прямая зависимость между размером магнитного поля и размером катушки. Чем больше чем больше магнитное поле, тем больше магнитное поле, поэтому поисковые катушки большего размера обычно обнаруживают глубже, чем меньшие поисковые катушки.[8]
17
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.4.1 Наименьшие поисковые катушки (до 5 дюймов в диаметре) — «Мини-катушки» или «Снайперы». Они отлично подходят для сильно замусоренных участков. Рис. 3.8 показывает наименьшую поисковую катушку. «Мини-катушки» обеспечивают лучшее разделение мусора и желаемых целей в непосредственной близости и имеют возможность обнаруживать вблизи металлических столбов и проволочных заграждений, не обнаруживая их.
3.4.2 Маленькие поисковые катушки (5 дюймов — 8 дюймов в диаметре) Используются для «замусоренных» участков и высокоминерализованных грунтов.Эти катушки маневренны в густой растительности или на пересеченной местности. У них большая глубина обнаружения, чем у «снайперов», но меньше, чем у катушек среднего размера. На рисунке 3.9 показана небольшая поисковая катушка.
3.4.3 Средние поисковые катушки (диаметром 8–11,5 дюймов) Эти катушки являются «золотой средой» среди всех катушек и предназначены для общего использования при обнаружении широкого круга целей и в средних условиях обнаружения металла. При высокой степени минерализации и низком содержании мусора следует использовать поисковую катушку Double-D 9,5–11,5 дюймов для оптимальной глубины и охвата.На рисунке 3.10 показана поисковая катушка среднего размера.
18
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.4.4 Большие поисковые катушки (11,5–24 дюйма в диаметре) Они предназначены для проникновения в землю на самой глубине. Теоретически, чем больше поисковая катушка, тем глубже она обнаруживает цели. На самом деле это не всегда так, потому что количество обнаруженной минерализации отрицательно сказывается на работе детектора: чем больше катушка, тем больше минерализации она «улавливает».«Это выводит из строя металлоискатель с точки зрения глубокого проникновения в землю. Максимальный практический размер большой поисковой катушки был экспериментально определен как 15 дюймов (38 см). На рисунке 3.11 показана большая поисковая катушка. Использование поисковой катушки большего размера (диаметра) не увеличит глубину обнаружения, если не используется металлоискатель с импульсной индукцией. Большие катушки очень полезны для поиска тайников с монетами и глубоко захороненных крупных реликвий. Катушки большого размера обеспечивают значительное покрытие земли. Обнаружение с помощью большой катушки позволяет детектору охватить обширную территорию, например, большое поле фермы, быстрее, чем с помощью средней поисковой катушки.Недостатками большой поисковой катушки являются недостаточная чувствительность к мелким целям, плохое определение местоположения, одновременное отклонение и маскировка большего количества целей.
3.5 Факторы, влияющие на выбор металлоискателей Детектирование металлов можно разделить на две основные категории: поиск золота и охота за монетами и сокровищами, с подразделом «Подводное обнаружение». За последние несколько лет технология металлоискателей значительно продвинулась вперед. Благодаря использованию микропроцессоров и высокотехнологичной схемы для поверхностного монтажа металлоискатель получил большую глубину, улучшенную чувствительность, автоматический баланс грунта и превосходную дискриминацию.При проверке различных металлоискателей существует пять основных характеристик, которые можно использовать для сравнения одного металлоискателя с другим. Это глубина, чувствительность, дискриминация, баланс грунта и тип катушки.
19
Глава 3
Элементы металлоискателя
Другими факторами, которые следует учитывать, являются размер и тип дополнительных катушек, насколько удобно использовать детектор в течение длительного времени, какие батареи используются , как долго они служат и сколько стоит детектор.[9]
3.5.1 Глубина Это относится к расстоянию, на котором металлоискатель может проникнуть и обнаружить металлические предметы в земле. На это может влиять частота, на которой работает металлоискатель (низкая частота обычно дает лучшую глубину, чем высокая частота), насколько сложна его схема и насколько хорошо он справляется с сильно минерализованной почвой. Часто некоторые металлоискатели создают необычайную глубину в воздухе или нейтральной почве, например, сухой пляжный песок, но в сильно минерализованных металлических полях металлоискатель становится шумным и нестабильным.
3.5.2 Чувствительность Это также определяется частотой, на которой работает металлоискатель. Некоторые металлоискатели в настоящее время производятся с достаточно высокой частотой, например 50 и 60 кГц, и это делает их гораздо более чувствительными к самородкам спичечных головок небольшого размера. При использовании высоких частот часто страдает глубина попадания на более крупные цели. Есть даже металлоискатели с двумя или тремя частотами, так что его можно переключать между низкой и высокой частотой в зависимости от того, что искать и на каком типе заземления работает.
3.5.3 Дискриминация Это функция, которую имеют некоторые металлоискатели, которая позволяет оператору определить, какой тип металла был обнаружен, прежде чем выкопать его. Это отличная экономия времени для охотников за сокровищами, поскольку некоторые системы распознавания очень точны. Дискриминация позволяет оператору сегментировать предметы по разным категориям, а «умный поиск» практически идентифицирует цель, что обеспечивает высокую точность идентификации цели и удаления мусора. Не рекомендуется проводить дискриминацию при использовании металлоискателя для поиска самородков самородных металлов, поскольку примеси металла и концентрированные минералы в почве вокруг самородка сбивают с толку дискриминатор и могут давать ложные показания.По этой причине многие металлоискатели, изготовленные специально для поиска золота, имеют довольно простые дискриминаторы.
20
Глава 3
Элементы металлоискателя
3.5.4 Баланс грунта Это, вероятно, самая важная функция металлоискателя и часто упускается из виду при сравнении возможностей каждого металлоискателя. Балансировка грунта — это настройка металлоискателя таким образом, чтобы он мог компенсировать влияние минералов в почве на машину.Это позволяет металлоискателю сканировать землю и подавать сигнал только тогда, когда он проходит над металлическим объектом. Если это не сделать должным образом, металлоискатель сам будет издавать ложные шумы от земли, и будет очень трудно отличить шум земли от металлической цели.
3.5.5 Типы катушек Катушки бывают разных форм, размеров и схем поиска, как указано в разделе 3.3.
21
22
Глава 4
Проектирование и строительство
Глава 4: Проектирование и строительство 4.1 Построение схемы Поскольку электромагнитные принципы подтверждают тот факт, что всякий раз, когда есть металлический объект в электромагнитном поле, в этом объекте будет протекать электрический ток и наоборот, на основе этого факта было начато проектирование и первый шаг в Дизайн должен был представить электронную схему, создающую электромагнитное поле. Был проведен поиск, и лучший выбор был найден — это генератор Кольпитца, было обнаружено, что генератор Кольпитца может создавать необходимое магнитное поле, выходное переменное напряжение цепи изменяется при изменении поля цепи i.е. когда рядом с цепью находится металлический объект, поле уменьшается. После того, как схема была выбрана, проблема заключалась в том, как контролировать выход, чтобы сделать это, должна была использоваться другая схема, и самая простая найденная схема была схема, состоящая из полевого МОП-транзистора, светодиода и источника питания.
4.2 Дизайн Дизайн был выполнен на основе принципа работы с учетом доступности компонентов и получения выходного сигнала ощутимым образом, то есть с использованием светодиода. Таким образом, должны были использоваться две цепи: первая цепь, которая создает магнитное поле, а вторая — цепь. который контролирует вывод.После завершения проектирования была использована блок-схема для упрощения проблемы, было проведено моделирование, а схема была построена и протестирована. В Приложении А показана блок-схема механизма, используемого металлоискателем для обнаружения металлических предметов.
4.2.1 Главная цепь (схема генератора Колпитса) Генератор Колпитса — это тип LC-генераторов. Эта схема состоит из подсхемы LC-резонанса, подключенной между эмиттером и базой одноступенчатого транзисторного усилителя, обеспечивающего частотный выход [10].Благодаря току, протекающему через катушку, вокруг катушки индуцируется магнитное поле, когда металлический объект входит в область поля, в объекте индуцируется магнитное поле, которое уменьшает поле схемы. На рисунке 4.1 показана основная схема генератора Колпитца.
23
Глава 4
Дизайн и конструкция
В генераторе Колпитца в качестве источника обратной связи используется конденсаторный делитель напряжения. На рисунке 4.2 показана основная схема с использованными значениями компонентов схемы.
Частотный выход контура ……………………………………. ………………….. (4.1) Общая емкость ………………… ………………………………………. (4.2) Кому получить вывод см. в приложении B.
24
Глава 4
Дизайн и конструкция
Частота цепи Значения конденсатора оказались равными C1 = 0,0068 мкФ, что оказалось примерно 0,52
C2 = 0,0068 мкФ, а индуктивность катушки составила
.
Из уравнения 4.2 общая емкость составляет:
Из уравнения 4.1 частота цепи составляет:
4.2.2 Схема индикатора MOSFET — это транзистор, состоящий из трех выводов (GATE-DRAIN-SOURCE), этот транзистор используется для усиления или переключения электронных сигналов. . Напряжение на затворе может создать проводящий канал между двумя другими выводами. Затвор отделен от канала тонким изоляционным слоем. Канал инверсии имеет тот же тип, P-тип или N-тип, что и исток и сток, таким образом, он обеспечивает канал, через который может проходить ток.[11] В этой схеме светодиод подключен к одному выводу полевого МОП-транзистора (исток), а источник питания постоянного тока подключен к другому выводу (стоку), а выход основной схемы используется для управления полевым МОП-транзистором, то есть подключен к затвору. На рисунке 4.3 показана схема индикатора.
25
Chapter 4
Design & Construction
4.3 Блок-схема После определения главной цепи и индикаторной схемы была построена блок-схема. Блок-схема состоит из главной цепи, которая содержит катушку, эта катушка имеет магнитное поле вокруг нее, это магнитное поле изменяется в зависимости от наличия металлических предметов, выход этой цепи подключен к затвору транзистора, который содержит светодиод в одном терминал и источник питания на другом терминале.На рисунке 4.4 представлена блок-схема металлоискателя.
4.4 Моделирование Проект был смоделирован, чтобы убедиться, что он работает хорошо, до его реализации. Схема металлоискателя была встроена в программное обеспечение рабочего места, и выходной сигнал был виден, когда рядом с катушкой было другое поле и не было другого поля. Шаги моделирования были следующими.
26
Chapter 4
Design & Construction
4.4.1 Когда нет другого поля рядом с металлоискателем Рис. 4.5 показан результат моделирования, когда рядом с металлоискателем нет другого поля, можно заметить, что светодиод не горит.
4.4.2 Когда есть другое поле рядом с металлоискателем На рисунке 4.6 показан результат моделирования, когда есть другое поле рядом со схемой металлоискателя, можно заметить, что светодиод горит.
27
Глава 4
Проектирование и строительство
4.5 Методология Первым шагом было определение типов цепей, которые будут использоваться в проекте, и была рассчитана необходимая частота для определения значений используемых компонентов .Было проведено моделирование, чтобы убедиться, что схема может работать. После моделирования были доставлены компоненты, поисковая катушка была сделана из меди, и основная схема была построена, она была протестирована, и выходной сигнал этой схемы контролировался в то время с помощью осциллографа и цифрового мультиметра, после того, как убедилась, что основная цепь работает правильно. Схема индикатора была подключена и протестирована с использованием напряжения от источника питания, чтобы убедиться, что он работает нормально. Выход главной цепи был подключен к индикаторной цепи (затвор полевого МОП-транзистора), после чего был проведен ряд экспериментов, чтобы подобрать напряжение источника питания (которое питает главную цепь) таким образом, чтобы выход, когда в катушке нет металла. поле должно быть чуть больше 1.4 В (переменный ток) и менее 1,4 В (переменный ток), когда в этом поле находится металлический объект. Когда на затвор подается напряжение более 1,4 В (переменного тока), сток и исток будут подключены, то есть светодиод включен, а когда значение напряжения затвора меньше 1,4 В (переменного тока), сток и исток будут изолированы, то есть светодиод станет ВЫКЛЮЧЕННЫЙ.
Было видно, что когда металлический объект приближается к катушке, светодиод выключался, а когда в поле не было металлического объекта, светодиод был включен. На рисунке 4.7 показана полная схема металлоискателя.
28
Chapter 4
Design & Construction
На рисунке 4.8 показан результат построенной схемы, когда рядом с поисковой катушкой нет металла, можно заметить, что светодиод горит, а на рисунке 4.9 показан результат, когда есть металл рядом с поисковой катушкой, можно было заметить, что светодиод не горит.
Рисунок 4.8 Результат цепи, когда рядом с поисковой катушкой нет металла
29
Глава 4
Design & Construction
Рисунок 4.9 Результат цепи, когда рядом с поисковой катушкой есть металл
30
31
Глава 5
Обсуждение и заключение
Глава 5: Обсуждение и заключение 5.1 Обсуждение При тестировании сконструированного металлоискателя было обнаружено, что: Светодиод горит, когда рядом с поисковой катушкой нет металла. Интенсивность света светодиода уменьшается, когда металлический объект приближается к поисковой катушке, и светодиод выключается, когда объект приближается к поисковой катушке i.е. поле схемы уменьшается. Это согласие с принципами электромагнитного поля. Поле поисковой катушки более сконцентрировано в ее центре и уменьшается по мере удаления от него. Из уравнения 4.1 можно заметить, что частота колебаний будет определяться резонансной частотой параллельно настроенного контура. Обнаружено, что влияние металлических предметов увеличивается по мере увеличения размера этого объекта, а также влияние металлических предметов увеличивается по мере уменьшения расстояния между ним и центром поисковой катушки; это потому, что поле становится более концентрированным.
Обычно подходящий размер поисковой катушки составляет около 9,5 — 11,5 дюймов в диаметре. Однако поисковая катушка, используемая в этом проекте, меньше этого размера; Это связано с тем, что мощность мала, а для использования поисковых катушек большего размера требуется более высокая мощность. Размер используемой поисковой катушки был определен после проведения нескольких экспериментов. Для получения высокой мощности использовался блок питания ПК, но мощность, которую мы получаем от него, была недостаточно высокой для увеличения области обнаружения и размера поисковой катушки. При моделировании проблема заключалась в том, что в программном обеспечении моделирования не существует металлического объекта, а в качестве схемы поля для обнаружения объектов эта проблема была решена с использованием источника AM i.е. для имитации существования металлического объекта.
32
Глава 5
Обсуждение и заключение
5.2 Заключение Металлоискатель был успешно сконструирован с использованием генератора Колпитца. Генератор Колпитца — это тип радиочастотных генераторов, которые создают магнитное поле, которое изменяется, если к нему приближается металлический объект. Изменение поля проявляется как изменение интенсивности света светодиода, подключенного к генератору Колпитца с помощью полевого МОП-транзистора.Этот детектор обнаруживает металлические предметы рядом с собой. Ограничения этого детектора: 1. Он не может различать несколько типов металлов. 2. Его область обнаружения мала. 3. Металлоискатель не является портативным.
5.3 Работа с фьючерсами Есть много обновлений, которые могут быть применены к этому детектору в будущем, чтобы снять ограничения этого детектора и получить детектор, который можно будет использовать на практике. Возможные модификации: 1. Увеличить зону обнаружения детектора; это может быть сделано с использованием большой мощности для питания схемы.2. Используйте ЖК-дисплей или гарнитуру в качестве индикатора, для этого также необходимо увеличить мощность. 3. Сделайте его портативным, используя портативный источник питания, например мобильный аккумулятор. 4. Обновите этот детектор и дайте ему определить тип обнаруживаемого металла. Для этого необходимо использовать другую технологию.
33
34
Ссылки
Ссылки
[1] Металлоискатели http://www.hobby-hour.com/electronics/metal_detectors.php [2] Металлоискатели (март 2008 г.) http: // en .wikipedia.org / wiki / Metal_detector [3] История детекторов сокровищ и золота http: // www.goldgold.com/stories/historytreasuredet.htm [4] Обнаружение девяти детекторов (10 февраля 2011 г.) http://www.scribd.com/doc/48540496/lmd [5] Металлоискатели золота (воскресенье, 1 февраля 2009 г.) http : //goldprice.org/metal-detectors/2009/02/gold-metal-detectors.html [6] Поисковые катушки (Garrett Electronics 2003) http://www.goldminingcentre.com.au/Technical%20Data/techsheet-coils .pdf [7] Технический паспорт поисковой катушки (PDF) http://www.garrett.com/hobbysite/pdfs/searchcoil_tech_sheet.pdf [8] Поисковые катушки для металлоискателей. http: // metaldetectingworld.com / search_coil_size_applications.shtml [9] Как выбрать лучший металлоискатель для ваших нужд http://www.minersden.com.au/default.asp?pageid=CHOOSINGADETECTOR&template = CONTENT & site = 15 [10] Седра и Смит, Микроэлектронные схемы , 5-е изд., Нью-Йорк, 2004. [11] Основы MOSFET (2003) http://www.ecse.rpi.edu/~schubert/Course-ECSE-6290%20SDM-2/1%20MOSFET1%20Basics.pdf
35
36
Приложения
Приложение A: блок-схема рабочего механизма:
A-1
Приложения
Приложение B: определение частоты генератора Колпитца
Рисунок A: эквивалентная схема генератора Кольпитца На рисунке A показана эквивалентная схема генератора Колпитца.Для упрощения анализа Cm и rp не учитываются. Мы можем рассматривать Cp как часть C2, и мы можем включить ro в R. Уравнение узла на коллекторе транзистора (узел C) дает
1 s C2 V gm V S C1 1 s 2 L C2 V 0 R Поскольку V 0 (начались колебания), его можно исключить, и уравнение можно переписать в виде 1 L C2 s 3 L C1 C2 s 2 s C1 C2 gm 0 R R Подстановка s = j дает
1 2 L C2 gm j C1 C2 2 L C1 C2 0 RR
Для начала колебаний действительная и мнимая части должны быть равны нулю.Приравнивание мнимой части нулю дает частоту колебаний:
o
1 C C L 1 2 C1 C2 B-1
.Сделай сам простой смартфон Металлоискатель
Этот металлоискатель способен обнаруживать небольшие металлические предметы на больших расстояниях. Например, небольшую металлическую монету или золотое кольцо можно найти на расстоянии до 25 см. И самое приятное то, что это очень просто и может сделать любой, кто имеет базовые знания в области электроники.
