Металлоискатель своими руками – 12 принципиальных схем
Металлоискатель своими руками – как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.
Металлоискатель Н. Мартынюка
Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.
Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64… 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.
Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.
Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.
Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.
Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.
Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора
На рис. 2 – 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты.
Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.
Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.
Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.
Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:
Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.
Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.
Мостовая схема металлоискателя
Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.
Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.
Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.
Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном
Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис.
Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.
Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.
В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).
Простой металлоискатель на двух транзисторах
Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.
Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.
Металлоискатель малых количеств магнитного материала
Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.
Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.
Схема индикатора металла
Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.
Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.
Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.
Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1…2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.
Типовый металлоискатель с двумя генераторами
На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.
Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.
Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.
Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.
Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.
Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации
Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.
Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 …100 нФ.
Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.
Металлодетекторы для поиска мелких предметов
Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.
Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.
Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.
Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7…0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100… 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.
Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.
Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.
Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61].
Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.
Бытовой искатель металла
Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).
Рис. 15. Схема бытового искателя металла.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год
Принципиальная схема / 3.7. Металлоискатель с кварцевой стабилизацией / Глава 3 Металлоискатели на микросхемах / Книга: Металлоискатели / Арсенал-Инфо.рф
Принципиальная схемаКак известно, в определенной степени повысить чувствительность металлоискателя типа BF0 можно, если выбрать значение частоты опорного генератора в 5-10 раз больше, чем значение частоты измерительного генератора. В этом случае оценивается изменение частоты биений, которые возникают между колебаниями основной частоты опорного генератора и ближайшей по частоте гармоникой частоты измерительного генератора. В результате изменение частоты измерительного генератора под влиянием внешних воздействий всего на 10 Гц приводит к увеличению частоты разностных колебаний на 50-100 Гц.
Таким образом, при выборе частоты измерительного генератора в пределах 100–200 кГц частота опорного генератора должна составлять 500-2 000 кГц. Необходимо отметить, что частота опорного генератора должна быть стабилизирована.
Основу схемы этого прибора (рис. 3.12) составляют измерительный и опорный генераторы, буферные каскады, смеситель и схема акустической индикации.
Рис. 3.12. Принципиальная схема металлоискателя с кварцевой стабилизацией
Опорный генератор выполнен на элементах IC1.1 и IC1.2 микросхемы IC1, его рабочая частота стабилизирована кварцевым резонатором Q1 (1 МГц). Измерительный или перестраиваемый генератор выполнен на элементах IC2.1 и IC2.2 микросхемы IC2. Рабочая частота этого генератора определяется параметрами элементов, образующих его колебательный контур, то есть емкостями конденсаторов С2, С3 и варикапа D1, а также индуктивностью катушки L1. При этом изменение емкости варикапа D1 осуществляется с помощью переменного резистора R2. Рабочая частота измерительного генератора находится в пределах 200–500 кГц.
Катушка L1 колебательного контура перестраиваемого генератора является поисковой катушкой. При приближении к металлическому предмету индуктивность катушки изменяется, что приводит к изменению рабочей частоты генератора и соответственно к изменению частоты биений.
Каскады, выполненные на элементах IC1.3 и IC2.3, обеспечивают развязку между генераторами по переменному напряжению, а также ослабляют влияние смесителя на генераторы. С выходов буферных каскадов сигналы ВЧ подаются на смеситель, выполненный на элементе IC1.4. Далее сигнал биений поступает на головные телефоны BF1. При этом конденсатор С10 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала.
Питание на схему подается от источника В1 напряжением 9 В через фильтр, образованный конденсаторами С8 и С9.
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.
|
В колебательный контур поискового генератора на транзисторе VT1 входит катушка L1.
Металлоискатель нужен для поиска в стенах под слоем косметической штукатурки разнообразных металлических предметов, как например, кабели, трубы, проводка, гвозди, арматуры.Чувствительный металлоискатель » Паятель.Ру – Все электронные схемы
Большинство самодельных металлоискателей, построены по схемам нулевых биений, когда имеется два генератора — опорный с постоянной частотой и поисковый, частота которого зависит от окружающих его катушку металлических предметов. При этом частоты генераторов устанавливаются около 100 кГц и примерно одинаковые. Небольшая расстройка поискового генератора, необходимая для поиска предмета, обычно производится при помощи варикапа или переменного конденсатора.
Повысить чувствительность металлоискателя, построенного на таком принципе можно, если поднять частоту опорного генератора так, чтобы она была в 10 раз больше частоты поискового генератора. В этом случае возникают биения между колебаниями опорного генератора и 10-й гармоникой колебаний поискового генератора. В результате расстройка поискового генератора, хотя-бы на 10 Гц приводит увеличению частоты разностных пульсаций на 100 Гц, а это уже очень заметно.
Используя такой принцип удалось получить металлоискатель, способный обнаружить копеечную монету на глубине до 100 мм или более крупный предмет (например ведро) на глубине до 0,7 – 0,8 м.
Принципиальная схема металлоискателя показана на рисунке. В схеме использованы две микросхемы К561ЛА7, на микросхеме D1 выполнен поисковый генератор (элементы D1.1-D1.3) и выходной усилитель (элемент D1.4). На микросхеме D2 — опорный кварцевый генератор (элементы D2.1-D2.3) и смеситель (элемент D2.4). Частота этого генератора определяется частотой резонанса кварцевого резонатора Q1.
В поисковом генераторе используются два элемента D1.1 и D1.2. Частота генерации задается контуром, состоящим из поисковой катушки L1 и емкостей С1, С2, VD1.
Варикап VD1 служит для подстройки частоты этого генератора в небольших пределах в процессе работы. Сама подстройка производится переменным резистором R3, который изменяет напряжение на этом варикапе.
По сравнению с подстройкой при помощи переменного конденсатора электронная настройка имеет существенное преимущество, состоящее в том, что орган настройки (R3) может быть сколь угодно удален от контура, и таким образом, расположив корпус с генераторами на середине поисковой палки металлоискателя, можно вывести орган подстройки (R3) на конец палки, на котором расположена ручка прибора, и таким образом, удалив генератор от рук можно избежать влияния на настройку внешних емкостей (емкости человеческого тела).
Генераторный режим (ПОС) задается элементами R2 С4 С5 С6. Фактически это известная схема мультивибратора на двух элементах, но к его средней точке RC-цепи подключен контур, который и задает частоту генерации.
С выходов обеих генераторов импульсы поступают на элемент D2.4, на котором выполнен смеситель, и на его выходе появляется сигнал биений частот. Этот сигнал дополнительно усиливается по мощности элементом D1.4 и поступает на звукоизлучатель В1, роль которого выполняют электромагнитные головные телефоны типа ТК-47 сопротивлением 47 Ом. Можно использовать и обычные малогабаритные телефоны от аудиоплеера, включив оба капсюля последовательно.
