Металлоискатель-приставка
Я хочу предоставить простую схему металлоискателя-приставки на одном транзисторе. Схема полностью рабочая и собрать ее особого труда не составит,а представляет она собой обычный генератор колебательного контура,на частоту около 140 КГц. Сложных компонентов в этом металлоискателе не присутствует,поэтому сборка не займет много времени,в принципе как и настройка данного металлоискателя.
И так, что нам понадобится:
— резистор R1 номиналом на 47 кОм
— резистор R2 номиналом на 220 Ом
— конденсатор С1 0,01 мкф
— конденсаторы С2 и С3 1000 пф
— конденсатор С4 4700 пф
— конденсатор С5 47 мкф на 12 в
— транзистор VT1 любой маломощный высокочастотный,обратной проводимости…такие как КТ315 или КТ3102 с любым буквенным обозначением.
— провод любой изолированный монтажный или лакированный диметром 0,25-0,5 мм
— радиоприемник с ам диапазоном частот
Теперь перейдем к самому изготовлению:
Шаг 1: катушка. Для катушки можно использовать любой изолированный или лакированный провод диаметр которого должен быть в пределах 0,25-0,5 мм. Сама катушка в диаметре должна быть 12 см, шаблон для ее намотки можно изготовить самому,или подобрать подходящего диаметра предмет и намотать. Количество витков должно быть 16. Катушка удобна в изготовлении,никаких отводов от середины тем более нет,да и количество витков не большое.
Шаг 2: сборка схемы. вот сама схема:
Резисторы и конденсаторы могут быть любого типа,на работе схемы особо это не отразится и работать будет она в нормальном режиме. Транзистор, как и говорилось подойдет любой маломощный высокочастотный,обратной проводимости. Для примера, КТ315 или КТ3102 с любым буквенным обозначением,а так же их аналоги. В качестве аналогов можно использовать,биполярный транзистор BC847B — этот транзистор имеет то преимущество, что при пайке и перепайке не так быстро выходит из строя; еще один это 2SC634; и еще один 2SC641,более подробно о них если кому интересно опишу ниже. Саму схему собирать можно на плате из гетинакса или текстолита,не имеет значения,да и печатный монтаж не обязателен. Я например делал навесным монтажом,соединения не аккуратны конечно,да и это временно я сделаю более аккуратно,нужно мне будет конденсаторы заменить,те которые на 1000 пф но они на 630 в,но все же схема хорошо работает. не повторяйте такие соединения как я
Шаг 3: сборка и настройка металлоискателя. На ровной поверхности,например фанере,располагаем катушку со схемой и питанием. На рукоятке в непосредственной близости к схеме крепим радиоприемник,это необходимо для хорошей связи с генератором колебательного контура. вот примерная схема:
настройка происходит следующим образом: включаем питание схемы,теперь включаем радиоприемник и переводим его в диапазон ам частот,подстраиваем на частоту близкую к 140 КГц,поскольку именно на этой частоте работает наш генератор колебательного контура,в итоге должен быть слышан звук напоминающий скрип. При прохождении катушки вблизи металлических обьектов тональность будет меняться и это будет отчетливо слышно. Помимо черного металла этот металлоискатель обнаруживает и цветной металл в частности. Такие предметы, как кольца и монеты он может обнаружить на глубине до 20 см. Ну конечно в зависимости от размера монет.
P.S. аналоги КТ315
Как и обещал в конце несколько слов об аналогах транзистора КТ315.
Биполярный транзистор BC847B
Маломощный транзистор, имеющий значительный коэффициент усиления. Максимальная рассеиваемая мощность — 0,25. На направление «коллектор-база» может подаваться до 50 Вольт. На коллектор-эмиттер — до 45 Вольт. Максимальное напряжение для направления эмиттер-база составляет 6 Вольт. Коллекторный переход имеет ёмкость 8. Предельная температура перехода составляет 150 градусов. Статистический коэффициент передачи тока — 200.
Биполярный транзистор 2SC634
Значение максимальной рассеиваемой мощности составляет 0,18. Максимально допустимое напряжение на коллектор-базу и коллектор-эмиттер — 40 Вольт. Эмиттер-база — всего 6 Вольт. Ёмкость коллекторного перехода составляет 8. Предельная температура перехода — 125 градусов. Статический коэффициент передачи тока — 90.
Биполярный транзистор 2SC641
Максимальная рассеиваемая мощность — 0,1. Напряжение на направлении коллектор — база не должно превышать 40 Вольт. Максимальное напряжение на направлении коллектор — эмиттер не должно быть больше 15 Вольт. Для направления эмиттер — база это значение не должно превышать 5 Вольт. Ёмкость коллекторного перехода составляет 6 единиц. Предельная температура перехода — 125 градусов. Статический коэффициент передачи тока равен 35.
Более подробно про аналоги можете почитать здесь аналоги КТ315 в мире
Всем удачи в сборке и в поисках! 
Доставка новых самоделок на почту*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Простой транзисторный металлоискатель. Простые схемы начинающему радиолюбителю
Простой транзисторный металлоискатель
Назначение: Обнаружение предметов из стали и железа.
Принципиальная схема.
Схема простого транзисторного металлоискателя приведенна на Рис.1. Он состоит из генератора высокой частоты и приёмника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов.