Основа для подготовки — детектор «Умный охотник» со страницы
«neco-desarrollo.es», а также использует бесплатное программное обеспечение Android от той же компании. Эта компания является лидером в разработке аппаратного и программного обеспечения, которое можно использовать для создания простых, но высокопроизводительных металлоискателей.
Этот проект спонсировался NextPCB. Вы можете помочь мне поддержать по телефону
, проверив их по одной из этих ссылок:
Всего 7 долларов для заказа SMT:
https://www.nextpcb.com/?code=Mirko
Производитель надежных многослойных плат:
https: // www.nextpcb.com
Платы для печатных плат, 10 шт. бесплатно:
https://www.nextpcb.com/pcb-quote?act=1&code=Mirko
20% скидка — Заказы на печатные платы:
https://www.nextpcb.com/pcb -quote & code = Mirko
На этот раз я попытался еще больше упростить, заменив микроконтроллер Arduino на чиповый (около 2 $) модуль генератора сигналов с регулируемой частотой и скважностью от Aliexpress. Также с этим генератором сигналов настройка металлоискателя чрезвычайно упрощена, и есть возможность для множества экспериментов с различными типами катушек обнаружения.
Это технология детектора ОНЧ (очень низкой частоты), содержащая две идентичные катушки: передающую и приемную. В этом случае каждая катушка содержит 55 витков изолированного медного провода диаметром примерно 0,5 мм2. Мы сгибаем катушки в форму, называемую «двойная D», в соответствии с шаблоном, который вы можете скачать по ссылке ниже, где вы также можете скачать полную схему.
Сначала нам нужно определить параллельную резонансную частоту первичной катушки с помощью одного из многих калькуляторов.В нашем случае это 4,74 кГц. В генераторе сигналов нам нужно ввести именно эту частоту и установить рабочий цикл на 50%. Если вы будете придерживаться размеров катушек и значений элементов, указанных на схеме, вы можете напрямую ввести значение, указанное выше.
Вторичная катушка подключается к микрофонному входу на смартфоне, как показано на схеме. К выходу смартфона на телефоны подключены небольшой усилитель звука и динамик, и мы получаем звуковой сигнал при обнаружении металлического объекта.
На видео подробно описана конструкция всего устройства.
Как видно на видео, результаты на удивление хорошие. Без наличия металла устройство отлично работает. Диапазон очень большой, например, металлическая крышка диаметром 15 см обнаруживается на расстоянии более 60 см. Более крупные металлические предметы обнаруживаются на расстоянии более 1 метра.
(PDF) Дешевый и эффективный металлоискатель
IJSART — Том 3, выпуск 5 — МАЙ 2017 г. ISSN [ONLINE]: 2395-1052
Страница | 668 www.ijsart.com
Когда переключатель замкнут, на цепь подается напряжение 9 В постоянного тока
. Как только источник питания включается,
светодиод начинает светиться, так как здесь светодиод действует как индикатор питания
. В то же время стабилитрон обеспечивает подачу стабилизированного напряжения 5,6В
на все компоненты схемы. Первый транзистор
включается через диод в эмиттере второго транзистора
. Этот диод получает свой виток смещения от резистора
1k8.Сопротивление Rx (приемной катушки) очень мало
, и база первого транзистора видит «включающее» напряжение
от напряжения на диоде. Переменный резистор
в эмиттере начинается с низкого значения для нашего описания
схемы. Первый транзистор имеет высокий коэффициент усиления в этот момент
по времени, а Tx (передающая катушка) и 47n образуют настроенную цепь
с частотой примерно 15 кГц.Шина питания
стабилизирована стабилитроном 5v6, а небольшой шум
всегда присутствует в любой цепи и вызывает небольшую форму волны
, создаваемую катушкой и конденсатором. Эта форма волны
передается на приемную катушку (по воздуху), и на ней создается небольшое напряжение
. Поскольку конец приемной катушки
подключен к диоду, он является фиксированным и жестким, и сигнал
, создаваемый катушкой, проходит на базу обоих транзисторов.
Катушка подключена, поэтому создаваемое ею напряжение приводит к более сильному включению первого транзистора
, и, таким образом, форма сигнала, создаваемого настроенной схемой
, увеличивается.
Поскольку сопротивление потенциометра минимально, амплитуда сигнала
будет максимальной, и это будет иметь эффект включения второго транзистора, поэтому напряжение
на коллекторе будет очень низким. Сигнал на коллекторе
будет иметь форму волны, но она сглаживается конденсатором 100n
.По мере увеличения сопротивления потенциометра напряжение
на эмиттере будет увеличиваться, а напряжение база – эмиттер
будет МЕНЬШЕ, поэтому транзистор не будет включаться так сильно.
Форма волны, создаваемая настроенной схемой, уменьшится. Этот
будет отражаться в приемной катушке, и второй транзистор
также будет немного отключен. Напряжение на коллекторе
повысится, и оно будет передано на вторые строительные блоки.
Когда на базе третьего транзистора появляется напряжение, он
включается, и этим включается транзистор PNP. Напряжение на коллекторе
PNP-транзистора повышается, и это подтягивает один конец
конденсатора 10n (через резистор 1k) к положительной шине
. Другой конец конденсатора
подключен к базетретьего транзистора. Это включает третий транзистор.
Они продолжают включаться, пока оба полностью не насыщаются
(включены).Это происходит очень быстро и за это время
конденсатор 10n начинает заряжаться. Зарядный ток
протекает через переход база-эмиттер третьего транзистора, и по мере зарядки конденсатора
на нем возникает напряжение. Это
вызывает уменьшение зарядного тока. Третий транзистор
постепенно отключается, и это немного отключает четвертый транзистор
. Напряжение на коллекторе четвертого транзистора
падает, и напряжение на конденсаторе 10n вызывает полное отключение третьего транзистора
.Это выключает четвертый транзистор
, и теперь оба полностью выключены. 10n
разряжается через 56k, и цикл повторяется. Конденсатор
заряжается очень быстро, а разряд
— больше. Вот почему на выходе получаются очень короткие шипы.
Выход генератора подключен к транзистору драйвера
через резистор 1 кОм. Этот резистор предотвращает протекание высоких токов
, когда оба транзистора включены.Драйвер
на транзисторенапрямую подключен к 8-омному динамику. Резистор 18R
уменьшает громкость и предотвращает появление больших выбросов
на шинах питания. В результате появляется щелкающий звук.
Для того, чтобы этот тип схемы был успешным, напряжение питания
должно поддерживаться абсолютно жестким для секции обнаружения.
Диаметр проволоки и размер катушки не критичны
, однако наш прототип был равен 0.Эмалированная проволока 25 мм, намотанная на формирователь
диаметром 70 мм. Размотайте полученный провод
и разместите его вдоль пола длинной линией, чтобы он мог вращаться вокруг оси
при намотке катушек. Это предотвратит скручивание и перекручивание провода
. Обе катушки должны быть размещены
друг над другом, и изменение количества витков приемной катушки
не влияет на чувствительность цепи. Передающая (колебательная) катушка
имеет 70 витков, а катушка обнаружения
— 50 витков.
Рис. 4 —
Эта схема моделирования металлоискателя
была построена с использованием программного обеспечения Proteus ISIS Simulation,
Рис. 5 — Полный вид всей схемы (Реализующая схема)
IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Существует несколько способов обнаружения металлического объекта
и изменения работы схемы так, чтобы на выходе было произведено
.
Руководство по обнаружению металлов в пищевой промышленности
LOMA SYSTEMS
® предлагает это руководство по обнаружению металлов, чтобы помочь компаниям, производящим продукты питания и упаковку, создать эффективную программу обнаружения металлов, отвечающую нормативным требованиям.Как работает металлоискатель
Металлоискатель, наиболее широко используемый в пищевой промышленности, работает по принципу, известному как система «сбалансированной катушки». Этот тип системы был зарегистрирован как патент в 19 веке, но первый промышленный металлоискатель не был выпущен до 1948 года.
Развитие технологий привело к тому, что металлоискатели от ламп до транзисторов, интегральных схем, а в последнее время и микропроцессоров. Естественно, это повысило их производительность, обеспечив большую чувствительность, стабильность и гибкость, а также расширило диапазон выходных сигналов и информации, которую они могут предоставить.
Тем не менее, современные металлоискатели все еще не могут обнаружить каждую частицу металла, проходящую через их апертуру. Физические законы, применяемые в технологии, ограничивают абсолютные возможности системы. Следовательно, как и в случае с любой другой измерительной системой, металлоискатели имеют ограничения по точности. Эти ограничения меняются в зависимости от области применения, но главным критерием является размер обнаруживаемой металлической частицы. Однако, несмотря на это, металлодетекторы играют важную и важную роль в контроле качества процесса.
Две основные категории товаров общего назначения и продуктов в фольге
Современные металлоискатели делятся на две основные категории. К первой категории относятся системы с поисковой головкой общего назначения. Эти системы способны обнаруживать черные и цветные металлы, а также нержавеющую сталь в свежих и замороженных продуктах — как без упаковки, так и в упаковке, даже в металлизированных пленках. Вторая основная категория состоит из систем с головкой для поиска из металлической фольги. Они способны обнаруживать черные металлы в свежих или замороженных продуктах, упакованных в пленку.
Система «сбалансированной катушки»: как это работает
Все металлоискатели общего назначения работают по существу одинаково, хотя для оптимальной работы вы должны выбрать металлоискатель, который был разработан специально для вашего применения.
Конструкционные технологии гарантируют, что независимое механическое движение компонентов поисковой головки, а также попадание воды и грязи предотвращено. Для оптимальной работы вы должны выбрать металлоискатель, который был разработан специально для вашего приложения.Как вы увидите на диаграмме 1, типичный извещатель заключен в металлический ящик. В нем размещаются компоненты катушки и обеспечивается защита для их защиты. Отверстие, туннель, через который проходят продукты, облицован неметаллическим материалом (обычно пластиком), который обеспечивает гигиеническую изоляцию внутренних компонентов от воздействия окружающей среды.
Отношение размера апертуры к размеру продукта важно для достижения оптимальной производительности. Чувствительность детектора измеряется в геометрическом центре апертуры, который является наименее чувствительной точкой.Это обратно пропорционально размеру отверстия, в частности, меньшей из двух сторон.
Всего в системе три катушки. Катушка передатчика генерирует поле, как радиопередатчик. Этот процесс, предназначенный для идентификации металлической частицы, называется «освещением» металлической частицы. Вторая и третья катушки — это приемники, соединенные вместе для обнаружения «освещенной» металлической частицы. Отклик связан с проводящими и магнитными свойствами металла.
Управление и сигнальный процессор
Элементы управления могут быть установлены на самой поисковой головке или удаленно, в зависимости от конструкции и применения вашей системы. Расположение органов управления не влияет на работу системы
. Сигнальный процессор очень сложен. Когда типичная металлическая частица «светится», величина сигнала приемных катушек составляет одну миллионную вольта. Сначала он усиливается высокопроизводительным усилителем RF, а затем модулируется до низкой частоты.Это дает информацию об амплитуде и фазе. Наконец, сигналы оцифровываются и обрабатываются в цифровом виде для оптимизации чувствительности.
Системы магнитного поля для изделий в фольге
Эти системы работают по совершенно другому принципу обнаружения. Они работают за счет включения туннеля или прохода, который подвергается воздействию сильного магнитного поля, и в результате любой магнитный материал (например, металлический фрагмент с содержанием железа) намагничивается при прохождении через него. В туннель встроена серия катушек.Когда намагниченная частица проходит под ними, генерируется ток, который затем усиливается электроникой системы обнаружения и используется для запуска выходного сигнала обнаружения.
Вторичные эффекты из-за движения любого проводящего материала в магнитном поле также будут генерировать сигналы для немагнитных металлов. Однако они невелики по сравнению с эффектом, создаваемым материалами с магнитным наполнением. Следовательно, можно обнаружить только самые крупные куски цветных металлов и нержавеющей стали.В большинстве случаев эта технология применима только для обнаружения черных металлов
.
Пользовательский интерфейс
Пользовательский интерфейс обеспечивает средства связи с системой, позволяя настраивать и оптимизировать ее для работы с приложением, средой и системами механического перемещения. Микропроцессоры
позволяют использовать широкий спектр каналов связи, статистический анализ и системную информацию.
В случае металлоискателей LOMA SYSTEMS сетевые модули (Loma eNet) могут быть установлены на каждом из 40 металлоискателей, в конечном итоге все они подключены к принтеру или ПК, обеспечивая скоординированную оперативную и управленческую информацию в течение нескольких секунд.Информационную сеть можно также связать с PVS, системой проверки рабочих характеристик металлоискателей LOMA, которая была разработана в соответствии со строжайшим контролем качества ведущих мировых розничных продавцов. Полученная комбинация пользовательской информации включает данные не только об обнаружении металла, но и о качестве работы металлоискателей.
Поисковые заголовки: конфигурация
Поисковые головки могут использоваться в различных конфигурациях.Самый распространенный, как показано на диаграмме 2, установлен на приводном конвейере, который имеет либо фиксированную, либо регулируемую скорость.
При обнаружении зараженного продукта он автоматически отклоняется. Поисковые головки для металлоискателей также могут быть сконфигурированы в компактном корпусе и установлены на конвейере чеквейера. Это создает компактную, экономящую место «комбинированную» систему.
Точно так же поисковую головку можно настроить для работы в режиме свободного падения, когда продукт движется вниз через гравитационную систему, как показано на диаграмме 3.
Другие конфигурации поисковых головок включают те, которые используются в системах трубопроводов для перекачиваемых продуктов, таких как мясо и гравитационная подача, системы с маленькими отверстиями для таких предметов, как таблетки.
Как оптимизировать работу металлоискателя
Loma Systems: голос опыта
С момента основания LOMA SYSTEMS в 1969 году компания очень тесно сотрудничает как с производителями продуктов питания, так и с розничными торговцами по всему миру. В результате Loma обладает непревзойденным уровнем опыта и знаний в области эффективного обнаружения металлов на производственных линиях пищевой промышленности.Следующие ниже рекомендации основаны на обширном опыте «лучших практик» LOMA и призваны помочь вам соответствовать самым строгим отраслевым требованиям к контролю качества.
Что должна включать система
Ваша система обнаружения металла должна быть расположена в соответствии с основным производственным потоком, после или в конце готовой точки упаковки. Система не пострадает, даже если в этой точке будет слишком много воды или пара.
Конвейерные металлоискатели должны включать в себя следующее для наиболее эффективной работы:
- Эффективная автоматическая система отбраковки
- Запираемый ящик для забракованного товара
- Полное ограждение между поисковой головкой и бункером для отбраковки
- Устройство для подтверждения того, что загрязненные продукты были успешно выброшены в бункер
- Автоматическая отказоустойчивая система остановки ремня, срабатывающая при отказе давления воздуха, неисправности детектора, отказе системы отбраковки или при заполнении бункера для отбракованного продукта
Трубопроводные системы должны включать звуковую и визуальную индикацию отбраковки, а системы свободного падения требуют, чтобы предприятие производило двойную упаковку, если автоматическая система отбраковки невозможна.
Продукция в фольге
В идеале, продукты, которые должны быть упакованы в фольгу, должны быть пропущены через обычную металлоискательскую систему ДО того, как они будут упакованы в фольгу. Когда это невозможно, продукты, упакованные в алюминиевые лотки или завернутые в алюминиевую фольгу, должны проходить через детектор «железо в фольге», такой как система LOMA IQ3 Ferrousin-Foil. В качестве альтернативы, рассмотрите дополнительные преимущества использования рентгеновского контроля на этом этапе.
Для продуктов, завернутых в металлизированную пленку, следует использовать «компенсированные» традиционные детекторы или детекторы свободного падения для обнаружения как черных, так и цветных металлов.