В данной схеме телефоны В1 включены между выходом D1.4 и плюсовой шиной питания, так что ток через телефоны протекает при логическом нуле на выходе элемента D1.4. Это не случайно, дело в том, что элементы микросхем К561, а именно микросхемы К561ЛА7 развивают на выходе значительно больший ток в нулевом состоянии (почти равен 6 mА), и меньший ток единицы (2-3 mА). В результате, в таком включении, максимальная громкость будет выше. Для регулировки громкости служит переменный резистор R6.
Батарея питания составлена из двух плоских батарей по 4,5V. Выбор пал именно на эти батареи потому, что при относительно небольших габаритах они обеспечивают длительную работу прибора, стоят относительно недорого, и благодаря наличию полосковых луженых или латунных контактов, их можно соединять между собой при помощи пайки, чего нельзя сделать при составлении батареи из отдельных шести элементов (требуются специальные кассеты с пружиненными контактами).
Применение популярной “Кроны” тоже возможно, но менее предпочтительно, поскольку она имеет меньшую емкость.
Электронная часть смонтирована в корпусе, спаянном из фольгированного стеклотекстолита. В нем располагаются генераторы. Корпус имеет экранирующую перегородку между микросхемами, расположенную таким образом, чтобы в одном отсеке размещалась D1 и конденсаторы поискового генератора, а в другом — D2 и элементы опорного генератора. Перегородка служит для исключения влияния опорного генератора на поисковый.
Поисковая катушка намотана на кольце, сделанном из жесткого кембрика внешним диаметром 15 мм. Можно использовать любую другую трубку из пластмассы или штырь такого диаметра из мягкой пластмассы. В любом случае, такая заготовка изгибается в кольцо внешним диаметром 200 мм и фиксируется либо термически, либо при помощи клея. На полученном кольце выполняется намотка – 50 витков провода ПЭЛШО 0,27 (на худой конец можно и ПЭЛ 0,27-0,35).
После того как намотка выполнена, кольцо обматывается одним слоем изоленты, затем катушка экранируется при помощи алюминиевой фольги. Удобно использовать тонкую фольгу от старых бумажных конденсаторов типа МБМ, БМ или БМТ на напряжение побольше (фольга будет толще и прочнее). Ленту фольги наматывают так, чтобы ее витки не соприкасались, то есть намотку ведут с шагом в 1-5 мм. Затем фольгу закрепляют при помощи еще одного слоя изоленты.
Роль каркаса жесткости катушки выполняет диск диаметром 250 мм из тонкого (1 мм) стеклотекстолита без фольгировки. Катушка закрепляется на нем нитками, пропущенным в предварительно просверленные в диске отверстия. На одном краю диска крепится разъем военного образца, привинчивающийся к розетке, укрепленной на конце алюминиевой трубки диаметром 15-20 мм. На другом конце трубки ручка с регуляторами, выключателем и разъемом для телефонов, а посредине трубки крепится корпус электронного устройства и батареи питания (при помощи хомутов).
Настройка сводится к настройке контура L1C1 на 100 кГц при среднем положении R3 (контролировать частоту на выв.
10 D1.3).
схемы, как сделать Пират и другие
Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.
Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.
Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.
металлоискатель Пират
Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400.
А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.
Принцип действия
Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.
Принцип действия металлоискателя
Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.
Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.
Детектор или сканер?
В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.
Разновидности
Общие параметры
Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:
- Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
- Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
- Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
- Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
- Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
- Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
- Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.
Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:
- Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
- Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
- Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.
Рабочая частота
Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:- Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
- Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
- Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
- Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т. п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).
п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.
Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.
Метод поиска
Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.
Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:
- Параметрическим.
- Приемо-передающим.
- С накоплением фазы.
- На биениях.
Без приемника
Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.
Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий.
Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.
С приемником и передатчиком
Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.
Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.
До щелчка
Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».
Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон.
Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.
Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.
По писку
Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.
В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.
Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.
Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?
Катушка и прочее
Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».
При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.
О размерах катушки
Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.
Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».
Монопетля
Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.
Индуктивность
При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.
Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.
Номограмма для расчета многослойных катушек
Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:
- Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
- По номограмме определяем количество витков w.
- Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
- Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
- Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.
Помехоустойчивость
Экран Фарадея
Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.
Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.
Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.
Способы симметрирования катушек индуктивности
Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.
Корзинка
Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.
Корзиночная катушка для металлоискателя Пират
Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.
Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:
- Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
- По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
- По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.
Плоская корзиночная катушка
Как не надо и надо мотать корзинки
Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.
Кустарная намотка корзиночной катушки
ДД катушки
Принцип действия катушек Монопетля и ДД
ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.
Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».
Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.
Как крепить катушку
Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:
Самодельные оправки для катушек металлоискателей
Однако это не выход: фанера довольно сильно поглощает ЭМП, дает большую паразитную дисперсию импульсов, а намокнув, способна вообще заглушить прибор. Лучший вариант – компьютерный диск либо пластиковая тарелка или блюдце, справа там же. Сложив 2 посудины и склеив, можно получить герметичный корпус катушки. Для катушек сложных (корзинок, ДД) оптимальный материал оправки сотовый поликарбонат. Он прочен, стоек, на влияет на ЭМП, легко обрабатывается.
Несколько конструкций
Параметрические
Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.
Простейший металлоискатель
Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.
Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.
Металлоискатель с простым кварцевым фильтром
Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.
Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.
Приемопередающий
Приемопередающий металлоискатель и катушки для него
Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.
Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.
Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.
Чертеж оправки для намотки ДД катушек
Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.
С накоплением фазы
Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:
Простейший импульсный металлоискатель
Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.
Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.
Металлоискатель Бабочка
Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.
Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.
Схема и монтаж металлоискателя Бабочка
Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.
Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.
Еще о «Пирате»
Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.
Схема металлоискателя Пират
Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:
Видео: металлоискатель “Пират”
а об особенностях его настройки – из следующего ролика:
Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”
На биениях
Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.
Металлоискатель на биениях на логических микросхемах
ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.
Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:
- Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
- Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
- Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.
Проще не бывает
Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.
Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.
Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.
Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.
Далее делаем следующее:
Металлоискатель из радиоприемника и калькулятора
- Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
- На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
- Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
- Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
- Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
- Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
- Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.
Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.
А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.
Нечто странное напоследок
Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:
попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!
В качестве приложения
Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:
- Клон.
- Шанс.
- Кощей.
- Крот.
- Volksturm.
- Малыш ФМ.
- Анкер.
- Терминатор.
- Спектр.
- СОХА-2Т.
- TRACKER PI-2.