Принципиальная схема металлоискателя. Рис.1
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—С6. Частоту гетеродина можно изменить подстроечным сердеч ником катушки L2.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе VI 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 частоты 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.
Элементная база
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.
Катушки
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. 2. В двух цилиндрических каркасах размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН:
*первый каркас длиной 20—22 мм
Печатная плата
Рисунок печатной платы приводится на Рис. 3. Плату нужно соединить с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом XI гибким многожильным проводом в изоляции.
Печатная плата транзисторного металлоискателя. Рис.3
Расположение катушек.
Конструктивно катушку L2 необходимо установить на расстоянии 5—7 мм от витков катушки L1.
Налаживание металлоискателя.
После подачи питающего напряжения проверяем режимы указанные на схеме, а за тем медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваемся в телефонах громкого чистого тона низкой частоты. Затем приближая к рамке металлический предмет фиксируем начало изменения тона звучания. Как правило , это происходит на расстоянии 30-40 см от предмета. Далее более точной подстройкой частоты гетеродина добиться наибольшей чувствительности металлоискателя.
Скачать с сервера печатную плату металлоискателя в формате lay6 У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера
начинающему радиолюбителю схемы Простые схемы металлоискатель
Простой транзисторный металлоискатель на биениях
Простой транзисторный металлоискатель на биениях
Принципиальная схема
Предлагаемая конструкция (рис. 2.1) представляет собой один из многочисленных вариантов металлодетекторов типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа биений, возникающих при смешивании двух сигналов близких частот.
Рис. 2.1. Принципиальная схема простого транзисторного металлоискателя
В конструкции прибора использованы два простых LC-генератора, выполненные на транзисторах Т1 и Т3. Рабочая частота этих генераторов определяется параметрами контуров, включенных в коллекторные цепи соответствующих транзисторов. Контур первого генератора, который является опорным, образован конденсатором С1 емкостью 330 пФ и катушкой L1. В контуре второго, измерительного, генератора используются конденсатор переменной емкости С7 с максимальной емкостью — 300 пФ и поисковая катушка L2.
Выходы генераторов через резисторы R1, R5 и конденсатор С4 подключены к базе транзистора Т2, который усиливает сигнал частоты биений. С коллектора транзистора Т2 усиленный сигнал подается на головные телефоны BF1. Уровень громкости этого сигнала регулируется с помощью переменного резистора R6.
Поскольку рабочие частоты генераторов находятся в диапазоне средних волн, их сигналы в телефонах не слышны. Когда удается добиться точной настройки каждого генератора на одну и ту же частоту, звуковой сигнал в телефонах также будет отсутствовать. Если же с помощью конденсатора С7 настроить измерительный генератор на почти ту же частоту, что и опорный генератор, то в телефонах будет слышен сигнал частоты биений. При отсутствии в зоне действия поисковой катушки L2 металлических предметов рабочая частота измерительного генератора остается неизменной, поэтому неизменной будет и частота биений. В этом режиме возможные девиации частот могут быть обусловлены лишь нестабильной работой обоих генераторов.
При появлении в зоне действия поисковой катушки L2 металлического предмета резонансная частота контура L2C7 изменится. В результате изменятся рабочая частота измерительного генератора и, как следствие, частота сигнала биений. Именно эти изменения служат источником информации об обнаружении металлического предмета.
Питание простого транзисторного металлоискателя осуществляется от источника В1 напряжением 9 В.
Детали и конструкция
Все детали простого транзисторного металлоискателя, за исключением поисковой катушки L2, конденсатора C7, резистора R6, разъемов Х1 и Х2 и выключателя S1, расположены на печатной плате размерами 100×50 мм (рис. 2.2), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.
К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Естественно, рекомендуется использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате.
Катушка L1 опорного генератора намотана проводом ПЭЛ диаметром 0,1-0,2 мм на сердечнике диаметром 8 мм и содержит 100 витков. Катушку L1 можно намотать на ферритовом сердечнике или на бумажной трубке без сердечника. В качестве конденсатора С7 можно использовать любой конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком с максимальной емкостью примерно 300 пФ, например конденсатор настройки от любого старого радиоприемника.
Рис. 2.2. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) простого транзисторного металлоискателя
Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются конденсатор настройки C7, регулятор громкости R6, выключатель S1, а также разъемы Х1 и Х2 для подключения соответственно поисковой катушки L2 и головных телефонов BF1.
Для изготовления поисковой катушки L2 (рис. 2.3) потребуется вырезать круг диаметром 100 мм из фанеры или другого материала (гетинакса, текстолита) толщиной 1,5-2,5 мм. Круг следует разбить на секторы с углом 40° и в этих местах сделать прорези к центру на расстояние 20 мм от края. В прорези надо продеть провод диаметром 0,2-0,3 мм (например марки ПЭЛ) и виток к витку намотать 30 витков. К изготовленной таким образом поисковой катушке можно приделать удобную ручку. Подключение катушки L2 к печатной плате осуществляется через малогабаритный разъем.
Рис. 2.3.Конструкция поисковой катушки L2
В качестве источника питания В1 можно использовать, например, батарейку «Крона» или две батарейки 3336Л, соединенные последовательно.
Налаживание
При использовании исправных деталей правильно собранный металлоискатель начинает работать практически сразу. Настройку прибора следует проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L2 на расстояние не менее 1,5 м.