Чувствительность
Для оптимальной чувствительности поисковая головка должна иметь размер, соответствующий указанному пищевому продукту. Важно, чтобы для каждого продукта была установлена и установлена максимально достижимая чувствительность в зависимости от размера, типа и упаковки продукта. Этот процесс должен выполняться только после консультации с производителем вашего металлоискателя.
Если вы перемещаете свои системы обнаружения в пределах своего помещения или вводите новые продукты, ваша система должна быть подвергнута повторной оценке.Опять же, это следует делать после консультации с производителем.
Многие ведущие розничные торговцы будут настаивать на том, чтобы их поставщики товаров под частными торговыми марками согласились уточнить любые изменения в настройках чувствительности обнаружения металлов вместе с ними и в письменной форме. Если ваша компания является производителем под частной торговой маркой
, LOMA SYSTEMS настоятельно рекомендует вам уточнить предпочтительную политику с каждым из ваших розничных клиентов.
Элементы управления регулировкой чувствительности не должны быть доступны для неподготовленных сотрудников. Доступ должен предоставляться только назначенному, полностью обученному персоналу, а для дополнительной безопасности элементы управления должны быть защищены паролем или заблокированы.Очевидно, вы захотите максимизировать чувствительность вашей системы обнаружения. Однако вам необходимо принять меры против потенциальной нестабильности, когда воздействие продукта и / или окружающей среды может вызвать ложные браки.
Типы загрязняющих веществ
Есть три основные группы металлических загрязнителей:
- Черные металлы
- Цветные металлы
- Нержавеющая сталь
Черный металл является одновременно магнитным и проводящим, поэтому его легко обнаружить. Цветные металлы немагнитны, но являются хорошим проводником, поэтому их относительно легко обнаружить.Нержавеющая сталь — самый трудный для обнаружения загрязнитель, поскольку он обычно немагнитен и имеет плохую проводимость.
Нержавеющая сталь бывает различных сортов, некоторые из которых являются магнитными, а также могут быть полностью немагнитными. Их проводимость также варьируется, но в целом низкая. Оба эти фактора способствуют плохой обнаруживаемости.
Перерабатывающие предприятия в пищевой, упаковочной и фармацевтической промышленности используют два наиболее распространенных сорта, 304 (L) и 316. Обнаружение этих сортов дополнительно затрудняется, когда продукт влажный, содержит высокое содержание соли или и то, и другое, что, таким образом, способствует высокому сигналу продукта.
Поскольку свойства нержавеющей стали могут быть изменены механической обработкой (увеличивая магнитный эффект), конкретные значения чувствительности трудно назвать. В общем, это может быть выражено как отношение к железу, в лучшем случае 1: 1,5, увеличиваясь до 1: 2,5.
Дальнейшими осложнениями являются ориентация загрязняющих веществ, таких как проволока экрана и тонкие ленты (например, стружка), если наименьший размер меньше размера обнаруживаемой сферы.
Процедуры испытаний оборудования
Процедуры тестирования на обнаружение металлов должны быть четко задокументированы и доведены до сведения всего соответствующего персонала.Тестирование должно проводиться в начале каждой смены, между каждой сменой продукта и при любых обстоятельствах не реже одного раза в час.
Интервалы между тестами должны быть достаточно короткими, чтобы в случае обнаружения неисправности потенциально затронутые продукты не покинули ваше помещение и их можно было идентифицировать, отозвать и повторно протестировать. Еще раз: если ваша компания является производителем под частной торговой маркой, убедитесь, что вы письменно согласовываете любые изменения, которые вы вносите в процедуры тестирования, с вашими розничными продавцами.
Как упоминалось выше, для облегчения эффективного тестирования все металлоискатели LOMA IQ3 имеют встроенную функцию PVS (Performance Validation System).Эта функция автоматически предлагает оператору провести требуемый тест с заданным интервалом.
Проведение испытаний
При тестировании обычных систем обнаружения металлов необходимо использовать тестовые наборы как для черных, так и для цветных металлов. Они должны быть составлены из упаковок, которые, как доказано, не содержат металла и имеют четкую маркировку и этикетку, чтобы их нельзя было случайно упаковать для отправки. Вам необходимо делать свежие тестовые упаковки с периодичностью, которая отражает характер, долговечность и срок годности соответствующего продукта.Если вы используете «просроченные» тестовые пакеты, они не будут отражать те же свойства, что и продукты, которые проверяет металлоискатель.
В случае металлоискателей LOMA SYSTEMS ваша система поставляется с готовым комплектом пластиковых «палочек», которые содержат куски различных металлов заданных размеров для испытаний. Их удобно и легко поместить в тестовые пакеты, а также сделать процесс тестирования еще более эффективным. Когда вы проверяете готовые упакованные продукты на конвейерной системе, поместите испытательный кусок металла, где это возможно, в крайний конец упаковки.Если это нецелесообразно, например, если вы проверяете отдельные небольшие упаковки или сэндвич-клинья, поместите тестовый кусок металла в центр продукта.
Затем дважды пропустите тестовые пакеты с черными и цветными металлами по отдельности через поисковую головку. Сначала с металлическим образцом для испытаний на переднем крае упаковки, а затем с образцом для испытаний на заднем крае упаковки. В каждом случае вы должны следить за тем, чтобы образец для испытаний успешно попал в корзину для брака.
В случае неупакованных продуктов сделайте все возможное, чтобы оборудование для обнаружения металла было установлено на вашей производственной линии ПОСЛЕ упаковки продуктов.Если это невозможно и вы производите товары под частной торговой маркой, рекомендуется письменно согласовать процедуру тестирования с соответствующим продавцом.
В системах свободного падения помещайте образцы из черных и цветных металлов независимо в поток продукта и соблюдайте соответствующие правила отбраковки. Этот принцип так же применяется к трубопроводным системам. Однако, если это нецелесообразно в трубопроводной системе, вставьте контрольный образец между трубой и поисковой головкой, а затем наблюдайте за соответствующим отклонением.Если какая-либо часть вашего теста не пройдена, изолируйте все продукты, произведенные с момента последнего удовлетворительного теста, и повторно просмотрите их, используя другой детектор, работающий в соответствии с тем же стандартом, что и исходная система, выполняющая тест.
Работа с отклоненной продукцией
Излишне говорить, что бракованный продукт никогда не должен возвращаться на производственную линию. Однако сюда не входят продукты, отклоненные в ходе обычных процедур испытаний. Если эти продукты находятся в хорошем состоянии, вы должны заменить их в потоке продуктов, чтобы их можно было повторно обнаружить.
Забракованные упаковки должны быть исследованы подходящим обученным лицом в течение одного часа после отбраковки. Замороженные продукты должны быть заморожены или повторно заморожены. Расследование должно проводиться с использованием системы металлоискателя, которая изначально отклоняла продукцию, но не в то время, когда она используется в реальном производстве. Если вы не можете остановить производственную линию, используйте автономный детектор с такой же, если не более высокой чувствительностью.
Пропустите отбракованные продукты через детектор, расположив его так же, как когда они изначально проходили через поисковую головку.Затем дважды пропустите одни и те же товары через поисковую строку, каждый раз позиционируя их по-разному. Если на каком-либо этапе продукты снова отбраковываются, важно найти загрязнитель и идентифицировать его. Затем примите все необходимые меры, чтобы предотвратить повторение подобного заражения. Серьезную озабоченность вызывает то, что на одной производственной линии за смену было выбраковано более одного продукта с металлическим загрязнением. Необходимо приложить все усилия для выявления и устранения причины.Если вы производите товары под собственной торговой маркой, вы должны письменно проинформировать своих розничных продавцов о происшествии.
Обслуживание оборудования для обнаружения металлов
Как и в случае любого другого высокоточного оборудования, высокая производительность может быть обеспечена только в том случае, если ваш металлоискатель регулярно и надлежащим образом обслуживается. Таким образом, стоит инициировать плановую программу профилактического обслуживания ваших систем, которая будет проводиться через регулярные промежутки времени в соответствии с рекомендациями производителя.Техническое обслуживание должен выполнять оригинальный производитель. Это также могут сделать ваши собственные инженеры при условии, что они прошли обучение у оригинального производителя. После любого ремонта, технического обслуживания или регулировки вам необходимо убедиться, что проведена полная проверка металлоискателя, прежде чем вы снова будете использовать систему.
Обучение персонала
Для максимальной эффективности и безопасности весь соответствующий персонал должен быть надлежащим образом обучен принципам и принципам использования оборудования для обнаружения металлов и использованию процедур тестирования.
Документы и делопроизводство
Важно, чтобы вы вели всю необходимую документацию и записи, охватывающие ряд областей. Эти области включают:
- Пусконаладочные работы и испытания на чувствительность и записи для нового оборудования, а также тех, которые следуют за перемещением или перемещением оборудования
- Результаты типовых тестов, показывающие время, результат, чувствительность, продукт и предпринятые действия
- Количество бракованных упаковок в смену
- Количество и реквизиты обнаруженных загрязняющих веществ
- Действия, предпринятые для отслеживания источника загрязняющих веществ
- Плановая программа профилактического обслуживания и сервисные работы
- Обучение персонала
Предотвращение загрязнения металлов с помощью работ по техническому обслуживанию и очистке
Весь обслуживающий и клининговый персонал вашей организации должен пройти соответствующее обучение тому, насколько важно предотвращать металлическое загрязнение.Техническое обслуживание заводского оборудования следует планировать таким образом, чтобы износ можно было устранить до появления дефектов. Постарайтесь обеспечить, чтобы любые работы по техническому обслуживанию или установке нового оборудования производились в нерабочее время. Если это невозможно, то эта зона должна быть должным образом ограждена от прилегающих участков производства или упаковки сырья.
- Ремонт производственных линий должен выполняться персоналом с использованием закрытого ящика для своих инструментов. Будет полезно, если они будут использовать небольшую пылесосную щетку и магнит для последующей очистки, если это уместно.
- Ни при каких обстоятельствах нельзя выполнять сварку, клепку, сверление или пайку системы, используемой для производства, или любой системы, непосредственно примыкающей к ней.
- Лезвия нарезки или мясорубки, конвейеры из тканой проволоки и сита необходимо проверять каждый день на предмет каких-либо повреждений. Эта проверка должна быть четко задокументирована.
- Персонал по техническому обслуживанию и очистке, демонтирующий оборудование, должен иметь при себе подходящий, четко обозначенный контейнер для безопасного хранения гаек, болтов, шайб и т. Д.
- Персонал не должен использовать ленту или проволоку для временного ремонта оборудования. Отсутствующие или ослабленные винты и поврежденные фитинги необходимо незамедлительно и навсегда заменить или отремонтировать, а металлическую стружку, обломки проводов и любые другие потенциальные загрязнения утилизировать безопасно и быстро. Сварка должна быть непрерывной и плавной.
Важно, чтобы все оборудование, отремонтированное в мастерских или на заводе, было очищено и пропущено пылесосом (без продувки сжатым воздухом) перед возвратом в производственную зону.Полы в мастерских необходимо подметать и пылесосить не реже одного раза в день. Там, где мастерские находятся в здании вашего завода, на выходе из мастерской следует оборудовать подходящую ловушку с уведомлением, чтобы персонал соскребал обувь перед уходом.
После завершения ремонта, технического обслуживания и установки член группы контроля качества должен осмотреть завод и прилегающие территории ПЕРЕД возобновлением производства.
Обзор устройстваи пример изготовления.Использование рефлекторных транзисторов
Вы когда-нибудь хотели иметь устройство для поиска металлических предметов и даже сокровищ? Большинство детей хотят иметь такую совокупность. К счастью, он существует. Это обычный металлоискатель, позволяющий обнаруживать различные металлы под слоем почвы и в других местах. Принцип заключается в том, что он находит в среде поиска материал, который отличается своими магнитными или электрическими свойствами. Примечательно, что можно найти не только металлические предметы и не только в почве.
Металлоискателем пользуются геологи, инспекционные службы, военные, криминалисты и строители. Это довольно полезно в хозяйстве. Можно ли сделать металлоискатель своими руками? Да, и эта статья вам в этом поможет.
Как работает металлоискатель и из чего он состоит
Для того, чтобы сделать такой прибор в домашних условиях своими руками, необходимо разобраться в принципе его работы. Как он способен обнаруживать металл и сигнализировать об этом? Все дело в электромагнитной индукции.Металлоискатели имеют собственную схему в составе:
- Передатчик колебаний электромагнитных волн.
- Ресивер.
- Специальный передающий сигнал катушки.
- Катушки, принимающие сигнал.
- Устройства отображения.
- Дискриминатор (схема компенсации).
Некоторые рабочие агрегаты можно комбинировать по кругу и конструктивно. Например, и приемник, и передатчик смогут воздействовать на одну катушку.Часть приемника сразу же высветит положительный сигнал и так далее.
Теперь поговорим о принципе работы металлоискателя. Благодаря катушке ЭДС (электромагнитное поле) некоторой структуры начинает создавать ЭМИ (электромагнитное поле). В том случае, если в радиусе этого поля находится предмет, проводящий в нем электричество, в нем возникают токи фокусировки или вихря. Они создают свой собственный объект EMF. Теперь начальная структура катушки начинает искажаться.И когда предмет в земле не проводит электричество, но имеет ферромагнитные свойства, то из-за экранирования структура катушки также искажается. Как в первом, так и во втором случае металлоискатель улавливает электромагнитное поле от объекта и преобразует его в сигнал (акустический или оптический). Вы слышите определенный звук и видите сигнал на экране.
Примечание! В общем, для работы металлоискателя не обязательно, чтобы тело проводило ток, земля — нет.Важно то, что магнитные и электрические свойства тел различаются.
Так работает металлоискатель. Принцип прост и эффективен. Теперь давайте разберемся, как сделать металлоискатель своими руками. Первое, что вам нужно, это подготовить все инструменты и материалы.
Комплектующие для металлоискателя
Итак, если вы хотите сделать прибор, то без специальных приборов не обойтись. Это все же электронное устройство, которое нужно собирать из разных компонентов.Что потребуется? Следующий набор:
Остальные компоненты вы можете увидеть на схеме ниже.
Кроме того, вам понадобится пластиковый ящик для монтажа электронной схемы. А также подготовьте пластиковую трубу, чтобы получилась планка с закрепленной на ней катушкой. Теперь можно приступать к работе.
Собираем металлоискатель своими руками: Создаем печатную плату
Самый сложный этап работы — электроника. Здесь все хорошо и сложно. Поэтому начать рационально с создания работающей печатной платы.Вариантов различных плат всего несколько. Все зависит от радиоэлементов, которые использовались для создания. Есть плата работающая на микросхеме NE555 и на транзисторах. Ниже вы можете увидеть, как выглядят эти комиссии.
Собираем металлоискатель своими руками: Установка электронных элементов на плату
Дальнейшая работа также будет не из легких. Все электронные элементы Металлоискатель придется распаять и установить как показано на схеме. На фото конденсаторы.Они пленочные и обладают высокой термостойкостью. Благодаря им работа металлоискателя будет намного стабильнее. Такой показатель очень кстати, особенно в осенний период использования прибора. Ведь тогда на улице довольно круто.
Остается пайка. Описывать сам процесс мы не будем, так как технология пайки должна быть известна каждому. Чтобы наглядно понять, как выполнять все работы по электронной части металлоискателя, предлагаем дополнительно ознакомиться с этим видео:
Собираем металлоискатель своими руками: питание
Для того, чтобы прибор получил ток, нужно обеспечить источник питания на 9-12 В.Стоит отметить, что металлоискатель расходует электричество на электричество. Это неудивительно, ведь устройство довольно мощное. Если вы думаете, что одной «короны» (батареек) будет достаточно, то это не так. Он долго работать не будет. Две или даже три батареи, подключенные параллельно. Как вариант, используйте одну мощную батарею. Будет дешевле, так как его можно долго разряжать и заряжать.
Собираем металлоискатель своими руками: катушка
Так как мы делаем импульсный металлоискатель, то точность и точная сборка катушки не требуется.Нормальный диаметр бухты будет 19-20 см. Для этого придется намотать 25 витков. Когда будете делать катушку, сверху ее хорошо обмотайте изолентой. Чтобы увеличить глубину обнаружения катушки предметов, диаметр намотки составляет примерно 26-27 см. Необходимо уменьшить количество витков до 21-23. В этом случае используется проволока Ø 0,5 мм.
Когда вы намотаете катушку, ее необходимо будет закрепить на жестком корпусе металлоискателя. Важно, чтобы на корпусе не было металла.Подумайте и поищите любой кейс, который будет подходить по размеру. Чехол будет выполнять защитную функцию. Катушка будет защищена от ударов о почву во время поисков.
Для снятия с катушки припаяйте два провода Ø 0,5-0,75 мм. Рекомендуется использовать 2 вертлюга друг с другом.
