63 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...
Затеяли ремонт? Вам сюда ⬇️

Металлоискатель на одной микросхеме

Металлоискатели на микросхемах

Металлоискатели на микросхемах

Принцип действия описываемых ниже приборов основан на сравнении значений частоты колебаний двух генераторов: образцового и перестраиваемого, изменяющего частоту под действием на его колебательный контур искомого металлического предмета. По сравнению с другими известными методами — мостовым (регистрируется разбаланс измерительного моста, в одно из плеч которого включена поисковая катушка), сдвига фаз (измеряется фазовый сдвиг колебаний образцового и перестраиваемого генераторов), передатчик-приемник (регистрируется переизлучаемая предметом РЧ энергия) — метод сравнения значений частоты (иными словами, метод биений) менее эффективен, однако более прост в реализации. Построенные с его использованием металлоискатели компактны, не требуют тщательной настройки и мер по жесткой стабилизации частоты, неприхотливы в эксплуатации, благодаря чему и получили широкое распространение. Предлагаемые вниманию читателей устройства выполнены на доступной элементной базе и могут быть с успехом использованы в строительстве, коммунальном хозяйстве для поиска скрытых под слоем земли, мусора или снега люков и крышек колодцев, решеток водостока и т. д.

Металлоискатель, принципиальная схема которого изображена на рис. 1, собран всего на одной микросхеме К176ЛП2. Один из ее элементов (DD1.1) использован в образцовом генераторе, другой (DD1.2) — в перестраиваемом. Колебательный контур образцового генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов С1, С2, перестраиваемого — из поисковой катушки L2 и конденсатора С4; первый перестраивают перменным конденсатором С1, второй — подборкой конденсатора С4. На элементе DD1.3 выполнен смеситель колебаний с образцовой и переменной частотами. С нагрузки этого узла — переменного резистоpa R5 — сигнал разностной частоты поступает на вход элемента DD1.4, а усиленное им напряжение 34 — на головные телефоны ВР1. Прибором можно обнаружить пятикопеечную монету на глубине до 60 мм, а крышку канализационного колод ца — на глубине до 0,6 м.


Несколько большей чувствительностью обладает металлоискатель, собранный по схеме, показанной на рис. 2. Здесь в качестве смесителя и усилителя колебаний разностной частоты применена микросхема К118УН1Д (DAI). Образцовый и перестраиваемый генераторы этого прибора также идентичны по схеме, каждый из них выполнен на двух инверторах (DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2 соответственно), элементы DD1.3 и DD2.3 — буферные (ослабляют влияние смесителя на генераторы). Образцовый генератор настраивают на заданную частоту переменным конденсатором С1, перестраиваемый — подборкой конденсатора С2.

Повысить чувствительность металлоискателя, в котором использован метод биений, можно, настроив образцовый генератор на частоту в 5. 10 раз большую, чем частота перестраиваемого. В этом случае возникают биения между колебаниями образцового генератора и ближайшей по частоте (5. 10-й) гармоникой перестраиваемого генератора, и расстройка последнего, скажем, всего на 10 Гц приводит к увеличению частоты разностных колебаний на 50. 100 Гц. Именно таким способом достигнута повышенная чувствительность прибора, схема которого изображена на рис. 3. Пятикопеечную монету с его помощью можно обнаружить на глубине до 100 мм, а крышку колодца — на глубине до 0,65 м. Образцовый генератор металлоискателя выполнен на двух элементах микросхемы DD2 и настроен на частоту 1 МГц. Требуемую стабильность частоты обеспечивает кварцевый резонатор ZQ1. В перестраиваемом генераторе использованы два элемента микросхемы DDI. Его колебательный контур L1C2C3VD1 настроен на частоту в несколько раз меньшую, чем образцовый генератор. Для настройки контура применен варикап VD1, напряжение на котором регулируют переменным резистором R2. Смеситель выполнен на элементе DDI.4, в качестве буферных использованы элементы DD1.3 и DD2.3.

Каждый из металлоискателей смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы и расположение деталей первого из них (по схеме на рис. 1 показаны на рис. 4, второго (рис. 2) — на рис. 5, третьего (рис. 3) — на рис. 6. Платы рассчитаны на установку постоянных резисторов МЛТ 0,125 (МЛТ-025, ВС-0,125), конденсаторов КТ-1 (С2-С7 — в первом, С2, С5-С8 — во втором, С2, СЗ, С5-С7 — в третьем) КМ-4 или К10-7Е (соответственно С8-С10; СЗ С4, С9-С12, С15, С16; С2, СЗ, С5-С7) и К50-6 (остальные). Для перестройки генераторов по частоте применены переменные конденсаторы с твердым диэлектриком от малогабаритных транзисторных приемников «Мир» (в первом устройстве) и «Планета» (во втором). Разумеется, возможно использование и любых других подходящих по габаритам и значениям минимальной и максимальной емкости конденсаторов, в том числе и подстроечных КПК-З емкостью 25. 150 пФ. Переменные резисторы R5 (рис. 1) и R2 (рис. 3) — малогабаритные любого типа. С целью уменьшения размера смонтированных плат по высоте оксидные конденсаторы С11 первого металлоискателя и С9 третьего установлены параллельно платам (их выводы согнуты под углом 90 о ). Кварцевый резонатор смонтирован на отдельной плате из стеклотекстолита, закрепленной параллельно основной со стороны деталей.