Поскольку в данном разделе речь идет о простой конструкции, то в телефонах при первом включении будут слышны сигналы разных гармоник. Поэтому, настраивая прибор, следует выбрать наиболее сильный сигнал с помощью конденсатора С7 и отрегулировать его громкость регулятором R6. Выбор наиболее сильной гармоники можно осуществить на слух или с использованием осциллографа или частотомера.
На этом процесс настройки простого транзисторного металлоискателя заканчивается.
Порядок работы
При практическом использовании рассматриваемого металлоискателя следует конденсатором С7 провести дополнительную подстройку на сигнал наиболее сильной гармоники и отрегулировать его громкость с помощью регулятора R6.
Если теперь в зоне действия поисковой катушки L2 окажется какой-либо металлический предмет, то высота тона в телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала биений будет увеличиваться, а при приближении к другим — уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, магнитного или немагнитного, изготовлен обнаруженный предмет.
Автор: Адаменко М.В.
Простой и чувствительный металлоискатель на двух осцилляторах
Рассмотрим, как можно сделать простой и довольно мощный металлоискатель на основе двух взаимосвязанных осцилляторов. Один осциллятор в такой схеме будет являться фиксированным, а другой будет от него зависим и его частота будет меняться в зависимости от того, есть поблизости металлические предметы или нет. В связи с тем, что частота биений осцилляторов составляет менее 100 кГц, эти биения можно услышать в наушниках или динамике. Соответственно если под катушкой будет металлический предмет, звук будет меняться.
Все типы металлов по разному меняют частоту, они могут ее поднимать или опускать.
Материалы и инструменты для самоделки:
— односторонняя медная многослойная печатная плата размерами 114,3 мм х 155,6 мм;
— пять конденсаторов 0.1μF;
— пять конденсаторов 0.01μF;
— два электролитических конденсатора 220μF;
— провод типа ПЭЛ диаметром 0.4 мм;
— разъем под наушники и наушники;
— батарея на 9В;
— разъем для установки батареи;
— переключатель;
— шесть транзисторов типа NPN, 2N3904;
— провод типа 22 AWG или сечением — 0,3250 мм2 для подключения датчика;
— проводной динамик;
— небольшой динамик 8 Ом;
— резьбовая ПВХ труба диаметром 1/2;
— деревянный дюбель размером 1/4;
— деревянный дюбель 3/4′;
— деревянный дюбель 1/2′;
— эпоксидка;
— фанера 1/4′;
— столярный клей.
Из инструментов:
— сверло размера 3/4″ для резки отверстий;
— дрель со сверлами;
— электрический утюг;
— ножовка;
— лазерный принтер;
— осциллограф или мультиметер с частотомером;
— наждачка и другое.
Процесс изготовления металлоискателя:
Шаг первый. Изготавливаем печатную плату
Первым делом нужно будет скачать дизайн платы:
dizajn-platy-metalloiskatelya.pdf
[31.35 Kb] (скачиваний: 519)
Посмотреть онлайн файл: dizajn-platy-metalloiskatelya.pdf
Далее плату нужно распечатать и протравить на медной плате. Автор для таких целей использовал лазерный принтер, где затем тонер переводится на плату с помощью утюга. В итоге тонер при травлении работает как маска, защищая дорожки металла.
Шаг второй. Сборка. Установка транзисторов и электролитических конденсаторов
Автор начал сборку схемы с установки транзисторов и электролитических конденсаторов. Сперва нужно припаять шесть NPN транзисторов. Тут важно не перепутать и проследить, чтобы ножки транзистора были на своих местах. Базовая ножка находится почти всегда посередине. Впоследствии нужно припаять два конденсатора электролитического типа емкостью в 220μF.
Шаг третий. Полиэфирные конденсаторы и резисторы
На следующем шаге идет установка резисторов и полиэфирных конденсаторов. Всего нужно впаять пять полиэфирных конденсаторов емкостью 0.1μF в местах, указанных на картинке. Потом можно впаять еще 5 конденсаторов емкостью 0.01μF. В связи с тем, что полиэфирные конденсаторы не имеют полярности, их можно впаивать как угодно.
Ну и в заключении этого шага нужно впаять шесть резисторов по 10 кОм. Такой резистор имеет цветовую маркировку — коричневый, черный, оранжевый, золотой.
Шаг четвертый. Завершающий этап сборки схемы
Наполнение схемы электронными элементами подходит к завершению. На этом этапе нужно установить один резистор на 2.2 мОм (маркировка — красный, красный, зеленый, золотой) и два на 39 кОм (маркировка — оранжевый, белый, оранжевый, золотой). Ну а теперь осталось впаять последний резистор на 1 кОм, он имеет маркировку — коричневый, черный, красный, золото.
В заключении сборки платы к ней припаиваются все необходимые провода. Для простоты лучше всего использовать провода разного цвета. Для питания использовалась пара красный/черный, для аудио-выхода пара зеленого цвета, для эталонной катушки черные, а для катушки-детектора желтые.
Шаг пятый. Собираем катушки
Передающая
Всего катушки в металлоискателе две, начать сборку нужно с эталонной катушки. Для этих целей понадобится провод толщиной 0.4 мм. Для основы понадобится кусок дюбеля около 13 мм в диаметре и 50 мм в длину. В дюбеле нужно будет проделать три отверстия, одно во всю длину, а два другие по краям поперек. Через эти отверстия будет проходить провод.