Собираем металлоискатель своими руками: настройка прибора
Собирая металлоискатель по схеме, настраивать его не нужно.У него уже есть максимальная чувствительность. Чтобы лучше настроить металлоискатель, отрегулируйте переменный резистор R13, слегка покрутив его. Делайте это, пока не услышите редкие щелчки. В случае, если это достигается при крайнем положении резистора, измените номинал прибора R12. Такой переменный резистор должен настроить металлоискатель на оптимальную работу в среднем положении.
Есть специальный осциллограф, благодаря которому можно измерить частоту затвора резистора Т2.Импульсный импульс должен составлять 130–150 мкс, а оптимальная рабочая частота — 120–150 Гц.
Чтобы запустить процесс поиска металлоискателя, нужно его включить и подождать примерно 20 секунд. Затем он стабилизируется. Теперь поверните резистор R13, чтобы настроить его. Вот и все, поиски можно начинать с простого металлоискателя.
Подведем итоги
Такая подробная инструкция Поможет узнать, как сделать металлоискатель своими руками. Он простой, но вполне способный находить металлические предметы.Более сложные схемы металлоискателей требуют больших усилий и времени.
Если у вас остро возник вопрос, как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях, сейчас мы найдем на него ответ. Рассмотрим пошаговое создание Три типа металлоискателей со схемами, видео и пошаговыми фото.
Простой металлоискатель Kid FM в домашних условиях — схема, установка
Baby FM — один из самых простых на сегодняшний день металлоискателей. Схема отлично подходит для создания точечного объекта.
Малыш фм работает по принципу частотомера (до этого использовался в mi koshi FM). Металлоискатель прост, поисковую катушку тоже несложно сделать самостоятельно в домашних условиях. Именно по этой причине baby FM редко поднимает популярность у радиолюбителей, несмотря на небольшие недостатки, о которых мы и поговорим.
Новая идея, которая зародилась у создателей Кошового FM, имела свои «подводные камни». Работа металлоискателя была нестабильной из-за постоянного дрейфа, а глубина поиска относительно небольшая.Однако в baby FM эти проблемы пытались устранить ПО и что-то из этого получилось.
Схема FM детектора металла
Схема FM малыша металла
Все элементы просты и доступны. Главное использовать термостабильные конденсаторы, их можно взять от перегоревшего мультиметра или советского К71. А вот керамические конденсаторы не подходят.
Примечание! Чем лучше будет качество конденсаторов, тем стабильнее будет работать металлоискатель!
Карта металлоискателя Baby FM очень проста и выглядит так:
Для питания металлоискателя используются батареи типа Крона или другой источник питания от 9 до 12 В.Сам металлоискатель потребляет всего 10 мА, а повышение энергопотребления может вызвать только мощный динамик. По этой причине лучше использовать пьезодинамику или наушники. Плату
и прошивку для металлоискателя Kid FM можно скачать ниже.
Скачать файлы:
Изготовление катушки для металлоискателя Kid FM
Катушка для металлоискателя Kid FM также важна как качественные конденсаторы. Вместе с конденсаторами он образует колебательный контур с частотой 19 кГц.
Металлоискатель Металлоискатель Kid можно использовать как точечный или пляжный металлоискатель.
Данные для обмотки катушки: Используется обод диаметром 70 мм сечением 0,1-0,18 мм (95 витков).
На фото ниже образец серийно выпускаемых пинпоинтов Kid FM:
Для пляжа: на бортике диаметром 180 мм используется Wire PET 155 0,1-0,18 (55 витков).
Далее с обода снимаются витки и плотно накручиваются ниткой, затем на катушку наматывается алюминиевая фольга для экранирования катушки, на концах концов катушки делается экран (зазор без фольги).Затем фольга наматывается спиральной луженой медной проволокой, и ее кабель соединяется с минусом на плате металлоискателя. Для подключения катушки к плате металлоискателя хорошо подходят провода микрофона (2 жилы в экране общежития) к концам катушки, а «экран — к экрану».
Видео, как работает металлоискатель Kid FM:
Как сделать металлоискатель своими руками — схемы шанс, подробная инструкция
Представляем вашему вниманию схему импульсного металлоискателя с распознаванием случайностей металлов.По сравнению с другими подобными устройствами он имеет огромное преимущество, связанное с относительной простотой изготовления поисковой катушки.
Металлоискатель собран своими руками. Шанс катушки диаметром 25 удастся найти обручальное кольцо на расстоянии 18 см, а шлем — 40-45 см. Максимальная глубина поиска — 1 метр.
Схема случайности металлоискателя
Схема случайности металлоискателя
Также приводим схему кнопок управления металлоискателем:
Кнопки управления металлоискателем Случайность
Схема имеет средний уровень сложности.Для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях будет некоторый опыт.
Необходимые комплектующие для сборки металлоискателя Шанс своими руками
В схеме Шанс содержит микроконтроллер, поэтому потребуется внутрихимический программатор для его успешной сборки. Также в схеме присутствует ряд довольно дорогих компонентов: экран, процессор и АЦП.
По сборке устройство не сложнее Tracker PI-2 и Clone PI-W, а по настройке — еще проще, так как в нем даже нет традиционного триммера для балансировки OU.
Отдельного внимания заслуживает АЦП MCP3201, только после его приобретения можно переходить к дальнейшей сборке устройства, так как найти его очень сложно.
По схеме MSR3201, но есть аналоги — ADS7816, ADS7817, ADS7822, LTC1285, LTC1286, SP8528 (может чем-то отличаться).
После этого следующий важный момент — ЖК-индикатор, как самый дорогой товар, его цена около 10 долларов. Подойдут любые индикаторы на встроенном контроллере HD44780 (почти все), их выпускают многие фирмы, поэтому дать конкретную маркировку очень сложно.Лучше всего просто выбрать ЖК-индикатор со встроенным контроллером на две строки по 16 символов. Будет с поддержкой кириллицы или без — неважно. Будет у него подсветка или нет — также неважно, планируется ли его использование в темноте или в подвалах / катакомбах. Но в любой маркировке желаемого индикатора будет иметь место «1602», означающее, что это индикатор распознавания знаков с двумя строками по 16 символов.
Если вы впервые держите в руках такой индикатор, лучше с ним подойти к нему поближе.Хорошо, если вы найдете на нем даташет, но можно и без него, если внимательно изучить. Подключите ОТ. внешний источник +5 на выходе индикатора 2, а земля — на выводы 1 и 5. Обычно отверстия и экран самого индикатора сидят на массе, а силовые проводники питания могут быть шире чем сигнал — тоже поможет лучше и правильнее.
Вывод 3 индикатора через подстроечный резистор 22 кОм Садим по массе (как на схеме прибора).Включите и поверните этот рэптер, чтобы добиться красивого отображения всей верхней линии индикатора. С подсветкой желательно разобраться — она снимается с противоположной стороны индикатора двумя отдельными выводами, может быть продублирована и на выводы 15 и 16 (обычно). Находим где «плюс», где «минус», пробуем запитать от +5 В, желательно через резистор на 200 Ом (как на схеме). Теперь с индикатором вы хорошо ознакомились, настроили контраст и можете быть уверены, что с ним у вас не возникнет никаких проблем.
Теперь что касается остальной конфигурации, вне ОУ (по схеме это OP37), пока работает только NE5534p, который намного дешевле, чем упомянутый or37 и более распространенный. Преобразователь положительного напряжения с +12 В на отрицательный -12 В может применяться без буквы S в названии. Вместо полевого КП505 идет КП501А.
Подробная инструкция по сборке металлоискателя Шанс своими руками
Процесс сборки металлоискателя Шанс следует начинать с изготовления печатной платы.Скачать картинку Рисунок и другие материалы для сборки металлоискателя Шанс своими руками можно ниже.
Скачать файлы:
Собранная плата металлоискателя Шанс выглядит так:
Доска металлоискателя Шанс 2D
Доска металлоискателя Шанс 3D
После изготовления и шипов плату, нужно прошить микроконтроллер. Последняя версия прошивки 1.2.1.
Все версии прошивок для скачивания:
Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляют как на рисунке ниже:
После этого подключаем питание к металлоискателю, и он должен заработать.Правда пока металла он не видит. Вам нужно сделать катушку.
А вот уже собранный блок выглядит так:
Металлоискатель Шанс своими руками — изготовление катушки
Для намотки катушки можно использовать обмоточный провод сечением 0,67-0,85 мм.
После подключения катушки уже можно полностью проверить металлоискатель. Но для полноценной работы с металлоискателем стоит вбить в корпус и сделать для него штангу.
Ложные срабатывания металлоискателя нет никаких шансов, если поблизости нет включенных электроприборов. Чувствительность хорошая, как у селективного МД. Избирательность и дискриминация делают ваш бизнес. Аналогично здесь работают все нюансы, которые сопровождают работу даже очень приличных и дорогих корпоративных инструментов — например, плоские железные предметы «бьют в ошейник», так как проводимость тоже разочаровывает. Чудес тут особо не ждешь — природу не обманешь, а вот опыт на индикаторе и звуке отличить сальники из латуни и бронзы можно.
В работе Шанс показал себя простым и надежным металлоискателем, но с дискриминацией все не очень радужно. Действительно, аппарат отправляет только мелкий железный мусор и гвозди, но пробки для пива уже вызваны трудностями. Также прибор, как и другие импульсные металлоискатели, не видит золотых цепочек.
Видео с пробегом на столе:
Металлоискатель Clone PI в домашних условиях — схема и подробная инструкция
Clone PI — это импульсный металлоискатель без определения типа металлов, который может работать с катушками различных размеров.При использовании кольца диаметром 20 см клон может найти монету на глубине до 25 см, а крупный металл — до 1 метра.
За основу клона взята схема металлоискателя Tracker PI-2 с некоторыми изменениями.
Металлоискатель CLone PI имеет следующие отличия от оригинала (Металлоискатель Tracker PI-2):
- Использование микроконтроллера aVR вместо контроллера PIC.
- Использование ЖК-экрана без светодиодов для индикации.
- Наличие быстрой и медленной автонастройки.
- Полностью управляемый металлоискатель (без переменных резисторов).
Схема металлоискателя CLONE PI
Схема металлоискателя CLONE PI
Внимание: последние версии Прошивка металлоискателя произведена для микроконтроллера PIC18F252!
Clone Pi — импульсный металлоискатель средней сложности, он будет складываться новичку в изготовлении. Однако человек, не имеющий опыта сборки металлоискателей или другой электроники, справится с этим.
Клон металлоискателя содержит несколько дорогостоящих элементов: ЖК-экран, АЦП MCP3201 и микроконтроллер. Перед тем как приступить к изготовлению металлоискателя, обязательно приобретите АЦП, так как с его покупкой могут возникнуть сложности!
Также схема металлоискателя содержит программируемый микроконтроллер, поэтому вам понадобится программатор с поддержкой программирования микроконтроллеров — PIC18F252 и использовать возможность его использования.
На экране клона металлоискателя Pi отображается следующая информация:
- Уровень отклика (ползунки «быстро» и «медленно»).
- Напряжение питания.
- Порог (значение, обратная чувствительность).
- Объем.
- Признак активности автонастройки (реакция превышает порог в любую сторону).
- Признак медленной автонастройки (отклонение реакции в положительную сторону), совпадает со звуковой сигнализацией.
- Дисплейный индикатор отображаемый дисплей.
Сборка металлоискателя Clone Pi своими руками
Сборка металлоискателя clone PI, как уже говорилось выше, следует начинать с поиска и закупки деталей, для изготовления печатной платы. После этого можно переходить к непосредственному процессу изготовления и сборки.
Прежде всего необходимо поднять плату:
Печатная плата металлоискателя Clone Pi
После изготовления печатной платы в ней необходимо иметь все радиодетали.Чипы лучше устанавливать на панели. Также подключаем кнопки управления, экран, динамик, разъемы катушки металлоискателя и разъемы питания. После завершения пайки нужно промыть спиртом и хорошо просушить.
Затем внимательно осмотрите плату на предмет выявления непроцессированных мест и «тупости». Если все в порядке, можно переходить к программированию микроконтроллера.
Прошивка, чертежи печатных плат и другие материалы, которые могут понадобиться при создании металлоискателя clone-pi своими руками в домашних условиях, вы можете скачать ниже.
Скачать файлы:
После программирования микроконтроллер устанавливается на плату, и вы уже можете видеть первые плоды своей работы.
Питание металлоискателя лучше подавать через предохранитель (2-5 А). В случае замыкания или ошибки при пайке он может сэкономить вам гонорар!
Если металлоискатель включен, на экране все отображается, он издает звук и реагирует на кнопки управления, можно переходить к изготовлению поисковой катушки. Если что-то не работает, то возвращаемся к этапу визуального осмотра, проверяем плату по схеме и выявление дефектов сборки!
Производство поисковой катушки для металлоискателя Clone Pi
Простую поисковую катушку для металлоискателя CLone PI можно изготовить из намотки эмалевого провода диаметром 0.6-0,8 мм, наматывают 25 витков на оправку диаметром 25-27 см. Вы можете использовать кастрюлю или другую подходящую круглую посуду.
Затем витки катушки плотно ослабляют изолентой или скотчем. К концам катушки набухаем сетчатый многожильный провод сечением 0,75 мм и длиной 1-1,3 метра. Для удобства работы, защиты катушки от ударов и придания ей эстетичного вида можно засунуть в такой корпус:
По окончании катушки раздуваем разъем и подключаем к металлоискателю.Включите его и проверьте наличие реакции на металл. Если реакция есть и у вас хорошая чувствительность, можно произвести настройку металлоискателя и приступить к окончательной сборке металлоискателя в корпусе. На фото ниже показан пример расположения элементов металлоискателя внутри корпуса.
После сборки металлоискателя и катушек в корпусе осталось сделать планку для него и приступить к поиску!
- Смотрите также как сделать самому
Поиск артефактов под землей — довольно популярное занятие.Для кого-то это профессия, кто-то просто увлекается археологией. Группы кладоискателей многочисленны: как романтические, так и прагматические свойства ценностей. Всех этих людей объединяет одно увлечение: поиск металлических предметов, спрятанных на разной глубине.
Если у вас есть точная карта с указанием места захоронения клада или планов боевых действий во время войны, это не гарантирует успеха. Вы можете сотрясать тонны грунта, и искомый предмет спокойно будет лежать в паре метров от места активных поисков.
Для поиска золота и менее ценных металлов вам понадобится металлоискатель, который можно сделать своими руками.
Важная информация: Использование таких устройств не запрещено законом. Однако есть наказания за последствия такого обыска, связанные с раскопками, а также с извлечением обнаруженных предметов.
Не будем вдаваться в тонкости, это тема другой статьи. Проще говоря: если вы нашли золотое кольцо на пляже или горстку советских монет в лесу — проблем, связанных с использованием электронного поиска, не будет.
Но за добытые бронзовые ложки от 100 лет и старше можно получить в реальном времени или большой штраф.
Тем не менее, инструменты для поиска металлических предметов в толще Земли продаются свободно, а желающие сэкономить могут сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях.
Принцип работы прибора
В отличие от почвенных детекторов, работающих с использованием волн разной частоты или ультразвука, металлоискатель (заводской или созданный своими руками) работает с индуктивностью.
Катушка излучает электромагнитное поле, которое затем анализируется приемником. Если есть какой-либо предмет, проводящий электричество в зоне действия, или имеющий ферромагнитные свойства — формат поля искажается. Точнее сказать, под действием активного поля катушки объект образует собственное. Это событие фиксируется приемником, и генерируется предупреждение: стрелка инструмента перемещается, звучит тональный сигнал, загораются световые индикаторы.
Зная технику работы, вы сможете рассчитать электрическую схему и создать мощный металлоискатель своими руками.Сложность дизайна зависит только от наличия элементной базы и вашего желания. Рассмотрим несколько популярных вариантов, как собрать самодельный металлоискатель:
Так называемая «бабочка»
Такое прозвище получено из-за характерной формы платформы, на которой расположены индукторы.
Расположение элементов связано с принципом работы. Схема выполнена в виде двух генераторов, работающих на одной частоте.При подключении к ним одинаковых катушек создается индукционный баланс. Стоит попасть в электромагнитное поле к постороннему предмету с электропроводностью, так как баланс поля рушится.
Генераторыреализованы на микросхемах NE555. На иллюстрации представлена типовая схема такого устройства.
Катушка для металлоискателя (их две, на схеме: L1 и L2) изготавливается своими руками из провода сечением 0,5-0,7 мм².Идеальный вариант — медь обмотки трансформатора под напряжением в лаковой изоляции (извлеченной из всякого ненужного трансформатора). Характеристики не обязательно выдерживать с ювелирной точностью, при одном условии: катушки должны быть одинаковыми.
Примерные параметры: диаметр 190 мм, в каждой катушке ровно 30 витков. Собранное изделие должно быть монолитным. Для этого витки прихватывают монтажной резьбой, и заливают трансформаторным лаком. Если этого не сделать, то вибрация поворотов сбьет схему с настроенного баланса.
Электрическая схема
Есть два производителя:
№- Учитывая малое количество элементов, можно собрать его на отвальной доске, соединив ножки деталей с помощью токопроводов;
- за аккуратность и достоверность, лучше на предложенном чертеже комиссию поднять.