Катушки L1 металлоискателей, собранных по схемам на рис. 1 и 2, намотаны на ферритовых (600НН) кольцевых магнитопроводах типоразмера К8х6х2. В первом катушка содержит 180 витков провода ПЭЛШО 0,14, во втором — 50 витков ПЭЛШО 0,2. Намотка в обоих случаях — равномерная по всему периметру магнитопровода. В первом устройстве катушка приклеена клеем БФ-2 непосредственно к печатной плате, во втором (из-за недостатка места) — к небольшому уголку, согнутому из листового полистирола толщиной 1,5 мм и приклеенному этим же клеем к плате. Поисковая катушка каждого из трех металлоискателей намотана в кольце, согнутом из винипластовой трубки внешним диаметром 15 и внутренним 10 мм. Наружный диаметр кольца первого прибора — 250, второго и третьего — 200 мм, числа витков — соответственно 100 и 50, провод — ПЭЛШО 0,27. После намотки кольцо обернуто лентой из алюминиевой фольги для электростатического экранирования (необходимого для устранения влияния емкости между катушкой и землей). При намотке ленты следует помнить, что электрический контакт между ее концами недопустим (в противном случае образуется замкнутый виток). Для защиты от повреждений фольгу обматывают одним- двумя слоями поливинилхлоридной изоляционной ленты. Вид готовой катушки, изготовленной описанным способом, показан на рис. 7. Следует отметить, что диаметр поисковой катушки может быть как меньше, так и больше указанных значений. С его уменьшением «зона захвата» сужается, но прибор становится более чувствительным к мелким предметам, с увеличением же, наоборот, «зона захвата» расширяется, а чувствительность к мелким предметам снижается. Для индикации поиска во всех приборах применены головные телефоны ТОН-2.

Питать металлоискатели можно от батареи «Крона» или 7Д-0,115, а если не смущают габариты, то и от соединенных последовательно двух батарей 3336 или шести элементов 316, 332. Вместе с источником питания смонтированную плату и органы управления помещают в небольшую плоскую металлическую коробку (латунь, луженая жесть толщиной 0,4. 0,6 мм) и закрепляют последнюю на штанге (см. фото), изготовленной из дюралюминиевой трубы внешним диаметром 16. 20 мм (можно использовать старую лыжную палку). К ее противоположному концу крепят поисковую катушку. Угол между плоскостью ее витков и осью штанги — 55. 80 о . Для удобства хранения и транспортировки металлоискателя поисковую катушку целесообразно сделать съемной, предусмотрев для этой цели подходящий коаксиальный разъем. С платой устройства катушку желательно соединить коаксиальным кабелем (его погонная емкость меньше и более стабильна, чем у экранированного провода).

Налаживание металлоискателя по схеме на рис. 1 сводится к настройке его генераторов на частоту примерно 100 кГц. Перестраиваемый генератор настраивают на эту частоту подбором конденсатора С4, образцовый — конденсатора С2, установив предварительно ротор конденсатора С1 в среднее положение. Образцовую частоту подбирают такой, чтобы частота звукового сигнала в телефонах оказалась в пределах 500. 1000 Гц. Аналогично, но на частоту около 300 кГц, настраивают генераторы второго прибора (перестраиваемый — подборкой конденсатора С2, образцовый — самим переменным С1).

Перестраиваемый генератор третьего металлоискателя настраивают (подбирая конденсатор С2 при среднем положении движка резистора R2) на частоту 100. 200 кГц. Задача сводится к тому, чтобы при возможно большем отношении частот образцового и перестраиваемого генераторов получить громкий сигнал разностной частоты в телефонах. Частоту перестраиваемого генератора контролируют частотомером на выходе элемента DD1.3 или волномером, поднесенным к поисковой катушке L1. Частота кварцевого резонатора ZQ1 может быть любой в пределах 0,5. 1,8 МГц, однако если она больше 1 МГц, между образцовым генератором (вернее, выходом буферного элемента DD2.3) и смесителем целесообразно включить делитель частоты на микросхеме серии К176 или К561, понижающий образцовую частоту до 0,5. 1 МГц.