Теперь можно наматывать провод. Его нужно намотать столько, сколько влезет на дюбель в один слой. На каждом конце нужно оставить запас древесины по 3-4 мм. По мнению автора, правильно намотать провод, оборачивая его вокруг дюбеля, не выйдет. Нужно держать провод в руке, а дюбель вращать, так провод максимально ровно ляжет на дюбель.
Каждый провод нужно будет протянуть через перпендикулярное отверстие, а затем один из концов через внутреннее продольное. Когда катушка будет полностью намотана, обмотку нужно зафиксировать изолентой.
Также важно не забыть, что провод покрыт лаком и это покрытие нужно снять перед дальнейшей сборкой. Его можно обжечь или счистить наждачкой.
Приемная
Для поисковой катушки будет нужна фанера толщиной 6-7 мм, из такой фанеры делается основа, корпус для будущей катушки. Изготовив основу, нужно намотать в паз 10 витков провода сечением 0.4 мм. У автора диаметр катушки составляет 152 мм.
Рукоятку к держателю нужно крепить деревом или другими материалами не из металла, иначе металодетектор будет все время показывать наличие металла.
Завершающий этап. Настройка
В завершении металлоискатель нужно настроить. Суть настройки заключается в том, чтобы достичь на эталонной катушке частоты не более 100 кГц. Автор для таких целей использовал осциллограф. Но если такового нет, то подойдет мультиметр с функцией определения частоты.
Чтобы повысить частоту катушки и уменьшить индуктивность, катушка укорачивается. У автора частоты 100 кГц удалось достичь при длине катушку 31 мм.
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Простой металлоискатель – FROLOV TECHNOLOGY
Простой металлоискатель на трёх транзисторах не заменит Вам мощный аппарат по поиску металла на большой глубине, но может очень пригодится в повседневной жизни, при поиске места прохождения скрытой проводки, труб отопления, и даже поможет найти гвоздь под обоями. Схема этого металлоискателя очень проста, с его изготовлением легко справится любой начинающий радиолюбитель.
Принципиальная схема :
Главным узлом простого металлоискателя является генератор на транзисторе VT1, величина обратной связи которого настраивается переменным резистором R2 на самую границу, при которой ещё не происходит срыва генерации, при приближении металла к катушке L1 происходит сбой в работе генератора. Переменное напряжение с коллектора VT1 через разделительный конденсатор C4 детектируется диодом VD1, когда генератор работает, на базе транзистора VT2 присутствует положительное напряжение которое открывает его, следовательно VT3 полностью закрыт и индикаторный светодиод не светится. В присутствии металла рядом с поисковой катушкой L1, напряжение на базе VT2 пропадает и он закрывается, тем самым открывая транзистор VT3, светодиод начинает светится.
Все транзисторы в этой схеме простого металлоискателя применены однотипные, заменить их можно практически любыми маломощными, например КТ315, BC547 или 2SC828A. Резисторы мощностью 0,125-0,25 ватт, конденсаторы так же подойдут любые малогабаритные, особых требований к конденсаторам и резисторам нет, светодиод HL1 тоже любой марки и цвета. Катушка L1 наматывается одножильным, эмалированным проводом 0,15 мм на каркас из картона или пластика диаметром 8-10 мм и шириной 10 мм, 100 витков провода равномерно укладываем по всей ширине каркаса. Выводы катушки нужно делать минимальной длины, не скручивая вместе впаивать в схему. Батарея питания — обычная «Крона» или 6F22.
Наладки такой простой металлоискатель не требует, после включения, поворачиваем ручку переменного резистора R2 до тех пор, пока не потухнет светодиод HL1, это будет максимальная чувствительность устройства, после того как Вы поднесёте прибор к металлическому предмету светодиод снова загорится, сигнализируя о металле. Удачи Вам в поисках !
Металлоискатель с низкой рабочей частотой
Мы уже знакомили нашего читателя с простой схемой металлоискателя, которая легко собирается за один день. Она обладала довольно высокой чувствительностью, однако не лишена недостатков.
Одним из недостатков являются ложные срабатывания при поиске металлов в неблагоприятных условиях.
Поэтому сегодня мы предлагаем вам схему металлоискателя с пониженной рабочей частотой. Она несколько сложнее, но все еще довольно проста.
Металлоискатель представляет собой надежное устройство, электронная схема которого обеспечивает хорошую чувствительность и стабильность работы.
Отличительной особенностью такого устройства является его низкая рабочая частота. Катушки индуктивности металлоискателя работают на частоте 3 кГц. Это обеспечивает, с одной стороны, слабую реакцию на нежелательные сигналы (например, сигналы, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т.д.), а с другой стороны, хорошую чувствительность при поиске скрытых водопроводных труб и трасс центрального отопления, монет и других металлических предметов.
Для реализации и настройки схемы требуется соответствующий навык и опыт, поэтому начинающему любителю-конструктору следует обратиться сначала к более простым схемам и устройствам.
Блок-схема металлоискателя приводится на рис. Генератор металлоискателя возбуждает колебания в передающей катушке на частоте около 3 кГц, создавая в ней переменное магнитное поле.
Приемная катушка расположена перпендикулярно передающей катушке таким образом, что проходящие через нее магнитные силовые линии создадут малую ЭДС. На выходе приемной катушки сигнал либо отсутствует, либо очень мал.