***
© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру
Загрузка…что еще почитать:
Вывести все материалы с меткой:Высокочувствительный металлоискатель цветных металлов – схема » Полезные самоделки
Среди радиолюбительских конструкций особым интересом пользуются разработки, помогающие обнаруживать скрытые в земле металлические предметы. Особенно если последние – небольшие по величине, залегают на значительной глубине и являются к тому же неферромагнетиками.
Добротных электрических схем подобных устройств, называемых по аналогии с известными военными разработками металлоискателями, и описаний вполне работоспособных конструкций немало опубликовано в различных технических
Изданиях, но рассчитаны они зачастую на подготовленных, опытных самодельщиков, имеющих хорошую материальную базу, дефицитные детали.
А вот предлагаемую нами конструкцию вполне сможет повторить-изготовить даже новичок. Тем более что и детали нужные (включая кварцевый резонатор на 1 МГц) приобрести будет вполне по силам. Ну а чувствительность собранного металлоискателя… О ней можно судить хотя бы по тому факту, что с помощью предлагаемого устройства легко отыскивается, например, медная монета диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм на глубине 0,9 м.
Принцип действия
Он основан на сравнении двух частот. Одна из них эталонная, а другая – изменяющаяся. Причем отклонения ее зависят от появления в поле высокочувствительной поисковой катушки металлических предметов. У современных металлоискателей, к которым можно вполне обоснованно отнести и рассматриваемую конструкцию, эталонный генератор работает на частоте, на целый порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки. В нашем случае эталонный генератор (см. принципиальную электрическую схему) реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ интегральной DD2. Частота его стабилизирована и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц). Генератор же с изменяющейся частотой выполнен на первых двух элементах ИС DD1. Колебательный контур здесь образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и СЗ, а также варикапом VD1. А для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое напряжение варикапу VD1.
Рис.1. Принципиальная электрическая схема высокочувствительного самодельного металлоискателя.
В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный телефонный капсюль BF1. А конденсатор С10 используется как шунт для высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.
Конфигурация печатной платы приведена на соответствующей иллюстрации. А схема расположения радиоэлементов на стороне, обратной печатным проводникам, дана здесь другим цветом.
Рис.2. Печатная плата самодельного металлоискателя, с указанием расположений элементов.
Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В. А так как высокая стабилизация здесь не обязательна, используется батарея типа «Крона». В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.
Поисковая катушка требует особой точности и внимания при изготовлении. Наматывается она на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним – 10 мм, согнутой в форме окружности 0 200 мм. Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0,27. Когда намотка будет выполнена, она обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана (уменьшения влияния емкости между катушкой и землей). При этом важно не допустить электрического контакта между проводом намотки и острыми краями фольги. В частности, поможет здесь «обвивка наискось». А для защиты самого алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку дополнительно обвивают изоляционной бандажной лентой.
Диаметр катушки может быть и другим. Но чем он меньше, тем чувствительность всего устройства становится выше, зато площадь поиска скрытых металлических предметов сужается. При увеличении же диаметра катушки эффект наблюдается обратный.
Работают с металлоискателем следующим образом. Расположив поисковую катушку в непосредственной близости от поверхности земли, настраивают генератор потенциометром R2. Причем так, чтобы в телефонном капсюле звук не прослушивался. При движении же катушки над поверхностью земли (почти вплотную к последней) и отыскивается заветное место – по появлению звука в телефонном капсюле.
При использовании рассмотренного выше устройства для отыскания скрытых в земле предметов, представляющих археологическую и национальную культурную ценность, требуется предварительное на то разрешение от соответствующих органов.
Внимание!!! Информация, содержащаяся на данной странице, добавлена из непроверенных источников, может быть устаревшей и содержать ошибки. Поэтому приводиться исключительно в ознакомительных целях.
Н. Кочетов, по материалам «Млад Конструктор»
Принципиальная схема и работа металлоискателя Металлоискатель– очень распространенное устройство, которое используется для проверки людей, багажа или сумок в торговых центрах, отелях, кинозалах и т. Д., Чтобы убедиться, что человек не имеет при себе металлов или незаконных вещей, таких как пистолеты, бомбы и т. д. Металлоискатели обнаруживают присутствие металлов.
Существуют различные типы металлоискателей, такие как ручные металлоискатели, проходные металлоискатели и металлоискатели с наземным поиском. Металлоискатели могут быть легко созданы, а схема базового металлоискателя не такая сложная.
В этом проекте мы разработали простую схему металлоискателя типа «сделай сам», используя очень простые компоненты, которые можно использовать в наших домах и садах.
Принципиальная схема
На следующем рисунке показана принципиальная схема цепи металлоискателя.
Необходимые компоненты
- 1 x TDA0161 Датчик приближения IC
- 2 конденсатора по 47 нФ (код керамического конденсатора 473)
- 1 резистор 1 кОм (1/4 Вт)
- 1 резистор 330 Ом (1 / 4 Вт)
- 1 резистор 100 Ом (1/4 Вт)
- 1 потенциометр 5 кОм
- 1 x 2N2222A (транзистор NPN)
- 1 зуммер 5 В
- Катушка (медный провод 26-30 AWG взят и намотан на катушку диаметром 5-6 см и 140-150 витков)
- Дополнительные компоненты (для светодиода)
- 1 резистор 220 Ом (1/4 Вт)
- 1 светодиод x 5 мм
Описание компонента
TDA0161 ИС датчика приближения: TDA0161 – ИС датчика приближения, производимая STMicroelectronics.Его можно использовать для обнаружения металлических предметов, обнаруживая небольшие изменения в высокочастотных вихретоковых потерях.
Микросхема TDA0161 действует как генератор с помощью схемы с внешней настройкой. Изменения в токе питания будут определять выходной сигнал, т. Е. Ток высокий, когда рядом находится металлический объект, и низкий, когда металлического объекта нет.
TDA0161 имеет 8 контактов и поставляется в двухрядном корпусе (DIP). На следующем изображении показана схема выводов микросхемы TDA0161.
ПРИМЕЧАНИЕ: Согласно STMicroelectronics, микросхема датчика приближения TDA0161 устарела.Если он доступен на рынке, смело создавайте этот увлекательный проект. Если она недоступна, попробуйте найти новую микросхему. Мы постараемся обновить, если будет доступна подобная микросхема. Если вы найдете какие-либо микросхемы датчика приближения, укажите это в разделе комментариев.
Катушка(индуктор): для этого проекта мы использовали медный провод 30 AWG. Затем он наматывается на катушку с использованием эталона диаметром 5,8 см. Катушка состоит из 140 – 150 витков.