Любая пайка «на соплях» может вывести в поле, и вы будете разочарованы за прошедшее время.
Как и металлоискатель на транзисторах, устройство NE555 необходимо настроить перед использованием.На схеме показаны три переменных резистора:
- R1 предназначен для настройки частоты генератора и достижения баланса;
- R2 примерно устанавливает чувствительность;
- с помощью резистора R3 можно установить чувствительность с точностью до 1 см.
Информация: Подобная схема не распознает металлы. Искатель только дает понять, что объект существует. А по тональности сигнала (исходя из вашего опыта) вы можете определить приблизительную громкость и глубину появления.
Питание вполне универсальное: 9-12 вольт. Можно взять аккумулятор от источника бесперебойного питания, либо собрать блок питания из батареек ААА. Хороший вариант — аккумуляторы 18650 (для Вайпа они еще используются).
Настройка «Бабочки»
Принцип работы описан выше, поэтому просто разберем технологию. Выставляем все резисторы в среднее положение, и обеспечиваем срыв генератора синхронизации. Для этого сворачиваем катушку «восьмерку», и перемещаем их относительно друг друга, пока писк не перейдет в треск.Это срыв синхронизации.
Зафиксируйте кольца и поверните резистор R1 до появления устойчивого потрескивания с плавными интервалами.
Подбегая к месту подслушивания катушек (это точки поиска) металлических предметов, добиваемся стабильной рыбалки. Чувствительность регулировкой резистора R2.
Остается регулировка резистора R3, который используется скорее для регулировки падения напряжения в блоке питания.
Механическая часть
Стержень для металлоискателя изготавливается из легкой пластиковой трубы или из дерева.Использование алюминия нежелательно, так как это будет мешать работе. Схема и органы управления могут быть спрятаны в герметичный корпус (например, коробку-дозатор для проводки).
Искатель «Бабочка» готов к работе.
Пират
Еще одна популярная импульсная модель для начинающих сокровищ — металлоискатель Пират тоже несложно сделать своими руками, подробная инструкция в двух вариантах:
Питание желательно приблизить к 12 вольтам, так как качество работы зависит от напряжения.Печатные платы уже протестированы, оба варианта показаны на иллюстрации.
Катушка (в данном случае одна) сделана из такого же трансформаторного провода 0,5 мм. Оптимальный диаметр 20 мм, количество витков 25. Поскольку мы делаем металлоискатель «Пират» своими руками, внешний вид смотрится в задний план. Рабочие материалы, которые вы были готовы выбросить.
Ручка лучше комплектная съемная, для удобства транспортировки.Мы помним, что использование металлов недопустимо.
Чувствительность при поиске регулируется двумя переменными резисторами реального времени. Никакой точной настройки генератора не требуется.
А если удастся согреть жилье, можно искать «сокровища» в полосе прибоя пляжа и даже на дне водоема.
Подводный металлоискатель сложнее сделать своими руками, но он даст неоспоримое преимущество перед конкурентами.
Улучшение характеристик
Глубинный металлоискатель своими руками без дополнительных затрат можно сделать из готового «пирата». Для этого можно пойти двумя путями:
- Увеличьте диаметр катушки индуктивности. В этом случае проницаемость значительно увеличивается, но снижается чувствительность к мелким предметам.
- Уменьшение количества витков катушки с одновременной регулировкой цепи. Для этого придется пожертвовать одной катушкой для экспериментов.Убираем (и отсекаем) поворот по стрелке, пока не увидим, что чувствительность начала снижаться. Запоминаем количество витков при максимальных параметрах, и делаем новую катушку по этой схеме. Затем замените резистор R7 на переменный, с аналогичными параметрами мощности. Проведя несколько экспериментов с чувствительностью, зафиксируйте сопротивление, измените смену на постоянном резисторе.
Металлоискатель «Пират» можно собрать на популярном Контроллере «Ардуино».
Пользоваться таким устройством удобнее, но дискриминации по металлам все равно не будет.
Разобравшись, как сделать металлоискатель своими руками для любительских задач, вкратце разберем несколько серьезных моделей.
Металлоискатель Clone Pi W своими руками
По сути, это рекомендованная версия профессионального искателя CLone PI-AVR, вместо ЖК-дисплея используется только светодиодная линия. Это не так удобно, но все же позволяет контролировать глубину массива артефактов.
Оптимальный вариант — на микросхеме CD4066 и микроконтроллере ATMEGA8.
Конечно, есть распечатанный макет этого решения, только кнопки управления вынесены на отдельную панель.
Программирование ATMEGA8 — тема отдельной статьи, если вы работали с такими контроллерами, никаких трудностей не возникнет.
Мощный металлоискатель CLONE PI W, сделанный своими руками, позволяет находить металл на глубине не более метра, но без дискриминации.
Искатель «Шанс»
Аналогичная схема на контроллере ATMEGA8 называется «Шанс».Принцип работы аналогичен, только появилась возможность устранения (частичной дискриминации) черных металлов.
Также работал с шаблоном печатной платы, который можно успешно заменить на классическую «раскладку» для Arduino
.«Терминатор 3» своими руками
Если вам нужен самодельный металлоискатель с распознаванием металлов, обратите внимание на эту модель. Схема довольно сложная, но ваши работы окупаются найденными монетами, которые могут быть золотом.
Особенностью терминатора является растворение приемной и передающей катушек. Для излучения сигнала сделано кольцо 200 мм. Для него укладывается 30 витков провода, затем он разрезается, в результате получаем 2 полукатушки общей емкостью 60 витков (смотрите схему).
Приемная катушка расположена внутри, 48 витков диаметром 100 мм.
Настройка производится с помощью осциллографа, после достижения оптимальных результатов по амплитуде обмотки фиксируются в корпусе с помощью заливки из эпоксидной смолы.
Затем выполняется опытная установка переключателя дискриминации. Для этого используются реальные объекты из различных металлов, а их тип указывается на переключателе режимов (после проверки).
Радиолюбители прорабатываются с улучшенной версией «Терминатор 4», но практического экземпляра пока нет.
Металлоискатели простые из готовых электроприборов
Результат
Вне зависимости от сложности схемы изготовление самодельного металлоискателя потребует от вас достаточно времени и сил.Поэтому из любопытства таких устройств нет. Но для профессионального использования это отличная альтернатива заводским экземплярам.
Видео по теме
Не каждый может позволить себе купить металлоискатель. А для поиска железа и дорогостоящего устройства приобретать не обязательно. Достаточно собрать самому. И будет тоже.
Кстати, скажу, что видел репортаж по телевизору, как человек, который собирал металлоискатель и искал металлолом, в лесу нашел ящик с патронами времен Гражданской войны.
Сам давно пробовал собрать такой аппарат и даже заработал! Но монета с ним не работает, потому что реагирует в основном на крупные металлические предметы.
Итак, для сборки простого металлоискателя нам понадобится:
~ два транзистора КТ315 или аналогичные;
~ два конденсатора по 1000 пФ;
~ два конденсатора по 10000 пФ;
~ Два резистора 100 ком.
Кроме того, пригодятся: элемент 3,7-5 вольт, наушники, провод в эмалевой изоляции диаметром 0.5-0,7 мм.
Простота сборки схемы!
Катушки можно наматывать в обычной кастрюле. После десяти витков петля делается и намотка оставшихся двадцати витков продолжается.
Корпус из любого материала, желательно герметичный. Брус можно сварить из труб. Катушки размещаются в одной плоскости на расстоянии 10 см.
Если при включении устройства появился скрип в наушниках, то необходимо настроить устройство на изменение расстояния между катушками.Или настроить с ферритом.
Таким образом, можно произвести поиск металлолома на хороший корпоративный прибор. И будет сделано хорошее дело — Земля расчищена. Что ж, металл будет повторно использован.
Мое фото в моей статье, сделанное еще в 2014 году. И первое фото со схемой взято из открытых источников.
Как сделать легкий металлоискатель для поиска на пляже
В этой статье я расскажу, как собрать простой металлоискатель для поиска монет и драгоценностей на пляже.Он состоит из одной микросхемы — таймера NE555N, катушек и нескольких других радиодеталей.
Подсчитайте затраты на изготовление металлоискателя до 300 рублей!
Необходимые материалы
Для сборки металлоискателя вам потребуется:
- микросхема таймера нЭ555Н, в корпусе ДИП;
- резистор 47 ком;
- два конденсатора 2,2 мкФ, 16 В;
- самосвал контактный;
- Аккумулятор 9 В, выключатель, аккумуляторный башмак;
- излучатель звука электромеханический;
- 100 метров медной проволоки диаметром 0.2 миллиметра;
- немного плотного картона и клея.
Вместо электромеханического излучателя звука можно использовать конденсатор на 10 мкФ и любой динамик с сопротивлением 8 Ом, включенный последовательно.
Схема металлоискателя
Идея металлоискателя взята из книги « 499 схем на таймере NE555 » Я только добавил переключатель между батареей и микросхемой, а так же использую электромеханический излучатель звука от старого электронного будильник вместо динамика.
Поисковая катушка
Самая сложная часть металлоискателя — это его катушка. Я подсчитал, что в катушке диаметром 90 мм должно быть примерно 260 витков лакированной медной проволоки диаметром 0,2 мм. При этом его индуктивность будет всего около 10 миллиген.
Промыл катушку аккуратно, поворот к повороту. Чтобы провода не зацвели, обмотал обмотку сверху белым скотчем.
Если вы хотите сделать катушку большего диаметра для увеличения дальности обнаружения цели, то в сети есть несколько онлайн-калькуляторов, с помощью которых вы сможете ее рассчитать.
Печатная плата
Выложил все электронные компоненты на кусок фиктивной карты. Подключения выполнялись самым обычным проводом, который был под рукой. Пайка плат заняла не более 15 минут.
Размер доски примерно оказался равным размеру спичечного коробка.
Жилой
Ручка металлоискателя для простоты решил сделать картонную. В ручке установлена печатная плата, выключатель и аккумулятор.
Все это вырезано из плотного картона и приклеено плуговым клеем. После высыхания клея проделала в картоне дырочки под плату и провода.
Затем приклеил поисковую катушку к рукоятке термоглиной. На последнем шаге я тоже термоклеем приклеил плату и батарею внутри ручки.
Заключение
Металлоискатель работает следующим образом: пока рядом с катушкой нет металлических предметов, излучатель звука заболевает с той же частотой; При подаче металлического предмета звук звука меняется в сторону более высокого.
Дальность обнаружения крупной монеты по воздуху по моим измерениям составляла 5-7 сантиметров!
Металлоискатель простой Малыш FM-2 Superior
Представляю вашему вниманию схему более совершенного металлоискателя Кид ФМ-2. Металлоискатель Baby FM2 не так уж и сложно собрать своими руками, несмотря на его значительные изменения. Это, наверное, самый простой селективный металлоискатель, который сможет собрать даже начинающий радиолюбитель.
Вы, наверное, слышали, а может быть, коллекционировали такие металлоискатели как «Малютка» и «Малыш ФМ-2».Но прогресс не стоит на месте и поэтому у нас есть схема более совершенного металлоискателя Кид ФМ-2. В новой версии добавлен светодиодный дисплей металлов, добавлена функция уведомления о питании, усилен звук оповещения, устройство стало намного стабильнее в работе.
Схема усовершенствованного металлоискателя Малыш ФМ-2
Технические характеристики и особенности:
- Напряжение питания — 9 вольт
- Глубина обнаружения металла около 15 см.
- Выбор металла — черный, цветной
- Металлы для светодиодных экранов — черный, цветной
- Индикатор питания
Итак, печатная плата металлоискателя kid FM-2 рассчитана на использование DIP-компонентов, что бы ни было удобно каждому, так как многие начинающие радиолюбители еще не сталкивались с SMD-компонентами.
Конденсаторы С5-22НФ и С1-100НФ обязательно должны быть пленочными
АМС1117 -3.Стабилизатор напряжения 3В
Так выглядит готовый металлоискатель «Малыш ФМ-2»
Вид на дорогу
После сборки платы приступаем к изготовлению катушки.
Стандартная катушка содержит 150 витков, диаметр провода 0,3, на обод намотан 140 мм. Но я решил немного уменьшить диаметр до 10-11 см, чтобы металлоискатель мог видеть мелкие предметы, глубина обнаружения уменьшается, но чувствительность увеличивается.Провода 0,3 у меня не было, и поэтому намотал 0,4 на ободе 10 см, 130 витков.
Значит, после того, как катушка намотана, необходимо ее очень плотно спрятать.
Теперь необходимо экранировать катушку, чтобы металлоискатель не реагировал на помехи и не было ложных срабатываний. Берем пищевую фольгу и плотно поворачиваем катушку. Обратите внимание, концы фольги не должны касаться друг друга!
Потом берем провод, зачищаем конец и отводим экран катушки за один край, потом вытаскиваем и плотно заворачиваем обратно.
Подключите катушку к плате. Провод от экрана нужно припаять к минусовой плате.
Теперь осталось прошить микроконтроллер и все можно использовать)
Если все сделать правильно, то при первом включении аппарат должен без проблем заработать. Внимательно проверьте штатные детали и не забывайте, что конденсаторы С2-22НФ и С6-100НФ обязательно должны быть пленочными, а не керамическими!
При включении устройство должно издавать характерный звук, похожий на «пик-фьюжн», что означает, что устройство включилось и работает правильно.
ВАЖНО! «По схеме 8 сопротивления, а на фото 9» — 9-й резистор (100 Ом) я сам поставил вдобавок ко второму светодиоду, хотя его поставить нельзя! Диод 1N4007 Тоже нельзя ставить как я!
Печать, прошивка, а также список запчастей, которые могут быть очень дешевыми на Алиэкспресс с бесплатной доставкой, находятся под видео!
Видео работы Металлоискатель Kid FM-2 V2
Хороший металлоискатель своими руками
Это было несколько лет назад.Захотелось что-нибудь взять в руки, а вечера провести, приближаясь к сезону сокровищниц. Было решено собрать металлоискатель. Для сборки выбрал пиратский металлоискатель. Так как это не сложно, но само устройство довольно интересное. Сборка началась с поиска деталей. Пришлось даже ездить в мастерскую на какие-то резисторы. Когда все было найдено, нужно было подготовить печатную плату, а именно выявляется методом Люта. Далее было поменьше: чтобы было все до мелочей.Что ж, проверьте готовую плату. С первого раза не включился. Неисправной оказалась микросхема К157УД2. Поменяв его, схема заработала!
Теперь можете наслаждаться чехлом. В его качестве был взят корпус от Кощей 5И, сделана новая передняя панель. Корпус за катушкой. Для катушки из бревен вырезали рамку и на боковых гранях заточили паз, куда наматывалась обмотка катушки, припаивали кабель с разъемом. Штанга была сделана из пластиковых труб и фитингов. Подлокотник вырезан из канализационной трубы.Оказалось, все довольно культурно. Устройство оказалось легким, но недостаточно сложным.
В итоге получился рабочий качественный аппарат. Единственный его минус — отсутствие дискриминации металлов. Поэтому для поиска монет он, можно сказать, не подходит. Ведь и гвозди, и монеты звенят одинаково.
Но с его помощью можно успешно копать металлолом и сдавать его в пункты приема, тем самым зарабатывая деньги! Есть видео с тестом данного агрегата. Снимал я его весной 2015 года.
Схема мощного металлоискателя для поиска монет. Глубинный металлоискатель своими руками. По принципу гармоник
Многие необоснованно полагают, что самодельные металлоискатели по многим параметрам уступают фирменным образцам, выпускаемым на заводе.
Но по тому, что конструкция была правильно собрана своими руками, иногда получается не только лучше, но и дешевле «заводских» конкурентов.
Стоит знать: Большинство кладоискателей и краеведов в целях экономии стараются выбирать самые дешевые варианты.В результате они либо сами собирают металлоискатели, либо приобретают самодельные устройства на заказ.
Новичков, а также людей, не разбирающихся в электронике, сначала пугает обилие не только специальной терминологии, но и различных формул и схем. Однако если немного разобраться, то сразу все становится понятно, даже имея знания, полученные на школьных уроках физики.
Поэтому необходимо, прежде всего, разобрать принцип действия металлоискателя, что он собой представляет и как его можно самостоятельно собрать в домашних условиях.
Как это работает
Принцип работы этого устройства заключается в использовании электромагнитного поля. Он создается катушкой передатчика, и после столкновения с предметом, проводящим ток (а это большинство металлов), создаются вихревые токи, которые вызывают искажение в катушке EPM.
В случаях, когда объект не является электропроводным, но имеет свое магнитное поле, создаваемые им помехи также будут заряжаться за счет экранирования.
После этого изменение электромагнитного поля поступает прямо на блок управления, который для оповещения о человеке подает специальный звуковой сигнал, а в более дорогих моделях выводит данные на дисплей.
Следует разобрать, как создание подобных устройств основано на примере металлоискателя «пиратского» типа.