Металлический предмет, попадая в поле катушки, изменяет значение индуктивности, и на выходе появляется электрический сигнал, который затем усиливается, выпрямляется и фильтруется.
Таким образом, на выходе системы имеем сигнал постоянного напряжения, значение которого слегка возрастает при приближении катушки к металлическому предмету. Этот сигнал поступает на один из входов схемы сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу.
Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение напряжения сигнала приводит к изменению состояния на выходе схемы сравнения. Это в свою очередь приводит в действие электронный переключатель, в результате чего на выходные усилительные каскады поступает звуковой сигнал, оповещающий оператора о присутствии металлического предмета.
Принципиальная электрическая схема металлоискателя представлена на рис. 2.
Передатчик, состоящий из транзистора VT1 и связанных с ним элементов, возбуждает колебания в катушке L1. Сигналы, поступающие на катушку L2, затем усиливаются микросхемой D1 и выпрямляются микросхемой D2, включенной по схеме амплитудного детектора.
Сигнал с детектора поступает на конденсатор C9 и сглаживается фильтром низких частот, который состоит из резисторов R14, R15 и конденсаторов C10 и C11. Затем сигнал поступает на вход схемы сравнения D3, где сравнивается с опорным напряжением, устанавливаемым переменными резисторами RP3 и RP4.
Переменный резистор RP4 служит для быстрой и грубой настройки, а RP3 обеспечивает точную регулировку опорного напряжения.
Генератор, собранный на транзисторе с одним переходом VT2, работает в непрерывном режиме, однако сигнал, вырабатываемый им, поступает на базу транзистора VT4 только тогда, когда закроется транзистор VT3, так как, находясь в открытом состоянии, этот транзистор шунтирует выход генератора.
При поступлении сигнала на вход микросхемы D3 напряжение на ее выходе уменьшается, закрывается транзистор VT3 и сигнал от транзистора VT2 через транзистор VT4 и регулятор громкости RP5 поступает на выходной каскад и громкоговоритель.
В схеме используется два источника питания, что устраняет возможность возникновения любой обратной связи выхода схемы к ее чувствительному входу. Основная схема питается от батареи напряжением 18 В, которое с помощью микросхемы D4 понижается до стабильного напряжения 12 В. При этом снижение напряжения батареи во время работы схемы не вызывает изменения настройки.
Выходные каскады питаются от отдельного источника питания напряжением 9 В.
Требования по потреблению мощности довольно низкие, поэтому для питания устройства можно использовать три аккумуляторные батареи. Батарея питания выходного каскада не требует специального выключателя, так как в отсутствие сигнала выходной каскад не потребляет тока.
Металлоискатель — все-таки довольно сложное устройство (несмотря на то, что мы говорили в самом начале), поэтому сборку схемы следует проводить покаскадно с тщательной проверкой каждого каскада.
Схему монтируют на плате, на которой имеются 24 медные полоски по 50 отверстий в каждой с шагом 2,5 мм. Прежде всего в полосках делают 64 разреза и высверливают три установочных отверстия. Затем на обратной стороне платы устанавливают 20 перемычек, штыри для внешних соединений, а также два штыря для конденсатора C5.
Затем устанавливают конденсаторы C16, C17 и микросхему D4. Эти элементы образуют источник питания с напряжением 12 В.
Проверка этого каскада осуществляется путем временного подключения батареи напряжением 18 В. При этом напряжение на конденсаторе C16 должно составлять 12 ±0,5 В. После этого проводится монтаж элементов выходного каскада: резисторов R23-R26, конденсаторов C14 и C15 и транзисторов VT4-VT6.
Внимание: корпус транзистора VT6 соединен с его коллектором, поэтому контакт корпуса с соседними элементами и перемычками недопустим.
Так как выходной каскад при отсутствии сигнала не потребляет тока, его проверяют временным подсоединением громкоговорителя, переменного резистора RP5 и батареи напряжением 9 В. Затем устанавливают резисторы R20-R22 и транзистор VT2, образующие генератор звуковых сигналов.
При подключении двух источников питания в динамике прослушивается звуковой фон, меняющийся с изменением положения ручки регулятора громкости.
После этого на плате монтируют резисторы R16-R19, конденсатор C12, транзистор VT3 и микросхему D3.
Работа схемы сравнения проверяется следующим образом.
К измерительному входу D3 подключают переменные резисторы RP3 и RP4. Этот вход образуется с помощью двух резисторов сопротивлением 10 кОм, один из которых подключается к положительной шине питания +12 В, а другой — к нулевой шине. Вторые выводы резисторов подсоединяют к выводу 2 микросхемы D3. Перемычка от этого вывода служит временной точкой соединения.
При грубой настройке (включены обе батареи), которая осуществляется переменным резистором RP4, в определенном его положении происходит срыв звукового сигнала, в то время как при точной настройке переменным резистором RP3 должно осуществляться плавное изменение сигнала вблизи этого положения.
Низкая рабочая частота металлоискателя снижает чувствительность по мелким целям, но зато позволяет осуществлять поиск на большей глубине.При выполнении этих условий приступают к установке резисторов R6-R15, конденсаторов C6-C11, диода VD3 и микросхем D1 и D2. Включив источник питания, сначала проверяют наличие сигнала на выходе микросхемы D1 (вывод 6). Он не должен превышать половины значения источника питания (приблизительно 6 В).