Р. СКЕТЕРИС
г. Паневемис
Литовской ССР
Радио №8, 1990

Как сделать простой металлоискатель своими руками

Здравствуйте, дорогие друзья! Многие радиолюбители мечтают собрать простой металлоискатель своими руками для поиска кладов. У меня в детстве тоже была такая мечта, найти огромный деревянный сундук с кладом. И вот я решил её осуществить. Сегодня я расскажу, как сделать простой металлоискатель на двух микросхемах NE555. Прибор работает по принципу индукционного баланса, состоит из двух генераторов работающих на одной частоте, предназначен для поиска черного и цветных металлов без дискриминации. Металлоискатель обладает хорошей чувствительностью, он способен обнаружить пятирублевую монету на глубине до пятнадцати сантиметров, более крупные предметы до восьмидесяти сантиметров.

Читать еще:  Как подключить однофазный счетчик электроэнергии схема подключения

На этом рисунке представлена схема металлоискателя на двух микросхемах NE555.

Простой металлоискатель на двух микросхемах NE555

А это печатная плата металлоискателя.

Печатная плата металлоискателя на двух микросхемах NE555

Принцип работы металлоискателя очень простой, два генератора работающие на одной частоте, составляют единую сбалансированную, индукционную систему, которая работает на грани срыва. Как только в зону действия катушек попадает металл, нарушается индукционный баланс и в динамике раздается сигнал.

Катушки у металлоискателя должны быть абсолютно одинаковые. Каждая катушка наматывается отдельно на оправе диаметром 19 сантиметров и содержит 30 витков провода 0.5 – 0.7 мм в лаковой изоляции.
Для намотки катушек я использовал обмоточный провод ПЭТВ-2 d=0.5 мм, вытащил я его из старого трансформатора, а качестве оправы приспособил кастрюлю подходящего диаметра. Витки скрепил в шести местах прочной ниткой, потом пропитал бакелитовым лаком и обмотал изолентой.

После пайки всех компонентов устройство надо правильно настроить. Резистор Р1 на 100К предназначен для настройки частоты приемного генератора. Резистор Р2 на 200К для грубой настройки чувствительности прибора.

Выносной резистор Р3 на 100К для точной настройки чувствительности металлоискателя. Все резисторы ставим в среднее положение.

Включаем питание. Прибор начнет издавать писк.

Если писка нет, перемещайте одну катушку относительно другой в разные стороны. Устройство будет пищать в двух положениях, при малом перекрытии и при среднем перекрытии. Но нас интересует только малое перекрытие, именно этим местом прибор обнаруживает металл. Расположите катушки таким образом, чтобы в динамике слышался треск.

Далее переменным резистором Р1 добейтесь максимально устойчивого потрескивания. Это момент срыва генератора и максимальная чувствительность прибора.

Если металлоискатель постоянно пищит или молчит и никак не реагирует на перемещение катушек, вращение резистора Р1, тогда подрегулируйте устройство резистором Р2.

Резистор Р3 предназначен для подстройки металлоискателя после включения питания, а также в случае разряда батареи его надо немного подрегулировать и добиться устойчивого потрескивания и соответственно максимальной чувствительности прибора.

Для проверки работоспособности металлоискателя поднесите металлический предмет к месту соединения двух катушек, в динамике будет слышен громкий писк.

Осталось надежно закрепить катушки с помощью термоклея и повторно произвести окончательную настройку металлоискателя резистором Р1.

Все компоненты я разместил в подходящей пластиковой коробке, которую купил в ближайшем электро магазине. Плату и динамик приклеил термоклеем, восемь элементов питания вставил в специальный отсек для батареек.

Ручку резистора Р3 вывел наружу. Выключатель просто воткнул в просверленное отверстие.

Для испытания прибора я отправился за город. Погода просто сказка! Металл так и шепчет, найди меня! Здесь когда то была тракторная бригада…

Ну, что поехали! Немного не удобно, одной рукой держать камеру, другой металлоискатель и пробираться сквозь сухую траву.

Ага, кажется, что то нашел!

Это моя первая находка, большая ржавая гайка. Пойдем искать дальше…

Через пол часа усиленных поисков я насобирал небольшую кучку металла.

Желаю вам удачи! До встречи в новых статьях!

Простой и надёжный металлоискатель своими руками

Простой экономичный металлоискатель своими руками на одной микросхеме

Если Вы потеряли кольцо, ключ, отвёртку… и знаете приблизительное место потери, то не стоит отчаиваться! Вы можете собрать металлоискатель своими руками или попросить знакомого радиолюбителя собрать несложный металлоискатель своими руками. Ниже представлена схема простого в изготовлении и проверенного годами металлоискателя, который (при определённых навыках) можно сделать за один день. Простота описываемого металлоискателя в том, что он собран всего на одной весьма распространённой микросхеме К561ЛА7 (CD4011BE). Настройка тоже проста и не требует дорогих измерительных приборов. Для настройки генераторов достаточно осциллографа или частотомера. Если всё сделано без ошибок и из исправных элементов, то и эти приборы не понадобятся.