Металлоискатель «Пират»
Делаем печатную плату своими руками
Сначала необходимо создать печатную плату, на которой будут продолжены все узлы металлоискателя.Лучше всего подойдет метод лазерно-железной техники или просто хам.
Для этого нужно выполнить производителям в следующей последовательности:
- Вначале необходимо с помощью исключительно лазерного принтера Распечатать соответствующую схему, созданную с помощью программы Sprint-Layout. Лучше всего использовать фотобумагу небольшой плотности.
- Осуществляем подготовку заготовки из текстолита, сначала вскрываем, после чего проводим чистку раствором.Он должен иметь размеры 84х31.
- Теперь на заготовку сверху кладем фотобумагу той лицевой схемой, на которой она была напечатана. Накройте лист А4 и начните гладить горячим утюгом, чтобы схему разметки переместить на текстолип.
- Закрепив схему из тонера, опускаем все в воду, где аккуратно пальцами снимаем бумагу.
- Далее при наличии размазанных участков исправьте их с помощью обычной иглы.
- Теперь плату нужно поставить на несколько часов в раствор медного купороса (можно и хлорное железо).
- Тонер без проблем удаляется любым растворителем, например ацетоном.
- Просверливает отверстия для размещения в других элементах конструкции (сверло должно быть очень тонким).
- Последний этап проходит по колее Лудского шоссе. Для этого Специальным раствором «ЛТИ-120» расплавляется поверхность, которую нужно смазать припоем припоем.
Установка элементов на плату
Этот этап создания металлоискателя — это установка всех элементов на плату:
- Основная микросхема — отечественная КР1006Ви1 или ее зарубежный аналог NE555.Учтите, перед монтажом перемычку нужно залить.
- Установлен очередной двухканальный усилитель К157УД2. Его можно купить или взять из советских магнитофонов.
- После этого монтируются 2 SMD конденсатора, а также резистор типа МЛТ С2-23.
- Теперь нужно произвести пайку двух транзисторов. Одна должна быть структурами NPN, а другая — PNP. Желательно использовать SP557 и SP547. Однако подходят и аналоги. В качестве полевого транзистора рекомендуется брать IRF-740 или другие версии, имеющие аналогичные характеристики.
- Последние являются конденсаторами. Их следует брать с минимальным показателем ТКА, что повысит термическую устойчивость всей конструкции.
Примечание: Получить усилитель К157УД2 по данной схеме будет сложнее. Причина в том, что это старый чип. Именно поэтому можно попробовать найти аналогичные современные варианты со схожими параметрами.
Создание самодельной катушки производится на каркасе диаметром 20 см. Общее количество витков должно быть примерно 25 шт.Этот показатель исходит из того, что используется провод ПЭВ, который имеет диаметр 0,5 мм.
Однако есть одна особенность. Общее количество витков можно изменить в большую или меньшую сторону. Чтобы найти наиболее оптимальный вариант, вам нужно проверить монету, чтобы проверить, в случае чего на большом расстоянии ее «захватить».
Прочие элементы
Сигнальный динамик можно использовать взятый от переносного радиоприемника. Важно, чтобы он имел сопротивление до 8 Ом (возможно использование китайских вариантов).
Для настройки вам потребуются две разные модели потенциометров: первая на 10 ком, а вторая уже на 100 ком. Чтобы минимизировать влияние помех (устранить их полностью сложно), рекомендуется использовать экранированный провод, который будет соединять схему и катушку. Источник питания металлоискателя должен быть не менее 12 В.
После проверки работоспособности всей конструкции необходимо изготовить каркас будущего металлоискателя.Однако здесь можно дать лишь некоторые рекомендации, потому что каждый будет создавать его из имеющихся под рукой предметов:
- , чтобы сделать брус, удобнее, стоит приобрести метр 5 обыкновенной трубы ПВХ (какие есть используется в сантехнике), а также несколько перемычек. На ее верхнем торце стоит установить специальную подставку для рук, чтобы ее было удобнее держать. Для доски можно найти любую коробку подходящего размера, которую нужно закрепить на штанге;
- Для питания системы можно использовать аккумулятор от обычной отвертки.Его преимущества заключаются в небольшом весе и высоком баке;
- При создании корпуса и конструкции учитывайте, что в них не должно быть лишних металлических элементов. Причина в том, что они значительно искажают результирующее электромагнитное поле будущего устройства.
Проверить металлоискатель
Прежде всего, необходимо настроить чувствительность с помощью потенциометров. Порог будет равномерным, но не очень частым, трескучим.
Таким образом, он должен будет «найти монету с пятью логарифмами, которая находится примерно в 30 см от расстояния, но если монета имеет размеры как советский рубль, то где-то с 40 см».Металл больших и объемных размеров будет «видеть» с расстояния более метра.
Такой прибор не сможет искать на значительной глубине мелкие предметы. Кроме того, он не сможет различить размер и тип найденного металла. Именно поэтому, занимаясь поиском монет, можно будет наткнуться на обычные гвозди.
Данная модель самодельного металлоискателя подойдет людям, которые только начинают осваивать азы сворачивания или не имеют необходимых средств для приобретения дорогостоящего прибора.
Из них видео Вы узнаете, как сделать самодельный металлоискатель:
С наступлением весны все чаще на берегах рек можно встретить людей с металлоискателями. Большинство из них занимается «золотым промыслом» исключительно из любопытства и азарта. Но какой-то процент действительно зарабатывает на поисках редких вещей большие деньги. Секрет успеха таких исследований не только в опыте, информации и интуиции, но и в оборудовании, которым они оснащены.Профессиональный инструмент стоит дорого, и если вы владеете азами познания радиомеханика, то наверняка больше задумывались, как сделать металлоискатель своими руками. Редколлегия придет к вам на помощь и расскажет сегодня, как собрать прибор своими руками по схемам.
Читайте в статье:
Металлоискатель и его прибор
Такая модель стоит более 32000 рублей, и, конечно, непрофессионалу такой прибор не по карману.Поэтому предлагаем изучить прибор металлоискателя, чтобы собрать вариацию самого такого прибора. Итак, самый простой металлоискатель состоит из следующих элементов.
Принцип работы таких металлоискателей основан на передаче и приеме электромагнитных волн. Основными элементами устройства этого типа являются две катушки: одна — передающая, а вторая — приемная.
Металлоискатель работает следующим образом: магнитные силовые линии первичного поля (а) красного цвета проходят через металлический объект (б) и создают в нем вторичное поле (зеленые линии).Это вторичное поле улавливает приемник, и детектор отправляет звуковой сигнал оператору. По принципу действия излучателей электронные устройства этого типа можно разделить на:
- Простые, работающие по принципу «прием-передача».
- Индукция.
- Импульс.
- Генератор.
Самые дешевые устройства относятся к первому типу.
В индукционной торговле металлом — одна катушка, которая одновременно отправляет и принимает сигнал.Но импульсные индукционные устройства отличаются тем, что генерируют ток передатчика, который на некоторое время включается, а затем резко выключается. Поле катушки генерирует импульсные вихревые токи в объекте, который обнаруживается путем анализа затухания импульса, передаваемого катушке приемника. Этот цикл повторяется непрерывно, может быть сотни тысяч раз в секунду.
Принцип работы металлоискателя в зависимости от назначения и технического устройства
Принцип работы металлоискателя различается в зависимости от типа устройства.Рассмотрим основные из них:
- Устройства динамического типа . Самый простой вид устройства — сканирование поля постоянно. Основная особенность работы с таким прибором — нужно все время находиться в движении, иначе пропадет сигнал. Такие устройства удобны в использовании, однако они слабо чувствительны.
- Устройства импульсного типа. Имейте большую чувствительность. Часто бывает дополнительно несколько катушек для настройки под разные типы грунтов и металлов.Для настройки требуются определенные навыки. Среди приборов этого класса электронные устройства, работающие на низкой частоте, не превышают 3 кГц.
- Электронные устройства С одной стороны, они не дают реакции (или дают слабую) на нежелательные сигналы: мокрый песок, мелкие кусочки металла, дробь, например, а с другой — обеспечивают хорошую чувствительность при поиск скрытых водопроводных труб и дорожек центрального отопления, а также монет и других металлических предметов.
- Детекторы глубины Холод для поиска объектов на внушительной глубине. Они могут обнаруживать металлические предметы на глубине до 6 метров, в то время как остальные модели «разбиваются» только до 3. Например, детектор глубины JEOHUNTER 3D способен искать и обнаруживать пустоты и металлы, одновременно показывая обнаруженные объекты в почва в 3- смутно.
Работают детекторы глубины на двух катушках, одна параллельна поверхности почвы, другая — перпендикулярна.
- Стационарные извещатели — это каркас, устанавливаемый на особо важных охраняемых объектах.Они просчитывают любые металлические предметы в сумках и карманах людей, проходящих по контуру.
Какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками в домашних условиях
К самым простым приборам, которые можно собрать под себя, можно отнести устройства, работающие по принципу — прием-передача. Есть схемы, которые по силам даже начинающему радиолюбителю просто необходимо подобрать определенный набор деталей.
В Интернете есть множество видеоинструкций с подробным объяснением, как сделать простейший металлоискатель своими руками.Вот самые популярные из них:
- Металлоискатель «Пират».
- Металлоискатель — Бабочка.
- Излучатель без микросхемы (IS).
- Металлоискатель серии «Терминатор».
Однако, несмотря на то, что некоторые clatters пытаются предложить систему сборки металлоискателя с телефона, такие конструкции не будут проверены «боем». Детскую игрушку-металлоискатель проще купить, толку будет.
А теперь подробнее о том, как сделать простой металлоискатель своими руками на примере конструкции «Пират».
Самодельный металлоискатель «Пират»: Схема и подробное описание сборки
Самодельный на базе металлоискателя серии «Пират» — один из самых востребованных среди радиолюбителей. Благодаря хорошим рабочим качествам устройства, он может «выбрасывать» предмет на глубину 200 мм (для мелочей) и 1500 мм (для крупных элементов).
Детали для сборки металлоискателя
Металлоискатель «Пират» — прибор импульсного типа. Для изготовления устройства потребуется приобрести:
- Материалы для изготовления корпуса, стержней (можно использовать пластиковую трубку), держателя и так далее.
- Провода и изоляторы.
- Наушники (подходят от Player).
- Транзисторы — 3 штуки: SUP557, IRF740, SP547.
- Микросхемы: К157УД2 и НЭ
- Конденсатор керамический — 1 НФ.
- Конденсатор 2 плёночный — 100 НФ.
- Электролитические конденсаторы: 10 мкФ (16 В) — 2 шт., 2200 мкФ (16 В) — 1 шт., 1 мкФ (16 В) — 2 шт., 220 мкФ (16 В) — 1 шт.
- Резисторы — 7 штук за 1; 1,6; 47; 62; 100; 120; 470 ком и 6 штук по 10, 100, 150, 220, 470, 390 Ом, 2 штуки по 2 Ом.
- 2 диода 1N148.
Схемы металлоискателя для изготовления своими руками
Классическая схема металлоискателя серии Пират построена на микросхеме NE555. Работа устройства зависит от компаратора, один выход которого подключен к генератору импульсов IC, второй — к катушке, а выход — к динамику. В случае обнаружения металлических предметов сигнал с катушки поступает на компаратор, а после — на динамик, который уведомляет оператора о наличии искомых предметов.
Плату можно поместить в простую распределительную коробку, которую можно использовать в магазине электрика. Если вам не хватает такого инструмента, вы можете попробовать составить прибор более продвинутого плана, в помощь вам схема изготовления металлоискателя с золотой мишенью.
Как собрать металлоискатель без микросхемы
В данном приборе для генерации сигналов используются транзисторы советского образца КТ-361 и КТ-315 (можно использовать аналогичные радиодетали).
Как собрать печатную плату металлоискателя своими руками
Генератор импульсов собран на микросхеме NE555.Посредством выбора C1 и 2 и R2 и 3 выполняется регулировка частоты. Импульсы, полученные в результате сканирования, передаются на транзистор Т1, и он передает сигнал транзистора Т2. Усиление звука Частота Возникает на транзисторе VS547 к коллектору, и наушники подключаются.
Для размещения радиодеталей используется печатная схема, которую легко изготовить самостоятельно. Для этого используйте кусок листового геометра, покрытый медной электроизоляционной фольгой. На него переносим соединительные детали, размещая крепеж, выворачиваем отверстия.Дорожки покрываем защитным лаком, а после высыхания опускаем будущую плату в хлорную железу для травления. Это необходимо для удаления незащищенных участков медной фольги.
Как сделать катушку для металлоискателя своими руками
Для основы потребуется кольцо диаметром около 200 мм (в качестве основы можно использовать обычные деревянные пяльцы), которое наматывают с 0,5 мм. провод. Для увеличения глубины обнаружения металла рамка катушки должна быть в пределах 260-270 мм, а количество витков — 21-22 об.Если под рукой нет ничего подходящего, можно намотать катушку на деревянную основу.
Катушка из медной проволоки на деревянной основе
Рисунок | Описание действия |
| Для намотки подготовьте доску с направляющими. Расстояние между ними равно диаметру основания, к которому вы будете прикреплены к катушке. |
Промойте провод по периметру крепежа через 20-30 витков.Сделайте обмотку лентой в нескольких местах. | |
| Снимите обмотку с основания и придайте ей округлую форму, при необходимости сделайте дополнительную обмотку в нескольких местах. |
Подключите контур к прибору и проверьте его. |
Катушка от витой пары за 5 минут
Нам понадобится: 1 витая пара 5 кат 24 AVG (2,5 мм), нож, паяльник, припой и многоместный.
Краткая инструкция по настройке металлоискателя «Пират», сделанная вручную
После того, как основные элементы металлоискателя готовы, приступаем к сборке.На стержне металлоискателя обнаружены все узлы: корпус с катушкой, передающий блок и ручка. Если вы все сделали правильно, то дополнительных манипуляций с устройством не потребуется, так как изначально он имеет максимальную чувствительность. Более тонкую настройку выполняет переменный резистор R13. Нормальная работа Детектор должен иметь среднее положение регулятора. Если есть осциллограф, то необходимо измерить измеряемую частоту на транзисторе Т2, которая должна быть 120-150 Гц, а длительность импульса — 130-150 мкс.
Можно ли сделать своими руками подводный металлоискатель
Принцип сборки подводного металлоискателя ничем не отличается от обычного, с той лишь разницей, что над созданием непробиваемой оболочки придется пропитаться герметиком, так как а также над размещением специальных световых индикаторов, сообщающих о находке из-под воды. Пример того, как это будет работать на видео:
Металлоискатель «Терминатор 3» своими руками: Подробная схема сборки и видео инструкция
Металлоискатель «Терминатор 3» уже много лет занимает почетное место в рядах самодельных металлоискателей. .Двухтональный прибор работает по принципу индукционного баланса.
Его основные особенности: малое энергопотребление, дискриминация металлов, режим цветных металлов, режим только золото и очень хорошие характеристики Глубина поиска по сравнению с полупрофессиональными фирменными специальностями. Предлагаем вашему вниманию наиболее подробное описание сборки такого устройства от народного мастера Виктора Гончарова.
Как сделать своими руками металлоискатель с распознаванием металлов
Дискриминация металлов — это способность прибора различать обнаруженный материал и проводить его классификацию.Дискриминация основана на электропроводности разных металлов. Самостоятельные простые способы Определения металлов были реализованы в старых устройствах и на начальных уровнях и имели два режима — «Все металлы» и «Цветные». Функция дискриминации позволяет оператору реагировать на фазовый сдвиг определенного значения по сравнению с ограниченным (эталонным) уровнем. В этом случае прибор не может различить цветные металлы.
О том, как сделать самодельный профессиональный металлоискатель из прогрессивных средств, в этом видео:
Особенности глубинных металлоискателей
Металлоискатели этого типа могут обнаруживать объекты на большой глубине.Хороший металлоискатель, сделанный своими руками, смотрит на глубину до 6 метров. Однако в этом случае размер находки должен быть солидным. Лучшие детекторы лучше всего подходят для обнаружения старых снарядов или достаточно крупных обломков.
Металлоискатели бывают двух типов: рамочные и приемные на штанге. Первый тип устройства способен охватить большой участок земли для сканирования, однако в этом случае эффективность поиска снижается. Второй вариант детектора точечный, он работает плохо на небольшом диаметре.Работать с ним нужно медленно и осторожно. Если вы поставили цель — построить такой металлоискатель, то в следующем видео вам расскажут, как это сделать.
Если у вас есть опыт сборки такого устройства и его использования, расскажите о других!
Лучший металлоискатель
Почему Volksturm был назван лучшим металлоискателем? Главное, чтобы схема была действительно простой и реально работающей. Из множества схем металлоискателей, которые я делал лично, именно здесь все просто, глубоко и надежно! Более того, благодаря своей простоте, в металлоискателе есть хорошая схема Дискриминация — определение железа или цветного металла находится в земле.Сборка металлоискателя заключается в безошибочной пайке платы и установке катушек в резонанс и в ноль на выходе входного каскада на LF353. Нет ничего суперсильного, было бы желание и мозги. Смотрим конструктивное исполнение металлоискателя и новую усовершенствованную схему Фолькштурма с описанием.