Описание схемы металлоискателя
- Когда LC-цепь, которая является L1 и C1, имеет резонансную частоту от любого металла, который находится рядом с ней, будет создано электрическое поле, которое приведет к индукции тока в катушке и изменению прохождение сигнала через катушку.
- Переменный резистор используется для изменения значения датчика приближения, равного LC цепи, лучше проверять значение, когда катушка находится не рядом с металлом. Когда металл обнаружен, в цепи LC изменится сигнал. Измененный сигнал подается на датчик приближения (TDA 0161), который обнаруживает изменение сигнала и соответствующим образом реагирует. Выход датчика приближения будет составлять 1 мА, когда металл не обнаружен, и около 10 мА, когда катушка находится рядом с металлом.
- Когда на выходном контакте высокий уровень, резистор R3 подает положительное напряжение на транзистор Q1.Q1 будет включен, светодиод будет светиться, а зуммер издаст сигнал. Резистор r2 используется для ограничения тока.
Блок-схема металлоискателя
В цепи металлоискателя есть три основных части: LC-цепь, датчик приближения, выходной светодиод и зуммер. Катушка и конденсатор С1, включенные параллельно, образуют LC-цепь.
Датчик приближения (TDA0161) срабатывает этой LC-цепью при обнаружении любого металла.Затем датчик приближения включит светодиод и подаст сигнал тревоги с помощью зуммера.
LC Цепь: LC-цепь имеет индуктивность и конденсатор, подключенные параллельно. Эта цепь начинает резонировать, когда рядом находится материал той же частоты. Цепь LC заряжает конденсатор и катушку индуктивности поочередно. Когда конденсатор полностью заряжен, заряд передается на катушку индуктивности.
Индуктор начинает заряжаться, и когда заряд на конденсаторе равен нулю, он снимает заряд с индуктора в обратной полярности.Затем заряд индуктора уменьшается, и снова процесс повторяется. Обратите внимание, что индуктор является устройством хранения магнитного поля, а конденсатор – устройством хранения электрического поля.
Датчик приближения: Датчик приближения может обнаруживать объекты без каких-либо физических помех. Датчик приближения будет работать так же, как инфракрасный датчик, приближение также выдает сигнал, он не будет выдавать выходной сигнал до тех пор, пока не будет изменений в отраженном обратном сигнале.
Если есть изменение в сигнале, он обнаружит и выдаст соответствующий выходной сигнал.Существуют различные датчики приближения, например, для обнаружения пластикового материала, мы можем использовать приближение емкостного типа, а для металлов мы должны использовать индуктивный тип.
Рабочий
Цепь LC, которая состоит из L1 (катушка) и C1, является основной частью цепи металлоискателя. С помощью этой LC-цепи, которая также называется Tank Circuit или Tuned Circuit, микросхема TDA0161 действует как генератор и колеблется с определенной частотой.
Когда LC-цепь обнаруживает любую резонирующую частоту от любого металла, который находится рядом с ней, будет создано электрическое поле, которое приведет к индукции тока в катушке и изменению потока сигнала через катушку.
Переменный резистор используется для изменения значения датчика приближения, равного LC цепи, лучше проверять значение, когда катушка не находится рядом с каким-либо металлическим предметом. Когда металл обнаружен, в цепи LC изменится сигнал.
Измененный сигнал подается на датчик приближения (TDA 0161), который обнаруживает изменение сигнала и соответствующим образом реагирует. Выходной сигнал датчика приближения будет меньше 1 мА, когда металл не обнаружен, и около 10 мА (обычно больше 8 мА), когда катушка находится рядом с металлом.
Когда на выходном контакте высокий уровень, резистор R3 подает положительное напряжение на транзистор Q1. Q1 загорится и загорится светодиод (на схеме не показан) и включится зуммер.
Преимущества
- Схема металлоискателя на основе микросхемы бесконтактного детектора TDA0161 – это очень простой и легкий в сборке металлоискатель, который можно использовать для обнаружения мелких металлов в наших домах, офисах и садах.
- Нужен любой микроконтроллер, так как датчика приближения будет достаточно для реализации проекта.
Недостатки
- Основным недостатком данной схемы металлоискателя является дальность обнаружения. Металлический объект должен находиться на расстоянии 10 мм, чтобы детектор его обнаружил.
Приложения
- Этот простой металлоискатель может использоваться для идентификации металлов, таких как железо, золото, серебро и т. Д.
- Поскольку это простой проект, мы можем использовать его в нашем доме для сканирования гвоздей, металлических отходов и т. Д. которые нелегко обнаружить невооруженным глазом.
Связанные сообщения:
Цепь металлоискателя со схемой и схемой
Цепь 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 радиоприемник , 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 одинаковые 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 батареи.
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 – 100 пФ – 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 показухи
- 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
Принципиальная схема простого металлоискателяс использованием таймера 555 IC
Металлоискатель можно найти в аэропортах, театрах и других общественных местах.Они используются для обеспечения безопасности людей и обнаружения любого, у кого есть металл (оружие и т. Д.). В этом проекте мы собираемся разработать простую схему металлоискателя . Существует так много конструкций металлоискателей, но большинство из них сложны по конструкции, поэтому здесь мы собираемся разработать простую схему металлоискателя с использованием микросхемы таймера 555.
Прежде чем идти дальше, нам нужно понять концепцию индуктора и цепей RLC. Сначала поговорим об индукторах. Катушки индуктивности – это не что иное, как катушки из эмалированной медной проволоки разных форм и размеров.Индуктивность катушки индуктивности рассчитывается на основе различных параметров. По всем этим параметрам нас в основном интересует сердечник на катушке индуктивности, поскольку в зависимости от сердечника значение индуктивности резко меняется.
На рисунке ниже вы можете видеть индукторы с воздушным сердечником. В этих индукторах не будет сплошного сердечника. По сути, это катушки, оставленные в воздухе. Средой потока магнитного поля, создаваемого индуктором, является ничто или воздух. Эти катушки индуктивности имеют очень меньшую индуктивность.
Эти катушки индуктивности используются, когда требуется величина в несколько микрон Генри. Для значений, превышающих несколько милли, они не подходят. На рисунке ниже вы можете увидеть катушки индуктивности с ферритовым сердечником
.Когда катушка индуктивности намотана на сердечник, который может быть ферритовым или железным, индуктивность катушки сильно возрастает. Это значение намного больше, чем у воздушного порошка того же размера и формы.
Теперь для схемы RLC, показанной на рисунке, реактивное сопротивление или импеданс между клеммами «a» и «c» зависит от значений L и C, если частота приложенного сигнала постоянна.