Чувствительность данного металлоискателя:

металлическую крышку от банки «видит» до 20 см, сотовый телефон до 15 см, батарейка «крона» до 10 см, 5 руб монета до 8 см.

На этом расстоянии едва меняется тон генератора в наушниках, при более близком расстоянии тон увеличивается. Чем больше площадь металла, тем больше расстояние обнаружения. Различает диамагнетики и ферромагнетики.

Для изготовления металлоискателя нам понадобятся:

  1. Микросхема К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, аналог CD4011);
  2. Транзистор — маломощный низкочастотный, например — КТ315, КТ312, КТ3102, аналоги: ВС546, ВС945, 2SC639, 2SC1815 и т.п.);
  3. Диод — любой маломощный, например — кд522Б, кд105, кд106, аналоги: in4148, in4001 и т.п.;
  4. Переменный резистор — 3 шт (1 кОм, 5 кОм, 20 кОм с выключателем или выключатель отдельно);
  5. Постоянный резистор — 5 шт (22 Ом, 4,7 кОм, 1,0 кОм, 10 кОм, 470 кОм);
  6. Керамических, а ещё лучше слюдяных конденсаторов — 5 шт: 1000 пф -3шт, 22 нФ -2шт, 300 пф);
  7. Электролитический конденсатор (100,0 мкф х 16В) — 1шт;
  8. Провод ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТВ и т.д., диаметром 0,4-0,7 мм;
  9. Низкоомные наушники (от плеера);
  10. Батарея 9В.

Схема металлоискателя

Внешний вид платы металлоискателя

В корпусе от старого карманного радиоприёмника (можно использовать корпус от мыльницы, из под губки для чистки обуви или в корпусе от электрической соединительной коробки.

Внимание! Для исключения помех и влияния рук человека при касании к регуляторам — корпуса переменных резисторов необходимо соединить с минусом платы.

При правильно спаянной схеме металлоискателя, исправности и правильного значения элементов, правильно сделанной поисковой катушки устройство работает без проблем. Если при первом включении в наушниках не слышно писка и изменения частоты при регулировке регулятора «ЧАСТОТА» — значит надо подобрать резистор (10 кОм) , стоящий последовательно с регулятором и/или конденсатор в этом генераторе (300 пф). Тем самым мы делаем одинаковыми частоты образцового и поискового генераторов.

При возбуждении генератора, появления свиста, шипения, искажений припаять конденсатор 1000 пф (1Н0 он же 102) с выв. 6 микросхемы на корпус.

Осциллографом или частотомером посмотреть частоты сигналов на выводах 5 и 6 К561ЛА7. Добиться их равенства вышеописанным методом настройки. Сама рабочая частота генераторов может колебаться от 80 до 200 кГц.

Защитный диод (любой маломощный) нужен для исключения повреждения микросхемы при ошибочном включении батареи питания (что часто бывает :).

Изготовление катушки металлоискателя

Катушки наматываются на оправке диаметром 15-25 см ( например, ведро или на челноке из толстой проволоки или фанеры — чем меньше диаметр, тем меньше чувствительность, но больше избирательность мелких металлов). Выбирайте для каких целей он Вам нужен.

Используется провод в лаковой изоляции ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТВ…, диаметром — 0,4 — 0,7 мм (хорошо подходит от старых цветных телевизоров с петли размагничивания кинескопа или отклоняющей системы) и содержит около 100 витков (можно наматывать от 80 до 120 витков). Поверх провода обматываем плотно изолентой.

Затем катушку поверх изоленты обматываем полоской фольги, оставив 2-3 см не обмотанным участок. Фольгу можно взять с некоторых видов кабелей или на крайний случай — порезать на полоски шириной 2 см фольгу от шоколадки

Далее поверх фольги обматываем не изолированным проводом (лучше лужённым). Начало провода останется на катушке, а конец припаиваем на корпус, т.е. минус питания платы.

Всё ещё раз плотно заматываем изолентой.

Фото готовой катушки. Осталось сверху обмотать изолентой.

Полученную готовую катушку крепим на диэлектрик (например, не фольгированный текстолит или гетинакс). Далее его прикрепляем к держаку.

Катушку со схемой соединяем двойным экранированным проводом (экран на корпус). Провод можно взять от старых шнуров для перезаписи с магнитофона на магнитофон или шнур НЧ (аудио-видео) для соединения телевизора с DVD и т.д.

