Низькобюджетний металодетектор. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Низькобюджетний металодетектор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Металошукачі

Коментарі до статті

Цей унікальний металодетектор зроблено всього на п'яти компонентах - дешевій мікросхемі, змінному конденсаторі, двох пошукових котушках та навушнику. Але незважаючи на простоту він має досить хороші параметри.

Ця схема відноситься до металодетекторів. І хоча вона містить деякі вузли від інших металодетекторів, її принцип роботи відрізняється від них.

Не буде перебільшенням сказати, що з характеристик схема відповідає недорогому детектору з індукційним балансом (ІБ). Зберіть її - і ви в цьому переконаєтесь! Ця конструкція навіть простіша, ніж оригінальний детектор на биттях, схема якого була опублікована в EPE за травень 2004 року.

При тестуванні було встановлено, що старий англійський пенні виявляється на повітрі на відстані 15 см, хоча через різні фактори, що впливають на чутливість, дальність виявлення може зменшуватися до 12,5 см.

Тим не менш, цей детектор може скласти конкуренцію для бюджетних ІБ і навіть мати деякі корисні особливості успадковані від детекторів на биття.

Запровадження

Замість використання пошукового і зразкового генераторів (як у детекторах на биттях), або передавальної та приймальної котушок (як у ІБ детекторів), цей детектор використовує два передавачі (або пошукових генератора) з котушками, що взаємно перекриваються, як у ІБ детекторів.

Низькобюджетний металодетектор
Рис. 1. Принципова схема - навряд чи може бути простіше

Примітка до схеми: кожна котушка містить 70 витків дроту ПЕЛ-0,32 намотаного на оправці діаметром 12 см.

Котушки повинні перекриватися між собою для отримання тону в навушниках.

Як очевидно з малюнка 1, схема дуже проста. Кожен генератор зібраний на одному підсилювачі лічильника ОУ плюс пошукова котушка!

Сигнали з цих генераторів змішуються (як у детекторів на биттях) і в результаті цього можна почути сигнал биття.

Але крім всієї цієї схожості з детекторами на биття є і відмінність. І ця відмінність, яка суттєво збільшує чутливість детектора полягає в тому, що кожна з котушок змінює частоту генератора через індуктивний зв'язок. В результаті виходить "баланс" як у ІБ детекторів і чутливість стає більшою, ніж у схем на биття.

Крім всього цього, потрібен засіб для керування вихідною частотою биття, щоб можна було налаштовувати прилад. Це може бути виконано різними способами, в даному випадку використовується стандартний конденсатор змінний 100 пФ від АМ приймача, з'єднаний між двома генераторами.

Так як концепція схеми запозичена від індукційно-балансних і детекторів на биття, ми називатимемо принцип роботи цього детектора "баланс биття" (ББ).

Характеристики

Основні характеристики схеми такі:

Залежно від того, як він сконструйований, цей детектор має потенційно чутливість як у ІБ детектора.
Не потрібний приймальний підсилювач або детектор рівня, це спрощує схему і знижує її вартість. Подана схема містить всього два основних компоненти, при тому що аналогічна за чутливістю схема бюджетного ІБ міститиме близько 10..20 компонентів.
Обидва пошукові генератори ідентичні, отже схема стійка до зміни напруги живлення та навколишньої температури. Через це відпадає потреба в схемах компенсації та стабілізаторі напруги.
Кожна з котушок має протилежний відгук на ціль, і отже високий імунітет до мінералізації грунту. У той же час, схема має хорошу дискримінацію в точці перекриття обох котушок.

Схема

В основі конструкції лежить найпростіший генератор на інверторі. Розглянемо спочатку генератор на IC1. З моменту, коли індуктивність починає чинити опір швидким змінам напруги (званим реакцією), будь-яка зміна логічного рівня на виході (висновок 1) буде передаватися на вхід, що інвертує 2 з затримкою за часом. Швидкість наростання вихідної напруги становить приблизно 8В/МС, всі наступні перемикання IC1 відповідно затримуються і таким чином генератор переходить у робочий режим, з коливаннями на виході.

Один із висновків пошукової котушки з'єднаний з неінвертуючим входом (висновок 3), який стабілізує роботу. У принципі висновок 3 міг би бути не підключеним, але це було б неоптимальним рішенням.

Так як різні інтегральні мікросхеми мають різні швидкості наростання вихідної напруги та вхідні опори, то вони навряд чи працюватимуть у цій схемі. Однак TL074CN поширена і її доступність не повинна бути проблемою.

Пошукова котушка є відповідальною частиною генератора і вона повинна бути правильно сконструйована, щоб генератор запрацював і була отримана необхідна частота на виході.

Ця частота має бути досить великою, але не настільки, щоб на неї впливали шуми або нестабільність параметрів.

Характеристики мікросхеми IC1 та індуктивність котушки впливають на частоту генерації, що знаходиться в районі 260 кГц (без підключеного екрану Фарадея). Екран Фарадея збільшує індуктивність котушки приблизно вдвічі, відповідно частота на виході генератора стає приблизно вдвічі меншою.

Генератор на IC1b включений так само, як і IC1a, за винятком того, що його пошукова котушка підключена в протифазі.

У міру того, як пошукову котушку переміщують паралельно землі, поява металу збільшує індуктивність спочатку L1 і потім L2 або навпаки, в результаті чого частота генерації трохи зменшується. Третій підсилювач IC1c використовується для змішування сигналів двох генераторів, і на його виході виходить частота биття, що лежить в діапазоні аудіо.

Все це є характерною рисою детектора ББ типу. Присутність металу як змінює частоту пошукового генератора, а й як і в ІБ детектора, впливає іншу котушку. Насправді обидві якушки впливають одна на одну через взаємоіндукцію, і це є причиною суттєвого збільшення чутливості системи.

Крім того, необхідно знайти спосіб для налаштування детектора. Це досягається за допомогою змінного конденсатора VC1, який з'єднується з двома індуктивностями (пошуковими котушками). В якості VC1 буде працювати практично будь-який конденсатор змінної ємності, бажано тільки що він мав не занадто велику ємність - від 47 пФ до 100 пФ. Якщо такого немає, то можна використовувати конденсатор більшого номіналу, включивши з ним послідовно ємність 47пФ.

Як навушники використовуються п'єзотелефони. Якщо їх гучність занадто велика, її можна зменшити, включивши послідовно з навушниками резистор відповідного номіналу. Індуктивний звуковипромінювач використовувати не рекомендується через небезпеку навантаження IC1c.

Струм, що відбивається схемою становить приблизно 15мА. Вісім батарей типу АА вистачає приблизно на 70 годин роботи.

Конструкція

У схемі немає великої кількості деталей, тому важко припуститися будь-якої помилки. Важливо не помилитися з включенням мікросхеми та фазуванням пошукових котушок. Крім цього, інших проблем не повинно бути.