Итак, если значение индуктивности изменяется, изменяется значение реактивного или импеданса. Как эти две концепции используются вместе для схемы металлоискателя , объясняется в рабочем разделе этого проекта.
Компоненты цепи металлоискателя- +9 напряжение питания
- 555 IC
- Резистор 47 кОм
- Конденсатор 2,2 мкФ (2 шт.)
- Динамик (8 Ом)
- 170 витков бухты диаметром 10 см (подойдет любой калибр)
На рисунке представлена принципиальная схема металлоискателя .Таймер 555 IC здесь действует как генератор прямоугольных сигналов и генерирует импульсы с частотами, слышимыми человеком. Конденсатор между контактом 2 и контактом 1 не следует менять, так как он должен генерировать звуковые частоты.
В цепи используется RLC-цепь, состоящая из резистора 47 кОм, конденсатора 2,2 мкФ и индуктивности на 150 витков. Эта цепь RLC является детектором металла. Как упоминалось ранее в предыдущем разделе, индуктивность индуктора с металлическим сердечником выше, чем у индуктора с воздушным сердечником.
Помните, что здесь намотана катушка с воздушным сердечником, поэтому, когда металлический элемент приближается к катушке, он действует как сердечник для индуктора с воздушным сердечником.Благодаря этому металлу, действующему в качестве сердечника, индуктивность катушки изменяется или значительно увеличивается. При таком внезапном увеличении индуктивности катушки общее реактивное сопротивление или импеданс цепи RLC изменяется на значительную величину по сравнению с отсутствием металлической детали.
Сначала, когда нет металлической детали, сигнал, подаваемый на динамик, вызывает некоторый слышимый звук. Теперь с изменением реактивного сопротивления вокруг цепи RLC сигнал, отправленный на динамик, больше не будет таким же, как раньше, из-за этого звук, производимый динамиком, будет отличаться от первого.
Таким образом, всякий раз, когда металл приближается к катушке, сопротивление RLC изменяется, заставляя сигнал изменяться, что приводит к изменению звука, генерируемого в динамике. Вы также можете проверить этот металлоискатель на базе Arduino.
Общие советы:- Эмаль следует удалить на концах катушки для пайки соединений.
- С другим калибром у нас будет разный импеданс RLC, поэтому следует поэкспериментировать с сопротивлением в цепи RLC для обнаружения чувствительного металла.
- Динамик может быть любого типа. Но при сопротивлении менее 8 Ом таймер может нагреваться.
- Используйте напряжение питания выше 5 В.
Цепь детектора золота – новейшие детекторы золота и металла
Схема детектора золота состоит просто из группы простых элементов, состоящих из источника питания,
, который обычно представляет собой группу из нескольких стандартных щелочных батарей размера AA или литий-ионных батарей, а затем
провод для передачи энергии в электрические условия, которые являются частью цепи и бывают двух типов
приемно-передающая катушка в электромагнитных металлоискателях.
На практике схема более сложная и содержит больше элементов, чем обычная электрическая схема
элементов, таких как резисторы, конденсаторы и другие электрические элементы, такие как любые электрические устройства
Схема детектора золотаПринципиальная схема детектора золота представлена в соответствии с электрической схемой, на которой показаны элементы
используются в схеме и их взаимосвязь друг с другом и могут быть простыми из нескольких основных элементов
такие как источник питания – резисторы – конденсаторы – автоматические выключатели и управляющие переключатели.
Или он может быть очень сложным и содержать сотни различных элементов, которые будут напечатаны в виде
интегральной схемы при составлении электрической схемы.
Вот на следующих рисунках пример простой самодельной схемы металлоискателя и других
профессиональный металлоискатель от Fisher Labs:
Источник: https://www.metaldetectorsforgold.net/homemade-metal-detector.html
источник: Fisher Labs
Принципиальная схема дальнего обнаружения золотаПринципиальная схема для металлоискателя дальнего действия
может быть более сложным, с другим дизайном и элементами, недоступными в электромагнитных металлоискателях.
Ниже приведен пример принципиальной схемы дальнего обнаружения золота
.http://www.longrangelocators.com/forums/showthread.php?t=17391
Детектор золота 3D
Детектор золота3D – это сложный и сложный металлоискатель с более совершенными схемами и большим количеством функций.
Эти устройства называются металлоискателями 3D Imaging – устройством, в котором используются специальные зонды для сканирования земли.
Результаты сканирования обычно отображаются на экране компьютера или планшете в виде трехмерной диаграммы
, показывающий структуру местности в зоне поиска и закопанные в ней цели.
Эти устройства характеризуются высокой точностью и охватом широкого поля сканирования и множеством функций.
, которые обеспечивают точные результаты для изыскателей и профессиональных искателей.
Примеры: Nokta Invenio, OKM EXP 6000
Сканер металла
Металлический сканер или 3D сканеры грунта – самый мощный и профессиональный тип
металлоискателя с точными и надежными результатами.
Лучшие инструменты для раскопок древних сокровищ на очень больших глубинах, таких как бронзовые статуи – древние
единиц оружия, таких как мечи и щиты – золотые копилки.И т. Д.
Сканер металла сканирует землю с помощью специального датчика, который измеряет магнетизм
из нескольких точек в прямоугольной области поиска и записывает результаты, собирает и представляет
их в виде трехмерного рисунка на экране металлоискателя или
скорее всего на экране планшета или компа.
Результаты анализируются с помощью специального приложения или программы, которая позволяет просматривать
трехмерное пространственное представление просканированного участка и локаций и
Типметалла обнаруживает цели, а также их точную глубину.
Подводный поиск металлов
Некоторые металлоискатели отличаются своей водонепроницаемостью, то есть их можно использовать под водой
для поиска потерянных полезных ископаемых, например, в реках, озерах, на берегу моря или океана.
Обычно эти устройства предназначены для покрытия их относительно простой глубины
от 3 до 5 метров без влияния на их электрические цепи, например:
С другой стороны, есть профессиональные устройства, разработанные специально для исследований на глубинах
морей и океанов, и может выдерживать, например, глубину более 60 метров.
Металлоискатели
Инструменты для обнаружения металлов включают множество классификаций различных устройств или инструментов, которые помогают в процессе обнаружения.
Например, мы упоминаем:
- Металлоискатели
- Катушки поисковые для электромагнитных металлоискателей.
- Инструменты для сверления, такие как лопата, лопаты и т. Д.
- Указатели, представляющие собой малогабаритные устройства, используемые после сверления для точного определения местоположения
- Магнитометр для обнаружения магнитных металлов
- Вспомогательные инструменты, такие как сумка или мешочки для хранения находок, таких как монеты – мелкие металлические детали
Последнее обновление 14 декабря 2020 г.