Правильная работа металлоискателя: при включении регулятором «частота» в наушниках устанавливаем низкочастотный гул, при приближении к металлу изменяется частота.

Можно второй вариант, чтоб гул в ушах «не стоял», установить нулевые биения, т.е. совместить две частоты. В наушниках тогда будет тишина, но как только катушку подносим к металлу — частота поискового генератора изменяется и в наушниках появляется писк. Чем ближе к металлу — тем выше частота в наушниках. Но чувствительность при этом способе не велика. Прибор среагирует только при сильной расстройке генераторов, например при поднесении к крышке от банки.

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе DIP

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе SMD

Зотов А., Сергей В., Волгоградская обл.

P.S.

Эту схему металлоискателя можно обсудить на нашем ФОРУМЕ

Вы хотите сделать этот металлоискатель?

Но у Вас нет деталей и платы?

Несколько вариантов металлоискателя из набора

Вы можете заказать их

на нашем САЙТЕ

Набор для изготовления металлоискателя

(в наборе все необходимые детали и печатная плата)

Читать еще:  Схема подключения трехфазного двигателя на 220 вольт

Собранный по этой схеме из набора металлоискатель В. Стрельцына

Если нужен металлоискатель с большей чувствительностью мелких

металлических предметов, то можете посмотреть

Возможно Вас также заинтересует книга: А.И.Щедрин. «Новые металлоискатели для поиска кладов и реликвий.»

П О П У Л Я Р Н О Е:

Скоро Новый год — пора наряжать ёлку и комнату! Какой же новый год и без СНЕЖИНОК? Давайте сегодня рассмотрим: как можно легко и быстро сделать простую, но красивую объёмную снежинку из бумаги.

С помощью стробоскопа получится красивый световой эффект для любой дискотеки. Можно использовать на танцплощадках, клубах и даже у себя дома.

Ранее мы писали: что можно сделать из старой микроволновой печи. Сегодня давайте подробно рассмотрим, как сделать аппарат для точечной сварки своими руками из высоковольтного трансформатора или МОТ (Microwave Oven Tranformer – трансформатор микроволновой печи) от старой не годной микроволновки. Конечно, при условии, что ВВ трансформатор исправен (хотя бы его первичная обмотка), а неисправно что-то другое: магнетрон, шлейф, плата управления и т.д.

Для мастера бывает необходимость в точечной сварке. Данная точечная сварка даёт ток до 800 Ампер, чего вполне достаточно для сварки листового металла до 1,5мм.

Очень простой и надежный металлоискатель на микросхеме К561ЛА7

Поиск кладов, древних реликвий и прочих интересных вещей для многих является довольно таки востребованным видом хобби, наряду с рыбалкой или охотой. Этот вид отдыха также можно считать активным, а для некоторых металлоискатель — вполне неплохое орудие для добычи денег, ведь в земле можно найти довольно таки большое количество черных металлов, которые сегодня ценятся. Ведь есть же пословица, что «мы ходим по деньгам».

В магазине даже за не слишком мощный металлоискатель порой запрашивают приличные деньги. В этой статье речь пойдет о том, как можно собрать металлоискатель своими руками. Для этого требуются минимальные навыки в области работы с электроникой ну и небольшие (в сравнении с покупкой нового металлоискателя мизерные) вложения.

По словам автора, устройство способно обнаруживать металлическую крышку от банки на глубине в 20 см. Более мелкие предметы, такие как 5-ти рублевая монета, обнаруживаются на глубине 10 см.

Материалы и инструменты для сборки:
— микросхема К561ЛА7 или ее аналог;
— маломощный низкочастотный транзистор (подойдут КТ315, КТ312, КТ3102, аналоги: ВС546, ВС945, 2SС639, 2SС1815 и так далее)
— любой маломощный диод (например кд522Б, кд105, кд106. );
— три переменных резистора (4,7 kOm, 6,8 kOm, 10 kOm с выключателем);
— пять постоянных резисторов (22 Om, 4,7 kOm, 1,0 kOm, 10 kOm, 470 kOm);]
— пять керамических или слюдяных конденсаторов (1000 пф — 2 шт., 22 нФ -2 шт., 300 пф);
— один электролитический конденсатор (100,0 мкф х 16В);
— провод типа ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,6-0,8 мм;
— наушники от плеера (или любые низкоомные);
— батарейка на 9В.

Процесс изготовления металлоискателя:

Шаг первый. Корпус и внешний вид устройства
В связи с тем, что поиски происходят зачастую среди ветвей, травы или при влажной погоде, устройство должно быть надежно защищено от воздействия всех этих факторов. В качестве корпуса для электроники можно использовать коробочку из под мыла или от крема для чистки обуви. Главное, чтобы электронная часть была надежно защищена.