Напряжение на конденсаторе C9 не должно отличаться от напряжения выходного сигнала этой микросхемы, хотя наводки от сети переменного тока могут вызвать небольшое увеличение этого напряжения. Касание пальцем входа микросхемы (основания конденсатора C6) вызывает увеличение напряжения из-за повышения уровня шумов.
Если регуляторы настройки находятся в положении, при котором звуковой сигнал отсутствует, касание пальцем конденсатора C6 приводит к появлению и исчезновению этого сигнала.
На этом предварительная проверка работоспособности каскадов заканчивается. Окончательная проверка и настройка металлоискателя проводятся после изготовления катушек индуктивности.
После предварительной проверки каскадов схемы на плате устанавливаются остальные элементы за исключением конденсатора C5. Переменный резистор RP2 временно устанавливается в среднее положение.
Плата крепится к L-образному алюминиевому шасси через пластмассовые шайбы (для устранения возможности короткого замыкания) с помощью трех винтов. Шасси закрепляется в корпусе пульта управления двумя болтами, удерживающими два зажима, предназначенные для крепления корпуса пульта к штанге искателя. Боковая сторона шасси обеспечивает фиксацию источников питания в корпусе.
При сборке пульта следует убедиться, что выводы переключателя на обратной стороне переменного резистора RP5 не касаются элементов платы. После высверливания прямоугольного отверстия приклеивается динамик.
Штанга и соединительные части, образующие держатель головки искателя изготавливаются из пластмассовых трубок диаметром 19 мм. Сама головка искателя представляет собой тарелку диаметром 25 см, изготовленную из прочной пластмассы, например, оргстекла. Внутренняя ее часть тщательно зачищается наждачной бумагой, что обеспечивает хорошее склеивание с эпоксидной смолой. Основные характеристики металлоискателя во многом зависят от применяемых катушек, поэтому их изготовление требует особого внимания.
Катушки, имеющие одинаковую форму и размеры, наматывают на D-образный контур, который образован из штырей, закрепленных на подходящем куске платы. Каждая катушка состоит из 180 витков эмалированного медного провода 0,27 мм с отводом от 90-го витка.
Прежде чем снять катушки со штырей, их в нескольких местах перевязывают. Затем каждая катушка обматывается прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. На этом изготовление передающей катушки заканчивается.
Приемная же катушка должна быть снабжена экраном. Экранирование катушки обеспечивается следующим образом. Сначала она обматывается проволокой, а затем обертывается слоем алюминиевой фольги, которая снова обматывается проволокой. Такая двойная обмотка гарантирует хороший контакт с алюминиевой фольгой.
В обмотках проволоки и в фольге должен быть предусмотрен небольшой разрыв или зазор, как показано на рисунке, препятствующий образованию замкнутого витка по окружности катушки.
Изготовленные таким образом катушки закрепляются с помощью зажимов по краям пластмассовой тарелки и подсоединяются к блоку управления при помощи четырехжильного экранированного кабеля. Два центральных отвода и экран приемной катушки подсоединяются к нулевой шине через экранирующие провода.
Если включить устройство и радиоприемник, расположенный недалеко от катушки, можно услышать высокотональный свист (на частоте металлоискателя), обусловленный наводкой звукового сигнала в радиоприемнике. Это указывает на исправность генератора металлоискателя.
В данном случае неважно, на какой диапазон настроен радиоприемник, поэтому для проверки вместо него можно использовать любой кассетный магнитофон.
Место рабочего положения катушек определяется либо по выходному сигналу металлоискателя, который должен быть минимальным, либо по показаниям измерительного прибора (вольтметра), подключенного непосредственно к конденсатору C9.
Второй вариант подгонки катушек значительно проще.
Напряжение на конденсаторе должно составлять приблизительно 6 В. После этого внешние части катушек приклеиваются эпоксидной смолой, а внутренние, проходящие через центр, остаются незакрепленными, что позволяет провести окончательную настройку.
Окончательная настройка состоит в установке незакрепленных частей катушек в такое положение, при котором предметы из цветного металла, например монеты, вызывают быстрое увеличение выходного сигнала, а остальные предметы — его незначительное уменьшение.
Если требуемый результат не достигается, необходимо поменять местами концы одной из катушек.
Следует помнить, что окончательная настройка или подгонка катушек должна проводиться при отсутствии металлических предметов.
После установки и прочного закрепления катушки покрывают слоем эпоксидной смолы, затем на них накладывается стеклоткань и все это герметизируется эпоксидной смолой.
После изготовления головки искателя в схему встраивается конденсатор C5, переменный резистор RP1 устанавливается в среднее положение, а переменный резистор RP2 настраивается на минимум выходного сигнала. При этом по одну сторону среднего положения переменный резистор RP1 обеспечивает распознавание стальных предметов, а по другую сторону — предметов из цветного металла.
Следует иметь в виду, что при каждом изменении номинального значения сопротивления переменного резистора RP1 необходимо проводить повторную настройку устройства.
На практике металлоискатель представляет собой легкое, хорошо сбалансированное, чувствительное устройство. В течении первых нескольких минут после включения устройства может быть разбаланс нулевого уровня, однако через некоторое время он исчезает или становится незначительным.