принципиальная схема детектора золота
Цепь детектора золота Новейшие детекторы золота и металла
29 июня 2020 г. · Принципиальная схема детектора золота Принципиальная схема детектора золота представлена в соответствии с электрической схемой, показывающей элементы, используемые в цепи, и их взаимосвязь друг с другом, и может быть простой из нескольких основных элементов
Схема детектора золота Как сделать детектор золота
8 октября 2019 г. · Схема детектора золота.Схема детектора металла золота. Эта схема действительно представляет собой простейший из возможных металлоискателей с балансировкой индуктора (IB, Inductlon Balance). Метод обнаружения металла LB имеет удовлетворительную глубину проникновения и хорошую
Схема детектора золота Электронная схема Схема
Схема детектора золота Принципиальная схема полового члена. Теги. разное Вот очень простая и легкая в сборке схема детектора золота. Схема способна обнаруживать золото, металл или монеты на расстоянии около 20 см, в зависимости от размера обнаруживаемого объекта.Электронная принципиальная схема инвертора мощностью 100 Вт от 12 В постоянного тока до 220 В переменного тока. IC1 Cd4047 с проводным подключением
Принципиальная схема лучшего детектора золота bio7-biogas.be
Схема металлоискателя Garrett Принципиальная схема металлоискателя. Металлоискатель – относительно простое устройство, электронная схема которого обеспечивает хорошую чувствительность и стабильность. Отличительный. Очень простая схема детектора золота обнаружит золото, металл или монеты на расстоянии около 20 см в зависимости от размера металлоискателя Garrett 250.
Схема металлоискателя со схемой и схемой
Простая принципиальная схема и схема металлоискателя с использованием одного транзистора и радиоприемника. Этот проект металлоискателя / датчика прост в исполнении и представляет собой приложение осциллятора Колпитца. Мне нужно построить металлоискатель, который может находить металл (золотые монеты) на глубине 0,5 м (0,2 м <глубина <0,5 м) в скале (камне).
Цепь металлоискателя для глубоких почв Сканер заземления Золото
19 мая 2017 г. В сообщении обсуждается простая схема металлоискателя, находящегося глубоко под почвой, для оценки скрытых металлов, таких как золото, железо, олово, латунь и т. Д., Путем обнаружения изменения сопротивления Металлоискатель
с 2-импульсной индукционной катушкой
Блок-схему цепи можно увидеть на рисунке 2.Рисунок 2 Блок-схема металлоискателя Pulse 1 Базовая конструкция металлоискателя состоит из четырех частей, как показано выше. Это: • Источник питания (четыре ИС), • Схема генерации импульсов (четыре 555 и катушка),
Самодельный металлоискатель
8 сентября 2018 · Принципиальная схема самодельного металлоискателя и описание конструкции детектора неблагородных и драгоценных металлов, способный обнаруживать объекты на глубине до 2,3 метра. Между радиолюбителями используются конструкции особого интереса, помогающие обнаруживать металлические предметы, спрятанные в земле.
Принципиальная схема металлоискателя White’s Classic I
Принципиальная схема металлоискателя White’s Classic I. White’s Classic I был очень простым и легким в использовании устройством, идеально подходящим для начинающих поисковиков. Это был простой детектор без наворотов, только с выключателем и поворотной ручкой для дискриминатора.
Принципиальные схемы и проекты металлоискателя
10 ноября 2009 г. · Импульсно-индукционный металлоискатель, часть 2 (PDF) Металл: 27 июня 2010-5: Электрическая схема низкочастотного металлоискателя Heathkit Groundtrack GR-1290 и примечания по конструкции катушки : Металл: 27 июня 2010-5: Схема металлоискателя White’s Surfmaster PI (импульсная индукция): Металл: 27 июня 2010 г .: 8: Простой металлоискатель на основе PIC12F683
Принципиальная схема дальнего детектора золота
Принципиальная схема металлоискателя. Металлоискатель – это относительно простое устройство, электронная схема которого обеспечивает хорошую чувствительность и стабильность.Отличительная особенность этого устройства – невысокая рабочая частота. Катушка металлоискателя работает на частоте 3 кГц.
Схема детектора золота PDF Схема цепи детектора газа
Принципиальная схема детектора золота Скачать Книга по обогащению бокситовой руды. 928. Принципиальная схема детектора золота Схема детектора золота gold warteliste setzen englisch Принципиальная схема детектора золота 80-100TPH Производственная линия дробления камня. Технические характеристики металлоискателя Whites DFX 300 ZX Spectrum.датчик золота rh tehnomagazin com gold
Как сделать свой собственный детектор Lapidary World
показано на схематической диаграмме выше символом. Таким образом, 47К на схеме означает 47000 Ом. значения указаны цветными полосами или точками на корпусе резистора. к легенде диаграммы, Как используются образцы цветных полос в металлоискателе
с 2-импульсной индукционной катушкой
Блок-схему схемы можно увидеть на рисунке 2.Рисунок 2 Блок-схема металлоискателя Pulse 1 Базовая конструкция металлоискателя состоит из четырех частей, как показано выше. Это: • Источник питания (четыре ИС), • Схема генерации импульсов (четыре 555 и катушка),
Схема простого металлоискателя ElectroSchematics
Принципиальная схема металлоискателя. Как показано, частота колебаний в цепи составляет около 230 кГц. Можно также поэкспериментировать с частотой, изменив значение C1. Для уменьшения эффекта заземления и емкостной связи может быть добавлен экран Фарадея, который подключается к 0 В.
Схема проекта металлоискателя в PDF
Принципиальная схема проекта металлоискателя. принципиальная электрическая схема проекта металлоискателя. Щелкните здесь, чтобы загрузить проект схемы-металлоискателя. Теги: Металлоискатель таймер 555 Проект. Предыдущая схема зарядного устройства сильноточной свинцово-кислотной батареи. Следующая схема компаратора LM339.