Важно знать, что если не соединить переменные резисторы (их корпуса) с минусом платы, устройство будет образовывать помехи. Если все сделано верно и изготовлена качественная катушка, при работе устройства никаких проблем не возникает. При включении металлоискателя в наушниках сразу должен появиться характерный писк, он должен реагировать на ручку регулятора частоты. Если это не наблюдается, то необходимо выбрать резистор 10 кОм, который стоит последовательно с регулятором, или подобрать конденсатор 300 пФ в этом генераторе. В итоге нужно выровнять частоты поискового и образцового генератора.

Чтобы определить, какие частоты издает генератор, понадобится осциллограф. Всего рабочая частота может находиться в пределах 80-200 кГц. Замеры делаются на выводах 5 и 6 микроконтроллера К561ЛА7.

Еще в системе есть защитный диод. Он нужен для того, чтобы защитить электронику от неправильного включения батареи.

Шаг второй. Делаем поисковую катушку
Катушки наматывают на оправки с диаметром около 15-25 см. В качестве формы можно использовать ведро или челнок из проволоки или фанеры. Чем меньше будет катушка, тем меньше у нее будет чувствительность, все зависит от того, для каких целей будет использоваться металлоискатель.

Для соединения катушки со схемой нужно применять экранированный провод, экран подключается к корпусу. Подобные провода можно применяются для перезаписывания музыки с магнитофона. Еще можно использовать шнур НЧ, для подключения к телевизору различных устройств.

Шаг третий. Проверка металлоискателя
Когда устройство будет включено, в наушниках можно будет услышать характерный шум, частоту нужно настроить регулятором. При поднесении катушки к металлу, шум в наушниках будет меняться.


Еще можно переделать схему таким образом, чтобы при работе металлоискатель молчал, а сигнал будет появляться лишь тогда, когда под катушкой будет появляться металл. При этом частота шума будет говорить о том, какой размер предмета и на какой глубине он находится. Но, по словам автора, при таком подходе сильно снижается чувствительность металлоискателя, и он улавливает только очень крупные предметы.

Для получения нулевых биений нужно совместить две частоты.

Вот таким вот способом можно собрать простенький металлоискатель своими руками. Конечно, настоящий клад с ним вряд ли найдешь, а вот собирать монетки и утерянные сережки на пляже вполне возможно. К устройству можно сделать две катушки, одну для поиска крупных предметов, а вторую для поиска мелких.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Простой металлоискатель по принципу индукционного баланса

Представляю вам схему и конструкцию простого металлоискателя для изготовления своими руками


Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя

Схема основана на двух микросхемах NE555. Здесь присутствует передающая (Tx) и приемная (Rx) катушки, поэтому схему можно условно разделить на две части. Левая часть представляет собой генератор прямоугольных импульсов. Времязадающие компоненты R1, R2, C1 подобраны так, что частота на выходе составляет около 700 Гц. Это частота слышимого диапазона. Импульсы передаются через токоограничивающий резистор R3.

Обе катушки располагаются в пространстве таким образом, что они совместно образуют некую зону перекрытия и система находится в индукционном балансе. При этом в принимающей катушке нулевое напряжение и правая часть схемы никак не реагирует. Если поблизости появляется металлический предмет, то происходит дисбаланс и появляется звуковой сигнал.
Сигнал от приемной катушки усиливается транзистором VT1 и поступает на вход второй микросхемы. В качестве биполярного транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ, его можно заменить на любой аналогичный с большим коэффициентом усиления. С помощью четырех резисторов R5 — R8 образован делитель напряжения. Переменные резисторы служат для настройки металлоискателя. R6 является подстроечным и настраивается после взаимного размещения катушек. А R7 и R8 служат для грубой и точной настройки, их следует установить на корпусе прибора (обеспечьте к ним легкий доступ).
Звуковой сигнал создается благодаря пьезоизлучателю BA1, который можно взять от ненужного мультиметра. Но при тестировании схемы мне понравилось звучание пьезоизлучателя со встроенным генератором. Несмотря на то, что на выходе DD2 формируется импульсный сигнал он не только будет хорошо сигнализировать, но и позволит уловить малейшие изменения звука при обнаружении металлического объекта.

Создание катушек

Для намотки катушек металлоискателя потребуется эмалированный обмоточный провод, диаметром от 0,3 мм. В моем случае использован максимально допустимый диаметр 0,7 мм.
Оптимальный диаметр намотки катушки составляет примерно 15-16 см. Следует подобрать какой нибудь круглый предмет (например ведерко), чтобы вокруг него наматывать катушку. Но можно воспользоваться приспособлением. Для этого на чистую деревянную поверхность нужно забить гвозди по заранее начерченному кругу.