Элементы металлоискателя
Резисторы:
R1, R6, R7, R8: 100 кОм
R2, R3, R22, R23: 100 Ом
R4, R5: 6,8 кОм
R9, R11, R21, R25: 10 кОм
R10: 220 кОм
R14: 15 кОм
R15, R19: 68 кОм
R16: 8,2 кОм
R17: 18 кОм
R18: 3,9 МОм
R12, R13: 47 кОм
R24: 4,7 кОм
R20: 33 кОм
R26: 1,8 кОм
Переменные резисторы:
RP1, RP4: 10 кОм (линейные)
RP2: 10 кОм (микроминиатюрный, с горизонтальной установкой)
RP3: 100 кОм (линейный)
RP5: 10 кОм (совмещенный с переключателем)
Конденсаторы:
C1: 100 мкФ, 16 В (электролитический)
C2, C5, C14: 0,01 мкФ
C3, C4: 0,22 мкФ
C6, C13: 0,1 мкФ
C7, C8, C12: 1 мкФ
C9: 47 мкФ, 16 В
C10: 2,2 мкФ, 35 В
C11: 0,47 мкФ, 35 В
C15, C16: 220 мкФ, 16 В (электролитический)
C17: 470 мкФ, 25 В (электролитический)
Транзисторы:
VT1, VT5: BC214L (КТ3107Б, КТ3107И)
VT2: TIS43 однопереходный (КТ117)
VT3, VT4: BC184L (КТ3102Д)
VT6: BFY51 (КТ630Д)
Диоды:
VD1, VD2, VD3: 1N914 (КД521А)
Микросхемы:
D1, D2, D3: CA3140 (К1109УД1)
F4: mA78L12AWC стабилизатор напряжения +12 В, 100 мА (К142ЕН1, К142ЕН2)
Схема простого металлоискателя, принцип работы, настройка схемы и конструкция
Совсем не просто обнаружить под слоем земли или снега металлическую крышку колодца или отыскать, например, водопроводную трубу не говоря уже о сундуке набитого древними золотыми монетами. Помогают в таких случаях специальные приборы — металлоискатели.
В статье простой металлоискатель мы рассматривали схему 60 годов, которую легко можно собрать, обладая минимальными знаниями радиотехники. Несмотря на простоту, схема устройства работает безупречно. В материале данной статьи рассмотрим схему более совершенного и в тоже время несложного устройства.
Предлагаемый металлоискатель обладает сравнительно высокой чувствительностью, стабилен в работе и позволяет различать цветные и черные металлы. Металлоискатель собран на одной микросхеме (транзисторной сборке) и нескольких транзисторах. По характеристикам прибор не только не уступает многим промышленным образцам, но и по ряду показателей превосходит их.
Принцип работы металлоискателя
В основе работы металлоискателя лежит принцип биений частот двух генераторов, один из которых опорный, а другой — перестраиваемый, обладающего более высокой чувствительностью.
При приближении выносной катушки колебательного контура перестраиваемого генератора к металлу ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение частоты генератора. Если вблизи катушки находится предмет из черного металла (ферромагнетика), индуктивность катушки увеличивается, что приводит к уменьшению частоты генератора. Цветной же металл уменьшает индуктивность, и частота генератора возрастает.
Небольшие изменения частоты перестраиваемого генератора после смешения его колебаний с колебаниями опорного генератора, настроенного примерно на ту же частоту, проявляется в заметном изменении частоты биений. Сигнал с частотой биений далее усиливается и поступает на звуковой или стрелочный индикатор.
Принципиальная схема металлоискателя и описание ее работы
Предлагаемый металлоискатель свободен от ряда недостатков, присущих другим аналогичным конструкциям. Он обладает повышенной стабильностью генераторов, что дает возможность работать на частоте биений 1… 10 Гц. А это, в свою очередь, повышает чувствительность прибора, снижает потребляемый им от источника питания ток и позволяет различать черные и цветные металлы.
Мелкие предметы, например, гвозди, прибор обнаруживает под слоем почвы на глубине до 15 см, а крупные (крышки колодцев) — на глубине до 60 см. Прибор можно запитать от трех пальчиковых батареек, схема потребляет ток менее 2 мА.
Рис. 2 Принципиальная схема металлоискателя
Оба генератора выполнены на микросхеме К159НТ1Г которая представляет собой пару идентичных по параметрам транзисторов, размещенных в одном корпусе. Это позволяет существенно повысить температурную стабильность частот генераторов. Каждый генератор собран по схеме емкостной трехточки, транзисторы включены по схеме с общей базой. Генерация образуется благодаря введению положительной обратной связи между коллектором и эмиттером транзисторов. Частотозадающими элементами первого генератора являются катушка индуктивности L1 (она выносная) и конденсаторы С1-СЗ, а второго — катушка L2 и конденсаторы С6, С7, С9. Генераторы настроены на частоту 40 кГц. Конденсатор С6 предназначен для грубого подбора частоты одного из генераторов при настройке прибора на нужную частоту биений. Его емкость может быть 100…300 пФ. Стабилитрон V3 используется как варикап, которым осуществляют точную подстройку частоты биений, изменяя смешение на нем переменным резистором R7.
Резисторы R1—R4 задают режим работы транзисторов V1, V2 по постоянному току. Результирующий высокочастотный сигнал, полученный при смещении двух сигналов с близкими частотами, выделяется на резисторе R5 — это резистор нагрузки. Амплитуда сигнала изменяется с частотой биений, которая равна разности частот высокочастотных сигналов. Для выделения низкочастотной огибающей сигнала используется детектор, собранный на диодах V4 и V5 по схеме удвоения напряжения. Конденсатор С11 служит для фильтрации высокочастотной составляющей сигнала.