Как сделать свой собственный детектор Lapidary World
показано на схематической диаграмме выше символом Значения единиц измерения свыше 1000 Ом показаны одной или несколькими цифрами, за которыми следует K, что указывает на множитель Таким образом, 47K на схеме означает 47000 Ом.значения указаны цветными полосами или точками на корпусе резистора. к легенде схемы
Схема золотого датчика, проводка автомобильного радио
Золотая схема датчика, электрическая схема, бесплатная электронная схема, схемы, схемы, руководство по проектам «сделай сам», руководство учебное пособие, электрическая схема, схемотехническая схема
555 металлоискатель: хранилище Металлоискатель, золото
19 ноября, 2017 Эта схема находится в разделе :, схемы, 555 металлоискатель l32339 Металлоискатель с использованием avr tiny13.Я планирую использовать 555 ic для подачи питания на катушку и передачи этого выхода на tiny13 на выводе 2 (clk1). Металлоискатель i с датчиком темноты 555 (9)
Принципиальная схема металлоискателя Tesoro Bandido II
Принципиальная схема металлоискателя Tesoro Bandido II. Список запчастей ИС: IC1: 4024; IC2: LM2931; IC3, IC6, IC10: TLC2262; IC4: 4066; IC5, IC8: LM393
русский Металлодетектор Svet elektronike
Рисунок 3: Блок-схема металлоискателя IB Рисунок 4: Блок-схема металлоискателя BFO Генератор частоты биений (BFO) На рисунке 4 показана блок-схема Металлоискатель BFO.Это один из старейших методов обнаружения металлов. Его работа довольно проста. Генератор № 1 содержит поисковую катушку как часть своего резонансного контура.
Принципиальная схема металлоискателя White’s Classic I
Принципиальная схема металлоискателя White’s Classic I. White’s Classic I был очень простым и легким в использовании устройством, идеально подходящим для начинающих поисковиков. Это был простой детектор.
19+ Планы на металлоискатели своими руками [Бесплатно] MyMyDIY Inspiring
Есть видео, которое показывает, как работает металлоискатель, и есть схема, как собрать схему.СМОТРЕТЬ ПЛАНЫ. 11. Конструкция импульсного индукционного металлоискателя GreenPAK. Facebook. Twitter. Конечно, вы не можете ожидать, что это простое устройство будет работать как металлоискатель для золота.
Типовая принципиальная схема Металлоискатель Совет
7 ноября 2019 г. · Типовая принципиальная схема. детекторная техника; Автор kac, 6 ноября 2019 г. в Metal Detector Advice & Comparisons. Поделиться подписчиками 1. Рекомендуемые сообщения. kac 1,989 Недавно в моем родном городе в моей родной стране старатели начали открывать золото
Gold Mountain TreasureLinx
Сын Билла Махана, основатель D-Tex, выкупил Gold Mountain и представил несколько новых моделей.Один из них – VIP, похожий на отряд D-Tex. Gold Mountain в конечном итоге превратился в Gold Mountain Technologies и представил несколько фантастических детекторов. Эти детекторы
Схема электронных цепей
Схема низкочастотного металлоискателя Heathkit Groundtrack GR-1290 и примечания по конструкции катушки детектора: Металл: 27 июня 2010-5: Принципиальная схема металлоискателя White’s Surfmaster PI (импульсная индукция): Металл 27 июня 2010 г .: 8: Схема цепи ультразвуковой радарной сигнализации
Простая принципиальная схема металлоискателя с использованием таймера 555 IC
14 мая 2015 г. · Как эти две концепции используются вместе в цепи металлоискателя, объясняется в рабочем разделе этого проекта.Компоненты схемы +9 напряжения питания; 555 IC; Резистор 47кОм; Конденсатор 2,2 мкФ (2 шт.) Динамик (8 Ом) 170 витков катушки диаметром 10 см (подойдет любой калибр) Принципиальная схема и работа. На рисунке показана принципиальная схема
Детектор только золота YouTube
22 апреля 2010 г. · Детекторы золота 31 768 просмотров. 5:52. Как сделать недорогие биолокационные удочки Продолжительность: 12:20. Гэри Родитель: 229047 просмотров. 12:20. КАК СОБИРАТЬ GOLDFINDER XTR METAL DETECTOR
Энциклопедия поиска золота Криса Ральфа: информация
Металлоискатели для поиска золота: библиотека и книжный магазин Всегда есть чему поучиться.Вот большой список книг, которые я рекомендую по разведке золота, горных пород и минералов, геологии,
Лучший металлоискатель для золота и начинающих или профессионалов
19 июля 2020 г. · 1. Лучший универсальный металлоискатель для Золото, серебро и монеты: Minelab GPX 5000 Сегодня мы рассмотрим металлоискатель Minelab GPX 5000. GPX500 от Minelab – это самый современный металлоискатель для поиска золота на рынке. Ни один другой металлоискатель не способен обнаруживать золото
Схема металлоискателя с индуктивным датчиком приближения – Gadgetronicx
Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Схемы датчиков> Схема металлоискателя с индуктивным датчиком приближения
Команда Gadgetronicx 4 сентября 2020
Металлоискатели используются для обнаружения металлических предметов с различных поверхностей.Обычно в схемах этого типа используются индукторы и их индуктивные свойства для обнаружения металла. Однако в этой схеме мы используем специальный индуктивный датчик приближения для идентификации железных объектов и зуммер для подачи сигнала тревоги при обнаружении.
Работа цепи металлоискателя:
Работа индуктивного датчика:
Для этой схемы мы будем использовать индуктивный датчик приближения ПЛ-05П. Этот индуктивный датчик способен обнаруживать металлы в пределах 5 мм.Имеет диапазон напряжения питания 10-30 В. Индуктивный датчик имеет внутренний генератор, который генерирует серию импульсов. Эти импульсы будут создавать магнитное поле вокруг своей поверхности, которое распространяется до диапазона обнаружения. Поэтому, когда металлический объект входит в зону обнаружения (то есть в пределах 5 мм), он нарушает магнитное поле. В зависимости от этого изменяется состояние выхода.
Для этого индуктивного датчика доступны различные варианты. Мы выбрали тот, у которого тип выхода PNP, как показано на диаграмме выше.Здесь, когда в диапазоне срабатывания датчика нет металлических предметов, базовое напряжение транзистора будет> 0,7 В. Это приводит к выходу 0 напряжения на черном проводе (выходе).
В то время как при попадании любого металлического предмета в диапазон срабатывания базовое напряжение упадет <0,7 Вольт. Это активирует транзистор, и на черном проводе будет напряжение 11,3 В (~ 12 В). Мы собираемся использовать это выходное напряжение от черного провода с компаратором и использовать его в качестве металлоискателя.
Зуммер:
Выход индуктивного датчика может управлять нагрузкой до 200 мА.Мы используем зуммер 5-12V в качестве звукового элемента в нашей схеме. Этот зуммер потребляет максимум около 30 мА, что вполне соответствует возможностям нашего индуктивного датчика.
Когда выходной сигнал датчика становится высоким, он включает зуммер и поднимает тревогу для обнаружения. Когда ничего не находится в пределах диапазона датчика, выходной сигнал датчика будет низким, и, следовательно, зуммер будет неактивен.