Внутренний диаметр в моем случае 15,5 см. Я намотал 25 полных витков. Количество витков можно и даже нужно делать больше чем у меня, к примеру около 50 витков. Сам обмоточный провод можно взять от ненужных электродвигателей или силовых трансформаторов.
Когда катушка будет намотана, аккуратно достаем ее из приспособления и обматываем бумажным скотчем. В итоге необходимо сделать две абсолютно одинаковые катушки. Далее ножом соскабливаем лак и после очистки эти концы нужно залудить.

Обмотки имеют свойство изгибаться и терять правильную геометрию, поэтому катушки нужно полностью обмотать, например бумажным скотчем. После этого их нужно немного приплюснуть там где они перекрывают друг друга. Часто их делают похожими на букву «D» как показано на рисунке ниже.

В качестве основания для поисковых катушек удобно использовать сэндвич-панель, которая используется для откосов пластиковых окон.

Читать еще:  Чудо лобзик ру чертежи поделки

Плата будет находиться на некотором расстоянии от поисковых катушек и не рекомендуется использовать обычные провода. Для соединения катушек с платой я использовал экранированный провод, если не ошибаюсь от микрофона.


Экранированный провод для соединения катушек с платой.

Центральный провод нужно припаять к началу катушки, а другой к минусу питания как показано выше.
Для обеих катушек, естественно, провода будут отдельные, чтобы не было помех.

Расположение и настройка катушек

Настройка системы начинается до приклеивания катушек к основанию.

Подстроечный резистор R6 устанавливаем примерно на 90 кОм, а регулировочные резисторы R7 и R8 ставим в среднее положение. Теперь нужно подвигать катушки. Прибор будет издавать звук в двух положениях. При широком и узком перекрытии. Я советую зафиксировать катушки при их узком перекрытии как показано на рисунке ниже (положение 2). По моим наблюдениям в положении 2 чувствительность лучше и происходит более точное позиционирование.

После этого нужно хорошенько приклеить к основанию. Я это сделал с помощью термоклея. Но если есть желание можно в основании проделать углубления для катушек и залить их эпоксидкой.

После того как клей застыл нужно снова подкорректировать настройки. R7 и R8 мы пока не трогаем, они установлены в среднее положение и резистором R6 нужно добиться такого положения, при котором звуковой излучатель немного потрескивает и так сказать находится в пограничном положении между молчанием и пищанием (на грани срыва). В дальнейшем при использовании металлоискателя потребуется только корректировать положение R7 и R8. Это обусловлено тем, что прибор не идеальный, катушки не экранированы, а также настройки будут портиться при потере напряжения батарейки.

Вариант доработки

По желанию можно произвести дополнительную доработку катушек — экранирование от внешних электромагнитных полей («щит Фарадея»). Это делается после первоначального покрытия обмоток, который был описан ранее (бумажным скотчем или изолентой). Затем нужно взять длинные полоски алюминиевой фольги и обмотать катушки. Это делается не полностью, а оставляется зазор около 1-2 см в месте вывода проводов. Фольга соединяется с концом катушки и подключается к минусу питания. После этого катушка покрывается изолентой.

Я не стал этого делать, так как боялся потери чувствительности.

Конструкция металлоискателя

После пайки компонентов, с поверхности платы желательно удалить остатки флюса и канифоли, т.к. они могут плохо влиять на работу схемы.
Разместить плату я решил в металлической коробочке, и чтобы не было замыкания с паянными соединениями, дно корпуса было покрыто изолентой. Позже я скорее всего, подберу пластмассовый корпус.

Всегда обращайте внимание на жесткость закрепления кабелей, т.к. будет обидно если в процессе использования что нибудь отпаяется.
Схема будет питаться от батарейки типа «кроны». Схема имеет низкое энергопотребление, но все таки лучше поставить алкалиновую батарейку, она обеспечит работу устройства на несколько «копов».

Рукоятка была сделана из металлопластиковой водопроводной трубы, а ближе к основанию она продолжена пластмассовыми трубками, чтобы катушки не реагировали на саму рукоятку из металлопласта. Конструкция получилась довольно легкая. Укладку экранированных проводов произвел изолентой. Коробочку с платой металлоискателя установил повыше, чтобы регулировочный резистор был под рукой.

Совет

Каждый раз перед использованием металлоискателя, следует переменным резистором добиться быстрого потрескивания излучателя. Чем быстрее треск, тем больше чувствительность.


Первая находка

Эксперимент: монету диаметром 2,5 см я закопал в земле на глубине 25 см. При сканировании, катушки находились на расстоянии 5 см от земли. При этом металлоискатель издавал отчетливый сигнал. Предполагаю, что крупные металлические предметы будут «прозваниваться» глубже.

В любом случае мне требуется определенное время, чтобы привыкнуть к металлоискателю и после некоторых поисков, подвести окончательные результаты его способностей.