Поскольку в процессе сборки возникают вопросы, чтобы сэкономить ваше время, а не форсировать сотни страниц форума, вот ответы на 10 самых популярных вопросов.Статья в процессе написания, поэтому некоторые пункты будут дополнены позже.
1. Принцип работы и цели обнаружения этого металлоискателя?
2. Как проверить, работает ли металлоискатель?
3. Какой резонанс выбрать?
4. Какие конденсаторы лучше?
5. Как настроить резонанс?
6. Как нарезать катушки нулями?
7. Какой провод для катушек лучше?
8. Какие детали и что можно заменить?
9. Какова глубина поиска целей?
10.Питание металлоискателя Фолькштурм?
Принцип работы металлоискателя Volksturm
Попробую в двух словах о принципе работы: передача, прием и баланс индукции. В поисковом датчике металлоискателя установлены 2 катушки — передающая и приемная. Наличие металла изменяет индуктивную связь между ними (в том числе фазу), что влияет на принимаемый сигнал, который затем обрабатывается блоком индикации.Между первым и вторым чипом переключатель, управляемый генератором, смещен по фазе относительно канала передачи (т. Е. Когда передатчик работает, приемник выключен, и наоборот, если приемник включен, передатчик отдыхает, а приемник спокойно улавливает отраженный сигнал в этой паузе). Итак, вы включили металлоискатель и он пищит. Отлично, если штампы — значит многие узлы работают. Разберемся, зачем это штамповка. Генератор U6B постоянно выдает тональный сигнал.Далее он поступает в усилитель на двух транзисторах, но UHH не откроется (не пропустит тональный сигнал) до тех пор, пока напряжение на y2B (7-й выход) этого не позволит. Это напряжение устанавливается изменением режима с помощью этого самого резистора TRACH. Им нужно выставить такое напряжение, чтобы УХР почти открылся и пропустил сигнал с генератора. А входная пара Милцивольта с катушки металлоискателя проходит каскады усиления, превысит этот порог и полностью откроется и будет обнаружен динамик.Теперь проследим за прохождением сигнала, а точнее за ответным сигналом. На первом каскаде (1-U1A) будет пара Milcivolt, можно до 50. На втором каскаде (7-U1B) это отклонение увеличится, на третьем (1-U2) уже будет пара вольт. Но без ответа везде на выходах по нулям.
Как проверить исправность платы
В целом усилитель и ключ (CD 4066) проверяется пальцем на входном контакте RX с максимальным сопротивлением Sens и максимальным фоном на динамике.Если при нажатии пальцем на секунду меняется фон, клавиша и оперативники работают, то соединяем катушки RX с конденсатором цепи параллельно, конденсатор на катушке TX последовательно, отдаем одну катушку другой и начинаем уменьшать 0 при минимальной индикации переменного тока на первой ножке усилителя U1A. Далее берем что-то большое и железо и проверяем есть реакция на металл в динамике или нет. Проверим напряжение на U2B (7 вывод) он должен хлам регулятор, поменять + вольт.Если нет, проблема в этом Каскаде OU. Для начала проверки платы выключите катушку и включите питание.
1. Должен издаваться звук, когда датчик-регулятор установлен на максимальное сопротивление, до пальца на Px — если есть реакция, все операторы работают, если нет, мы проверяем палец, начиная с U2, и меняем (изучите обвязка) нерабочих ОУ.
2. Работа генератора проверяется программой частотомера. Штекер от наушников припаял к 12 разъему CD4013 (561ТМ2), предусмотрительно сбросив P23 (так звуковую карту не сожгут).В звуковой карте использовать in-lane. Смотрим частоту генерации, ее стабильность 8192 Гц. Если он сильно смещен, то конденсатор С9 надо загребать, если после он явно не подсвечивается и / или рядом много всплесков частоты — заменить кварцевый.
3. Проверил усилители и генератор. Если все нормально, но все равно не работает — поменяйте ключ (CD 4066).
Какой резонанс выбрать
При подключении катушки в последовательный резонанс ток в катушке и общее потребление цепи увеличивается.Увеличивает дальность обнаружения, но это только на столе. На реальной почве земля будет ощущаться тем сильнее, чем больше ток накачки в катушке. Лучше включить параллельный резонанс, а входные каскады поднять. Да и батарейки хватает на намного дольше. Несмотря на то, что последовательный резонанс используется во всех фирменных дорогих металлических пластинах, во время грозы вам понадобится именно параллельный резонанс. У импортных дорогих устройств хорошая конфигурация схем с земли, поэтому в этих устройствах можно допустить.
Какие конденсаторы лучше установить в схеме металлоискатель
Тип конденсатора, подключенного к катушке, не когда, а если экспериментально поменял два и увидел, что с одним из них резонанс лучше, то просто один из якобы 0,1 мкФ действительно имеет 0,098 мкФ, а другой 0.11. Так разница между ними в резонансе получается. Использовала советские К73-17 и зеленые импортные подушки.
Как настроить резонансные катушки Металлоискатель
Катушкавроде как лучше всего получается из штукатурных листов, проклеенных эпоксидной смолой с торцов до нужного вам размера.Причем его центральная часть с кусочком ручки этой самой терки, которым обрабатывают одну широкую почку. На штанге наоборот вилка из двух связок крепления. Это решение позволяет решить проблему деформации катушки при затяжке пластикового болта. Обмотки для обмоток делаем обычную деликатную, после чего выставляем ноль и заливку. От холодного конца ТХ оставим 50 см. Провода, которые изначально не заливать, а выдавить из него небольшую катушку (диаметром 3 см) и поместить внутрь RX, перемещая и деформируя его в небольших пределах, можно добиться точного нуля, но сделать это нужно. лучше на улице поместив катушку на Землю (как при поиске) с отключенным гебом, если он есть, то окончательно залить смолой.При отстройке от Земли он работает более-менее терпимо (исключение — сильно минерализованная почва). Такой змеевик получается легким, прочным, мало подверженным термостойкости, очень красиво обрабатывается и окрашивается. И еще одно наблюдение: если металлоискатель собран с центром города (ГЭБ) и под центральным расположением двигателя резистора для обнуления очень маленькой шайбы, диапазон регулировки геба составляет 80-100 мВ. Если выставить нулевой крупный предмет монеты 10-50 копеек. Диапазон регулировки увеличивается до + — 500-600 мВ.За напряжением в процессе настройки резонанса не гоняйтесь — у меня около 40В при мощности 12В последовательный резонанс. Для различения конденсаторы в катушках включаются параллельно (последовательное включение нужно только на этапе выбора для резонанса) — на черных металлах будет длинный звук, на цветном — короткий.
Или даже проще. Катушки подключаем по очереди к передающему выходу ТХ. Настраиваем одно в резонанс, а настраиваем — другое. Пошагово: подключили, параллельно катушку закрутили мультиметром на предельные переменные, конденсатор 0.07-0.08 ICF припаял катушку параллельно катушке, см. Показания. Предположим, что 4 В очень слабое, не резонансное с частотой. Нажат параллельно первому конденсатору второго малой емкости — 0,01 мкФ (0,07 + 0,01 = 0,08). Смотрим — уже показал вольтметр 7 В. Отлично, емкость увеличим, подключим на 0,02 мкФ — смотрим вольтметр, а там 20 В. Отлично, идем — еще док — пара тысяч пиков танков. Ага. Уже начало падать, откатываюсь обратно.И так добиться максимальных показаний вольтметра на катушке металлоискателя. Затем аналогично на другой (приемной) катушке. Настройте максимум и подключитесь обратно к принимающей розетке.
Как уменьшить дилерские катушки в ноль
Для настройки нуля подключаем тестер к первой ноге LF353 и начинаем сжимать, растягивать катушку. После заливки эпоксидки — Нолик обязательно убежит. Поэтому нужно заливать не весь змеевик, а оставить место для регулировки, а после высыхания довести до нуля и окончательно залить.Берем кусок шпагата и половину мотка обвязываем за один оборот к середине (к центральной части, месту соединения двух витков) вставляем кусок отрезка палки, после чего его скручиваем (натягивая на шпагат) — Катушка сожмется, захватывая губку с шипом, которая будет питаться клеем. Снова отрегулируйте нолик, немного повернув палочку, и, наконец, налейте шпагат. Или проще: переданный фиксируется в пластиковом стационарном, а прием накладывается на первые 1 см, например обручальные кольца.На первом выводе U1a будет пик 8 кГц — можно контролировать вольтметром переменного тока, а лучше просто наушниками высокого уровня. Таким образом, приемную катушку металлоискателя необходимо смещать, а затем смещать с передачей до тех пор, пока выходной сигнал OU не станет минимальным (или показания вольтметра не упадут до нескольких миль). Все, катушка уменьшена, исправляем.
Какой провод для поисковых катушек лучше
Проволока для намотки катушек значения не имеет.От 0,3 до 0,8 будет любая, все равно придется подбирать емкость для настройки контуров на резонанс и частоту 8,192 кГц. Конечно, более тонкая проволока вполне подойдет, просто какая она толще, доброта и, как следствие, немного — лучше. Но если намотать 1 мм — нести будет довольно тяжело. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. С левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. Так же поступаем и с правым верхним и нижним уголками, но вывешиваем по 3 см.В середине низа ставим точку, а на точку слева и справа на расстоянии 1 см. Берем Phaneur, наносим этот набросок и гоняем гвоздики по всем указанным точкам. Берем провод ПЭВ 0,3 и наматываем 80 витков провода. Но честно говоря, без разницы сколько витков. Все равно частота 8 кГц будет выставляться в конденсаторном резонансе. Сколько ран — столько ран. Накручиваю 80 витков конденсатора и 0,1 МКФ, если запихиваешь 50 — емкость соответственно где-то 0.13 мкФ придется иметь. Далее, не снимая с шаблона, наматываем катушку толстой нитью — например, жгутом проводов. После покрытия катушки лаком. Когда высохнет, снимите катушку с шаблона. Затем идет обмотка катушки изоляцией — ФУМ-лентой или лентой. Далее идет обмотка фольги катушки катушки, можно взять ленту от электролитических конденсаторов. TX Катушка не может быть экранирована. Не забудьте оставить зазор в экране 10 мм, посередине катушки. Обмотка из фольги на луженую проволоку.Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5 мг. Емкость около 0,1 мкФ. Что касается заливки катушки эпоксидной смолой, то вообще не наклеивал. Просто плотно залезла лента. И ничего, два сезона прошли с этим металлоискателем без настройки. Обратите внимание на влагоизоляцию цепи и поисковых катушек, ведь вам придется издеваться над травой. Все должно быть герметично — иначе упадет влага и оправа будет плавать.Ухудшить чувствительность.
Какие детали и что можно заменить
Транзисторы :
BC546 — 3шт или кт315.
BC556 — 1 шт. Или kt361
Операции :
LF353 — 1шт или поменять на более обычный TL072.
LM358N — 2шт
Микросхемы цифровые :
CD4011 — 1шт
CD4066 — 1шт
CD4013 — 1шт
Резисторы постоянные , Мощность 0,125-0,25 Вт:
5,6К — 1шт
430K — 1шт
22K — 3шт
22K — 3шт 1шт
390К — 1шт
1к — 2шт
1.5K — 1шт
100K — 8шт
220K — 1шт
130K — 2шт
56k — 1шт
8,2K- 1шт
Резисторы переменные :
100K — 1шт
330K — 1шт
Конденсаторы нополярные : 1НФ — 1шт
22нф — 3шт (22000пф = 22нф = 0,02222222222
220НФ — 1шт
1МКФ — 2шт
47НФ — 1шт
10нф — 1шт
Конденсаторы электролитические :
220МКФ :
220МКФ
Динамичная миниатюра.
Кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Два светодиода супермаркета разного цвета.
Если нет импортных микросхем, то отечественные аналоги: CD 4066 — K561T3, CD4013 — 561TM2, CD4011 — 561L7, LM358N — kr1040ud1. У микросхемы LF353 нет прямого аналога, но смело ставьте LM358N или лучше TL072, TL062. Необязательно устанавливать операционный усилитель — LF353, я просто поднял усиление на U1A, заменив резистор в цепи отрицательной обратной связи 390 ком на 1 мОм — чувствительность значительно увеличилась на 50 процентов, хотя после того, как эта замена пошла на ноль, пришлось приклеить катушку в определенном месте приклеить кусок алюминиевой пластины.Советские три копейки ощущаются по воздуху на расстоянии 25 сантиметров и это при питании 6 вольт, ток потребляемый без индикации 10 мА. И не забывайте о панелях — удобство и простота настроек значительно увеличатся. Транзисторы СТ814, КТ815 — в передающую часть металлоискателя, СТ315 в УГ. Транзисторы — 816 и 817 желательно выбирать с одинаковым коэффициентом усиления. Замените на любую подходящую структуру и мощность. В генераторе металлоискателя установлен специальный часовой кварц на частоте 32768 Гц.Это стандарт абсолютно для всех кварцевых резонаторов, которые есть в любых электронных и электромеханических часах. Включая наручные и дешевые китайские стены / рабочие столы. Архивы S. pCB Для варианта и для (вариант с ручной отстройкой от Земли).
От чего зависит глубина поиска целей
Чем больше диаметр катушки металлоискателя, тем глубже. В общем, глубина обнаружения цели с помощью этой катушки зависит в первую очередь от размера самой цели.Но с увеличением диаметра катушки происходит снижение точности обнаружения объекта и даже иногда потеря малых целей. Для предметов с монетой этот эффект наблюдается при увеличении размера катушки более 40 см. Итого: большая поисковая катушка, имеет большую глубину обнаружения и больший захват, но менее точно определяет цель, чем малая. Большая катушка идеально подходит для поиска глубоких и больших целей, таких как сокровища и большие предметы.
Катушка по форме делится на круглую и эллиптическую (прямоугольную).Эллиптическая катушка металлоискателя имеет лучшую селективность по сравнению с круглой, потому что она меньше ширины магнитного поля и в ее поле меньше посторонних предметов. Но у снаряда большая глубина обнаружения и лучшая чувствительность к цели. Особенно на слабоминерализованных почвах. Круглая катушка чаще всего используется при поиске металлоискателем.
Катушки диаметром менее 15 см называются малыми, катушки диаметром 15-30 см — средними, а катушки более 30 см — большими.Большая катушка генерирует более сильное электромагнитное поле, поэтому она имеет большую глубину обнаружения, чем малая. Большие катушки создают большое электромагнитное поле и, соответственно, имеют большую глубину обнаружения и покрытия при поиске. Такие катушки используются для просмотра больших площадей, но при их использовании могут возникнуть проблемы на сильно переданных объектах, потому что в области действия больших катушек может быть поймано несколько целей и металлоискатель будет реагировать на более крупную цель.
Электромагнитное поле Маленькая поисковая катушка Тоже малая, поэтому с такой катушкой лучше всего искать на территориях, сильно освещенных всевозможными мелкими металлическими предметами.Маленькая катушка идеальна для обнаружения небольших объектов, но имеет небольшую площадь покрытия и относительно небольшую глубину обнаружения.
Для универсального поиска Хорошо подходят средние катушки. Такой размер поисковой катушки сочетает в себе достаточную глубину поиска и чувствительность к целям разного размера. Я сделал каждую катушку диаметром около 16 см, и обе эти катушки уложил в круглую подставку из-под старого монитора 15. «В этом варианте глубина этого металлоискателя будет следующая: алюминиевая пластина 50х70 мм — 60 мм. см, гайка М5-5 см, монета — 30 см, ведро — возле счетчика.Эти значения получаются в воздухе, на земле будет на 30% меньше.
Мощность металлоискателя
Отдельно схема металлоискателя тянет 15-20 мА, при подключенной катушке + 30-40 мА, а есть до 60 мА. Конечно, в зависимости от типа используемого динамика и светодиодов это значение может варьироваться. Самый простой случай — для питания потребовалось 3 (а то и два) последовательно подключенных литий-ионных аккумулятора от Mobile на 3,7В и при зарядке разряженных аккумуляторов, при подключении любого блока питания на 12-13В, ток заряда начинается с 0.8А и падает до 50м в час и то вообще что-то добавлять не надо, хотя ограничительный резистор конечно не мешает. Как вообще сам самый простой вариант — Корона на 9В. Но учтите, что металлоискатель съест его за 2 часа. Но настроить этот вариант питания. Корона ни при каких условиях не даст большого тока, способного прожечь что-либо в плате.