С нагрузки детектора низкочастотный сигнал биений поступает через конденсатор С12 на предварительный усилитель, выполненный на транзисторе V6. С его коллектора усиленный сигнал подается через конденсатор С13 на усилитель — формирователь прямоугольных импульсов на транзисторе V7. На базу этого транзистора через резисторы R11, R12 подается такое напряжение смещения, при котором транзистор находится на пороге открывания.
Поступающий на базу транзистора V7 синусоидальный сигнал претерпевает двустороннее ограничение и в результате на нагрузке каскада (резистор R13) выделяются прямоугольные импульсы. Далее они дифференцируются цепью C14R14R15 и превращаются в остроконечные пики положительной полярности на месте фронта каждого импульса и отрицательной полярности на месте спада. Длительность этих пиков не зависит от частоты следования прямоугольных импульсов и их длительности.
Положительные пики поступают на базу транзистора V9, а отрицательные «срезаются» диодом V8. Транзистор V9, как и V7, работает в ключевом режиме и ограничивает входной сигнал так, что на коллекторной нагрузке (резисторы R16 и R17) формируются короткие прямоугольные импульсы фиксированной длительности. Конденсатор С15 фильтрует выходной сигнал и улучшает тембр звучания головных телефонов В1.
С резистора R16 (это регулятор громкости) сигнал поступает на каскад из двух транзисторов (V10 и V11), включенных несколько необычно. Это так называемый композитный транзистор, эквивалентный p-n-p транзистору повышенной мощности с большим коэффициентом передачи тока.
Подобный способ формирования импульсного сигнала из синусоидального позволяет снизить потребляемую усилителем мощность, особенно в выходном каскаде, поскольку в паузах между импульсами транзисторы V9-V11 закрыты.
Конструкция и детали металлоискателя
Конструкция металлоискателя несложная. Радиодетали его можно смонтировать на печатной плате размерами 70×110 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Она рассчитана на использование постоянных резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КСО, 11М, МБМ, К50-6. Стабилитрон V3 может быть, кроме указанного на схеме, Д808 — Д813, КС156А. Диоды V4, V5 — любые из серий Д1, Д9, Д10. Вместо транзистора КТ342Б подойдет КТ315Г, КТ503Е, КТ3102А — КТ3102Е. Транзистор КТ502Е заменим на КТ361, а КТ503Е — на КТ315 с любыми буквенными индексами. Но в этом случае головные телефоны должны быть высокоомные (из отечественных это ТОН-2, ТЭГ-1). При использовании низкоомных телефонов, например, наушники для смартфонов, транзистор V11 должен быть более мощный, например КТ603Б или КТ608Б. Микросхема К159НТ1 может быть с любым буквенным индексом. В крайнем случае вместо нее подойдут два транзистора КТ315Г с одинаковыми или возможно близкими параметрами (статическим коэффициентом передачи тока и начальным током коллектора).
Катушку L2 можно намотать на магнитопроводе СБ-23-11a. Индуктивность катушки 4 мГ. Число витков 250, провод ПЭВ-2 0,1.
Плата размещена в подходящем корпусе размерами 115x170x40 мм. На лицевой панели корпуса укреплены переменные резисторы R7 (СП-1) и R16 (любой конструкции, но совмещенный с выключателем S1), входной разъем X1 (СГ-3) и гнезда Х2, ХЗ для подключения вилок от головных телефонов.
Выносная катушка металлоискателя L1 содержит 100 витков провода ПЭВ-1 0,3 и выполнена в виде тора (кольца) диаметром 160 мм. При изготовлении катушки можно использовать в качестве временного каркаса любой подходящий по размерам круглый предмет. Витки укладывают внавал, после чего катушку снимают и экранируют — обматывают фольгой так, чтобы между концами экрана был зазор. Для повышения механической прочности катушку пропитывают эпоксидным клеем и укрепляют с помощью перемычки со стойкой на штанге из дерева или пластмассы.
К выводам катушки подпаивают проводники кабеля длиной около метра, на другом конце которого установлен разъем СШ-3. Оплетку кабеля соединяют с экраном катушки. В рабочем положении разъем катушки включают в разъем прибора, а прибор носят на плече (для этого к уголкам на корпусе прикрепляют ремень). В нерабочем положении штангу отсоединяют от катушки и вынимают разъем ее из разъема прибора.
Настройка и налаживание схемы металлоискателя
Налаживание металлоискателя сводится к подбору нужной частоты биений. При этом резистор R7 нужно установить в среднее положение и вращением подстроечника катушки L2 добиться появления в телефонах щелчков частотой 1…5 Гц. Если нужная частота не получается, подбирают конденсатор Сб. Далее подбором резистора R8 устанавливают максимальный коэффициент усиления каскада на транзисторе V6.
Подстроечником катушки L2 можно установить различное соотношение частот генераторов, что приведет как к увеличению частоты биений при приближении поисковой катушки к цветному металлу, так и к обратному результату. В процессе работы переменным резистором R7 поддерживают необходимую частоту биений, которая изменяется при разряде батареи, изменении температуры окружающей среды и изменении магнитных свойств грунта. Окончательно частоту биений подбирают при приближении выносной катушки к земле.