Потребление тока:
Датчик потребляет около 2,2 мА для своей работы, а зуммер потребляет около 30 мА тока.Таким образом, можно с уверенностью предположить, что эта схема потребляет около 35 мА тока в активном состоянии. Следовательно, он может питаться от аккумулятора 12 В. и будет мобильным.
Надеюсь, этот переключатель металлоискателя был вам полезен. Ознакомьтесь с другими схемами на нашем сайте. Если у вас есть какие-либо вопросы, отзывы и предложения, оставьте их в поле для комментариев ниже.
Цепь металлоискателяс использованием разностного резонатора
Здесь описывается простая схема металлоискателя, которая может обнаруживать металлические проводники в непосредственной близости от нее на расстоянии от 25 до 30 миллиметров.С помощью этой схемы можно обнаруживать скрытые металлические предметы, такие как металлическая фольга, заключенная в пластиковую крышку, например тюбики зубной пасты, а также небольшие предметы, такие как наконечники для заправки, сделанные из магнитных материалов. Однако очень тонкая металлическая фольга может остаться незамеченной из-за большого сопротивления.
Схема металлоискателя
Схема основана на принципе разностного резонатора и состоит из инверторов, детекторных катушек, конденсаторов и транзисторов, как показано ниже.
Схема металлоискателяВы можете сконструировать модель с большим радиусом действия на аналогичных принципах, используя более высокую мощность и большие размеры катушек детектора.
Теория действия
Работа этой схемы металлоискателя основана на обнаружении магнитного поля, создаваемого вихревыми токами, генерируемыми в проводнике, когда он находится в переменном магнитном поле. Схема детектора образована катушками L1, L2 и L3. Катушки L1 и L2, каждая из которых имеет 200 витков эмалированного медного провода 44SWG (диаметр 0,08 мм), намотаны на стержень гелевой ручки. Два небольших ферритовых стержня вставляются в стержень гелевой ручки и фиксируются с обоих концов с помощью клея, как показано здесь.
Узел катушки детектораЗафиксируйте сменный элемент на основании (опоре), например, на небольшой печатной плате общего назначения, с помощью клея. Закрепите печатную плату заправки гелевой ручки на одном конце бобины для припоя 50 г так, чтобы заправка находилась в центре шпульки.
Катушка L3, имеющая 200 витков эмалированной медной проволоки 25SWG (диаметр 0,5 мм), намотана на катушку для припоя. Изменяющееся магнитное поле, создаваемое в катушке L3, индуцирует ток в катушках L1 и L2. Катушки L1 и L2, включенные последовательно, вместе с конденсатором C1 образуют разностный резонатор.Сама катушка L3 приводится в резонанс за счет возбуждения прямоугольного сигнала с частотой, приблизительно равной резонансной частоте контура L-C, образованного внешней катушкой L3 и конденсатором C2.
Прямоугольная волна генерируется генератором, образованным вентилями N1 и N2 (IC CD4069). Вентили с N3 по N6 действуют как буферы для управления внешней катушкой L3. Это создает синусоидальный ток в катушке L3, создавая синусоидальное магнитное поле, взаимно связывающее две внутренние катушки.
Схема работы
Когда металл (проводник) подносится к одной из внутренних катушек, скажем L1, вихревые токи в проводнике уменьшают магнитный поток в катушке L1, уменьшая наведенную электродвижущую силу (ЭДС).Это означает, что две катушки создают разностный сигнал из-за присутствия проводящего объекта (металла) рядом с катушкой L1, как показано на схеме. Катушки L1 и L2 соединены таким образом, что разность наведенных ЭДС подается на транзистор T1 через конденсатор C4. Транзистор Т1 выполнен в виде усилителя слабого сигнала.
Усилитель смещен с помощью большого базового резистора в 1 МОм. Сигнал разности переменного тока непосредственно появляется на переходе база-эмиттер транзистора T1, вызывая изменения в токе эмиттера.Это приводит к изменению напряжения на коллекторе T1, которое заставляет транзистор T2 светиться LED1.
Слабый сигнал, создаваемый магнитным полем вихревых токов в небольшом куске металла, таком как винт или гайка, достаточен для срабатывания T2 через T1.
Обычно ферритовые стержни в катушках L1 и L2 регулируются так, чтобы разностный сигнал от них был минимальным. В этой конкретной конструкции можно настроить сигнал на напряжение синусоиды всего 5 мВ.Транзистор T2 играет роль электронного переключателя для управления светодиодом LED1, который действует как визуальный индикатор всякий раз, когда обнаруживается металл.
Таким образом, когда узел детектора приближается к проводнику, светодиод LED1 светится. Вы можете заменить конденсаторы C1 и C2 методом проб и ошибок и установить значение максимальной чувствительности, чтобы выбрать резонансную частоту и управлять генератором (N1 и N2) на этой частоте. Здесь выбрана частота 55 кГц.
Примечание:
Убедитесь, что два резонатора (один образован последовательно соединенными L1 и L2, а другой L3) имеют примерно одинаковую частоту резонанса.
Частота резонанса цепи L-C определяется по формуле:
Частота генератора R-C, использующего вентили, определяется по формуле:
Вы можете изменять значения R5 и C3, используя переменные резисторы и конденсаторы для точной настройки частоты.
Строительство и испытания
Соберите схему металлоискателя на печатной плате общего назначения и поместите в подходящий небольшой шкаф. Подключите все четыре клеммы катушек к основанию печатной платы для подключения катушек к главной цепи.Сменный стержень для гелевой ручки должен быть достаточно прочным. Надежно закрепите его внутри шпульки, используя немагнитные непроводящие материалы. Ферритовые стержни также должны быть надежно закреплены на своих местах с помощью синтетической эмали. Даже небольшое непреднамеренное смещение может резко нарушить баланс резонатора. Поэтому рекомендуется использовать ферритовый стержень винтового типа.
Авторский прототипДля сборки катушки детектора сначала вставьте один из ферритовых стержней в передний конец детектора так, чтобы он находился прямо внутри трубки для заправки геля.Теперь вставьте второй ферритовый стержень в другой конец трубки. В этот момент светодиод LED1 должен ярко светиться. Очень медленно протолкните ферритовый стержень внутрь трубки, наблюдая за индикатором LED1. Как только LED1 погаснет, прекратите толкать стержень, отметьте положение стержня и закрепите его в трубке с помощью клея. Теперь детектор хорошо настроен и готов к работе.
Проект был впервые опубликован в октябре 2011 г. и недавно был обновлен.
.