Металлоискатель самодельный
А теперь описание процесса сборки металлоискателя от одного из посетителей.Так как у меня из приборов только мультиметр, я скачал виртуальную лабораторию рекордов OL. Собрал переходник, простой генератор и въехал в единый осциллограф. Вроде какая-то картинка. Далее я начал поиск радиодеталей. Так как размеры в основном выложены в формате «Lay», скачал Sprint-layout50. Я узнал, что такое лазерная и гладильная технология изготовления печатных плат и как их обучить. Ставим доску. К этому времени все микросхемы были найдены.То, что я не нашел в своем сарае, пришлось покупать. Стал на плату паять перемычки, резисторы, гнезда микросхем, и кварц от китайского будильника. Периодически проверяю сопротивление на силовых шинах, чтобы не было соплей. Решил начать собирать цифровую часть устройства как самую простую. Это генератор, делитель и переключатель. Собрано. Ставим микросхему генератора (К561Л7) и делитель (К561ТМ2). Б / у микросхемы, из некоторых плат обнаружены в сарае. Подали напряжение 12В, контролируя потребление тока по амерметру, 561ТМ2 нагрелся.Заменил 561ТМ2, подал еду — эмоций ноль. Измеряем напряжение на ножках генератора — на 1 и 2 ножках 12В. Меняю 561l7. Включаю — на выходе делителя идет генерация на 13 ножках (наблюдаю на виртуальном осциллографе)! Правда не очень хорошо, но за отсутствием нормального осциллографа — пойдет. Но на 1, 2 и 12 ногах нет ничего. Чтобы генератор заработал, нужно менять ТМ2. Установил третью микросхему делителя — красота на всех выводах есть генерация! Для себя сделал вывод, что фишки нужно заливать максимально аккуратно! Это первый шаг постройки.
Теперь настройте плату металлоискателя. Не заработал регулятор «СЕНС» — чувствительность, пришлось выкинуть конденсатор С3 после этого регулировка чувствительности заработала как надо. Не понравился звук, который возникает в крайнем левом положении регулятора «Порог» — порог, избавился от этого заменив резистор R9 цепочкой последовательно подключенных резисторов на 5,6 кОм + конденсатор на 47,0 мкФ (отрицательный конденсатор вывод из транзистора). Пока нет микросхемы LF353 вместо ее LM358, советские три копейки чувствуют себя с ней на расстоянии 15 сантиметров.
Включил поисковую катушку на передачу как последовательный колебательный контур, а на прием как параллельный колебательный контур. Вызвал первую передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и на максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключал приемную катушку к приемной катушке и на максимальной амплитуде конденсаторы снимались на приемнике.Настройка контуров в резонансе занимает в присутствии осциллографа несколько минут. Обмотки TX и RX у меня содержат по 100 витков провода диаметром 0,4. Начинаем перемешивать на столе, без футляра. Просто чтобы было два витка с проводами. А чтобы убедиться, что работа и возможность информации вообще есть — развал катушки от ДРА на полметра. Тогда ноль будет точным. Затем обедняем змеевик колбы примерно на 1см (как обручальные кольца), сдвиг — отодвинуть.Нулевая точка может быть довольно точной и сразу поймать ее сложно. Но это.
Когда я поднял усиление в тракте приема МД, он стал нестабильно работать на максимальной чувствительности, это проявилось в том, что после прохождения цели и ее обнаружения подавался сигнал, но он продолжался и после целей до Поисковая катушка не имела никаких проявлений в виде прерывистых и колебательных звуковых сигналов. С помощью осциллографа причина этого была обнаружена: при работе динамика и незначительном просадке питающего напряжения питания «ноль» и схема МД переходит в автоколебательный режим, для выхода из которого необходимо можно только загрузить порог срабатывания.Меня это не устроило, поэтому я поставил шрот кр142ен5а + поверх яркого белого светодиода. Чтобы поднять напряжение на выходе интегрального стабилизатора, стабилизатора на более высокое напряжение у меня не было. Такой светодиод можно использовать даже для подсветки поисковой катушки. Динамик подключил к стабилизатору, МД после этого сразу стал очень послушным все заработало как надо. Я считаю, что Фолькштурм действительно лучший самодельный металлоискатель!
Недавно была предложена такая схема, которая позволит нам превратить Volksturm S в Volksturm SS + GEB.Теперь в устройстве будет хороший дискриминатор, а также селективность по металлам и настройка от грунта, устройство катится на отдельной плате и подключается вместо конденсаторов С5 и С4. Схема доработки и в архиве. Отдельное спасибо за информацию по сборке и настройке металлоискателя всем, кто участвовал в обсуждении и модернизации схемы, особенно помогли в подготовке материала электрогитара, фестка, XXX, SLAVAKE, EW2BW, REDKII и др. Радио любители коллеги.
Металлоискатели используются для обнаружения невидимых предметов, электромагнитные свойства которых отличаются от окружающей среды, в которой они находятся. Металлоискатели используют: археологи-любители, геологи, кладоискатели. Также эти устройства используют саперов для обнаружения снарядов, строителей для поиска металлических частей конструкций (арматура, трубы …).
Большинство металлоискателей очень похожи, но на самом деле они очень сильно различаются по своим свойствам и в зависимости от цели использования. Вот несколько фото часто используемых металлоискателей.А также простая схема металлоискателя.
Как устроены металлоискатели?
Устройство металлоискателя довольно простое. И его можно собрать своими руками в домашних условиях. Для этого не обязательно иметь глубокие познания в области электротехники. Мы подготовили для вас пошаговую инструкцию, которая поможет вам собрать любительский металлоискатель из средств защиты.
Но сначала давайте узнаем, какие типы металлоискателей существуют, какие свойства имеют разные модели и как выбрать модель для вас.Чтобы выбрать подходящий тип металлоискателя, необходимо определиться: какие технические характеристики Вам необходимы.
Вот некоторые характеристики, по которым судят о качестве устройства:
Проникающая способность детектора. На какую глубину проникает электромагнитное поле катушки детектора. Это зависит от того, насколько глубоко устройство «увидит» металл в земле или другой среде.
Купленная зона поиска.Обычно металлоискатели исследуют полосы почвы. Этот параметр определяет ширину таких полос.
Восприимчивость устройства. От этого зависит, обнаруживает ли ваш металлоискатель мелкие металлические предметы (например, монеты).
Фрагмент детектора. Эта функция отвечает за способность детектора реагировать только на желаемые предметы (например, цветные металлы).
Устойчивость искателя к помехам.Помимо собственного электромагнитного поля, устройство может попадать в электромагнитные поля других устройств. (мобильные устройства, линии электропередач, радиостанции …). Лучше всего металлоискатели, не реагирующие на поля других источников.
Энергоемкость. Сколько часов поисков надо иметь на одном заряде аккумулятора или аккумулятора.
Классификация частот
Кроме того, металлоискатели классифицируются по рабочей частоте.Существуют:
Металлоискатели, работающие на более низких частотахoh. Такими устройствами пользуются только профессионалы. Они отличаются хорошими техническими параметрами, но для их функционирования требуются десятки ватт энергии. Обычно устанавливаются на специальные автомобили с емкими аккумуляторами и оборудованием, позволяющим определять размер, форму и структуру обнаруженных предметов.
Металлоискатели, работающие в низкочастотном диапазоне (от 300 Гц до нескольких тысяч Гц).Легко изготавливается. Устойчивы к помехам, но обладают низкой восприимчивостью. Их еще называют глубинными детекторами («видеть» металл на глубине пяти метров).
Металлоискатели с увеличенным диапазоном рабочих частот. (до нескольких десятков кГц). Собрать их сложнее, чем низкочастотные. Их проницательная способность до полутора метров. Мелкие предметы хорошо обнаружены. Применяются редко из-за невысоких технических характеристик.
Как собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях
7 простых шагов:
- Для того, чтобы собрать металлоискатель, нам понадобится китайское радио (должна быть магнитная антенна, диапазон АМ), дешевый калькулятор, коробочка и двусторонняя лента.
- Раскладываем коробку по форме книги (с одной стороны основная часть, с другой обложка)
- На двусторонний скотч приклеиваем радиоустройство и калькулятор. (Магнитола крепится к крышке, а калькулятор к базе).
- Включите приемник и найдите частотный сегмент, который не используется радиостанциями (около 1,5 МГц).
- Начинаем работать с калькулятором. При этом магнитола начинает резко шуметь.
- Начинаем потихоньку доводить крышку ящика до основной части.Нам нужно найти позицию, когда шум исчезнет.
- Зафиксируйте книгу в этом положении. Готовый! Вы сделали простейший любительский металл. детектор.
Металлоискатели с распознаванием металлов
Среди всех металлоискателей особенно эффективны устройства с функцией распознавания. Что это значит?
Металлоискатель не только показывает наличие предмета в грунтовке с характерным полем, но и отображает примерные формы, размеры и материал найденного предмета.
Конечно, с таким устройством работа намного эффективнее (при каждом сигнале детектора не нужно копать почву) и требует меньше времени. Но такие металлоискатели очень быстро расходуют энергию. К тому же они дороже в несколько раз. Для любительского кладоискателя подойдет более дешевый аналог.
Надеемся, что наша статья была для вас полезной, помогла разобраться в основных типах металлоискателей и, может быть, даже подсказала, как сделать свой любительский металлоискатель!
Фото металлоискателей своими руками
Металлоискатели используются для поиска металла в почве на определенной глубине.Данное устройство Вы можете собрать самостоятельно дома, имея хотя бы минимальный опыт в этом деле или следуя четкой инструкции инструкции. Главное — это желание и наличие необходимых инструментов.
Подробная инструкция к металлоискателю Терминатор 3 своими руками
Конструкция данного типа предназначена для поиска монет. Процесс его сборки совершенно прост. Однако опыт сборки такого инструмента все же нужен.Терминатор способен обнаружить предмет даже при минимальной хитрости.
Для принципов необходимо подготовить необходимое оборудование, а именно:
- мультиметр, измеряющий скорость.
- LC метр.
- Осциллограф.
Далее нужно найти схему с поломкой по узлам. Теперь можно сделать печатную плату, в которую следует впаять перемычку, резисторы, панели микросхем и другие детали. Следующим шагом будет стирка спиртовой доской .Обязательно проверьте наличие дефектов. В рабочем состоянии плату можно проверить следующим образом:
- Включите питание.
- Откручиваем регулятор чувствительности до того, как звук в динамике не будет слышен.
- Коснитесь разъема датчика пальцами.
- При включении должен моргнуть, а потом светодиод погаснет.
Если все действия произошли, значит все сделано правильно. Теперь можно делать катушку. Необходимо приготовить обмоточную эмаль 0.4 мм диаметром, который необходимо сложить. На листе фанеры рисуем круг диаметром 200 мм и 100 мм. Теперь по кругу нужно вбить гвозди, расстояние между ними должно быть 1 см.
Далее можно переходить к намотке витков. На 200 мм их следует сделать 30, а на 100 — 48. Затем первый виток нужно пропитать лаком, когда он высохнет, можно обмотать нитью. Нить можно снять, и, переместив середину, получается сплошная намотка из 60 витков. После катушки необходимо достаточно плотно намотать ленту .А сверху накладывается фольга в количестве 1 см, это будет ширма, она будет включать сверху другую ленту. Концы должны погаснуть.
Вторую катушку тоже нужно припаять посередине. Для того, чтобы запустить генератор, нужно первую катушку подключить к плате. Вторую катушку нужно обмотать проводом в 20 витков, затем подключить к плате. Теперь нужно подключить к плате минус на минус осциллографа, а плюс подключить к катушке. Обязательно посмотрите какая будет частота при включении и запомните или зафиксируйте на бумаге.
Теперь катушкам нужно придать особую форму, чтобы заполнить их смолой. Далее осциллограф подключается к плате, минус полюс, амплитуда должна достигнуть нулевого значения. Змеевики в форме залиты смолой примерно на половину глубины. Когда все готово, выполняются шкалы дискриминации металлов.
Перечень запчастей для металлоискателя Терминатор 3
В качестве деталей для металлоискателя понадобится тройка:
При наличии этих деталей вы можете собрать металлоискатель Терминатор примерно самостоятельно.
Схема металлоискателя с распознаванием металла
Металлоискатель с распознаванием металла может быть реализован с использованием случайного импульсного устройства. Процесс изготовления катушки довольно простой.
Саму схему можно найти в интернете. Но все же опыт сборки таких устройств будет лишним. Сборку металлоискателя следует начинать с платы.
После того, как плата будет внесена, микроконтроллер откажется. И по окончании работ подключаем металлоискатель к питанию.
Самодельное оборудование может быть выполнено без сложной микросхемы, а с использованием простого транзисторного генератора. Металлоискатель будет без дискриминации. В земле он будет находиться на глубине 20 сантиметров, а в сухом песке — на 30 сантиметров. В этом устройстве передающая и приемная катушки работают одновременно.
Катушка для металлоискателя Terminator 3
Сначала возьмем эмалированную обмотку диаметром 0,4 мм. Сложите его так, чтобы было два конца и два начала.Далее необходимо наматывать порой с двух катушек.
Теперь необходимо изготовить передающую и приемную катушки, для этого на листе фанеры нарисованы две окружности 200 мм и 100 мм. По этим кружкам вбивают гвоздики, расстояния между ними должны быть 1 см. На эмаль намотано 30 витков. Затем нанести его на катушку лака и нарезать нитью, затем снять с обмотки, припаять середину. Так провода получаются один средний и два крайних.
Получившуюся катушку обмотать изолентой и сверху наложить кусок фольги, а сверху снова фольгу. Концы обмоток должны погаснуть.
Теперь стоит перейти к приемной катушке. Здесь уже намотано 48 витков. Для запуска генератора нужно подключить передающую катушку к плате. Средний провод подключен к минусу. А приемная катушка имеет средний выход не используется. Для передающей катушки нужна компенсация, на которой болтается 20 витков.
Осциллограф подключается к плате следующим образом: щуп с минусом на плате минус, а щуп с плюсом к катушке. Обязательно измерьте частоту катушек и запишите.
После подключения катушек по схеме их необходимо поместить в специальную емкость и залить смолой. Теперь осциллограф устанавливает время деления (10 мс и 1 вольт на ячейку). Теперь необходимо уменьшить амплитуду до нулевого значения. Закручиваем витки до тех пор, пока значение вольта не достигнет нуля.Делаем компенсационную петлю на катушке, которая будет снаружи.
Половина формы должна пролить смолу. Когда все зависнет, нужно подключить осциллограф и загнуть петлю внутрь. Затем крутите его до тех пор, пока значение амплитуды не станет минимальным. После петли нужно наклеить, проверить баланс, и теперь можно залить смолой вторую половину емкости. Катушка готова к работе.
Перед погашением необходимо подготовить следующие инструменты:
- Канцелярский нож;
- Лампа накаливания;
- Емкость для клея, желательно плоская;
- Смола специальная или эпоксидная;
- Наждак средний и мелкий;
- Маленький шпатель.
В первую очередь необходимо просушить катушку при помощи лампы накаливания. И с помощью канцелярского ножа расширить на нем трещинки. Клей выдавить на ровную поверхность и перемешать шпателем. Нанесите это вещество на катушку. В местах трещин можно нанести больше смолы. Теперь стоит подождать, пока все это основательно застынет. А затем обработайте наждак, используя сначала средний, а затем мелкий. Такая процедура поможет сгладить все неровности. Таким довольно простым способом можно реанимировать самую старую катушку от прибора для поиска металла.
Печатная плата для устройства Терминатор 3
Печатная плата для данного типа оборудования может быть изготовлена и настроена самостоятельно. Печатная плата терминатора 3 есть в Интернете. После того, как он будет найден, можно переходить к изготовлению печатной платы. После этого в него впаиваются перемычки, SMD резисторы и чип-панели. Конденсаторы в плате обязательно должны иметь высокую термостойкость.
Датчик для металлоискателя своими руками
Перед началом работы необходимо подготовить прибор, который будет точно измерять емкость и индукцию.Теперь следует взять корпус для катушки и сделать в ушках вставки из текстолита. Для пломбирования используются кусочки ткани. Следует засеять верхнюю поверхность ушей. Ткань необходимо пропитать эпоксидной смолой. Когда все высохнет, следует все отполировать и вставить проросток, сделав заземление. Далее нужно нанести специальный драконий лак.
Сейчас изготавливаются обмотки, которые связаны резьбой. Все обмотки вставляем в катушку и приклеиваем конденсаторы.Можно все подключить и настроить. Для заливки понадобится корпус. Обязательно: Металла не должно быть рядом. После заливки эпоксидную смолу следует схватить и осторожно высохнуть. Датчик подходит для металлоискателей Терминатор 3 и Терминатор 4, которые являются наиболее популярными моделями приборов.
Металлоискатель Терминатор 3: Отзывы
Многие считают эту модель аппарата популярной. В качестве положительных качеств выделяем:
- Поиск предметов из цветных металлов.
- Исчезновение ложных срабатываний.
А в качестве отрицательных черт выделяю:
- Ржавое железо определяет довольно плохо.
- Можно потерять часть находок.
Глубина поиска у устройства выше, чем у других аналогичных моделей. В основном это 30 сантиметров на примере монеты.
Металлоискатель Soca 3: Схема и описание
Металлоискатель имеет рабочую частоту от 5 до 17 кГц.Его мощность 12 вольт. Баланс почвы ручной.
Схема этого устройства не совсем простая, так как оно содержит два микроконтроллера. Схему можно найти в Интернете. Само устройство имеет хорошие характеристики. Однако из-за отсутствия подробной информации Сборка может происходить при изготовлении устройства.
.