К этой статье имеется видеоролик, в котором показан процесс создания металлоискателя и его тест.

Простой металлоискатель на микросхеме К561ЛА7

Схема простого и доступного металлоискателя на микросхеме К561ЛА7, она же CD4011BE. Данный металлоискатель сможет собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель, но не смотря на простору схемы, он обладает достаточно не плохими характеристиками. Питается металлоискатель от обычной кроны, заряда которой хватит на долгое время, так как потребление мощность не большое.

Металлоискатель собран всего на одной микросхеме К561ЛА7 (CD4011BE), которая достаточно распространенная и доступная. Для настройки нужен осцилограф или частотаметр, но если собрать схему правильно, то эти приборы и не понадобятся вовсе.

Схема металлоискателя

Чувствительность металлоискателя

Что касается чувствительность, но она достаточно не плохая для такого простого прибора, скажем металлическую банку от консервы видит на расстоянии до 20 см. Монету номиналом 5 рублей, до 8 см. При обнаружении металлического предмета, в наушниках будет слышет тон, чем ближе катушка к объекту, тем тон сильнее. Если предмет имеет большую площадь, скажем как канализационный люк или кастрюля, то глубина обнаружения увеличивается.

Компоненты металлоискателя

  • Транзисторы можно использовать любые низкочастотные маломощные, такие на КТ315, КТ312, КТ3102 или их зарубежные аналоги ВС546, ВС945, 2SC639, 2SC1815
  • Микросхема соответственно К561ЛА7, заменить её можно на аналог CD4011BE или К561ЛЕ5
  • Диоды маломощные такие как кд522Б, кд105, кд106 или аналоги: in4148, in4001 и подобные.
  • Конденсаторы 1000 пФ, 22 нФ и 300 пФ должны быть керамическими, а лучше, подайдут слюдяные, если такие имеются.
  • Переменный резистор 20 кОм, нужно взять с выключателем или выключатель отдельно.
  • Медный провод для катушки, подойдет ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,5-0,7мм
  • Наушники обычные, низкоомные.
  • Батарея питания на 9 вольт, крона вполне годится.

Немного информации:

Плату металлоискателя можно поместить в пластиковый корпус от автоматов, как его сделать можете прочитать в этой статье: Корпус для металлоискателя своими руками . В данном случае, была использована соединительная коробка ))

Рекомендую соединить корпуса переменных резисторов с минусом платы, дабы избавиться от помех и влияние пальцем рук при касании к переменникам. Я бы сказал это обязательно нужно сделать!

Если не путать номиналы деталей, если спаять схему правильно и но инструкции намотать катушку, то металлоискатель заработает сразу без особых настроек.

Если при первом включении металлоискателя, в наушниках не слышно писка и изменения частоты при регулировке регулятора «ЧАСТОТА» — значит нужно подбирать резистор 10 кОм, стоящий последовательно с регулятором и/или конденсатор в этом генераторе (300 пф). Тем самым мы делаем одинаковыми частоты образцового и поискового генераторов.

При возбуждении генератора, появления свиста, шипения или искажений, припаять конденсатор 1000 пф (1nf) с шестого вывода микросхемы на корпус, как показано на схеме.

Осциллографом или частотомером посмотреть частоты сигналов на выводах 5 и 6 микросхемы К561ЛА7. Добиться их равенства вышеописанным методом настройки. Рабочая частота генераторов может колебаться от 80 до 200 кГц.

Защитный диод (любой маломощный) нужен для защиты микросхема, если к примеру вы не правильно подключите батарею, а такое бывает не редко. ))

Катушка металлоисктеля

Катушка наматывается проводом ПЭЛ или ПЭВ 0,5-0,7 мм на оправе, диаметр которой может быть от 15 до 25 см и содержит 100 витков. Чем меньше диаметр катушки, тем меньше чувствительность, но больше избирательность мелких предметов. Если вы собираетесь использовать металлоискатель для поиска чёрного металла, то лучше изготовить катушку большего диаметра.

Катушка может содержать от 80 до 120 витков, после намотки необходимо плотно обмотать её изолентой как показано на схеме ниже.

Теперь необходимо по верх изоленты, намотать тонкую фольгу, подойдёт пищевая или от шоколада. Обматывать нужно не до конца, а оставить пару сантиметров, как показано ниже. Обратите внимание, фольга наматывается аккуратно, лучше нарезать ровные полоски шириной 2 сантиметра и обматывать катушку как изолентой.

Далее поверх фольги наматываем примерно 23 витка не изолированного или лужённого провода, равномерно-произвольно. Начало провода оставляем на катушке, а конец припаиваем на минус питания платы.

Теперь снова плотно обматываем катушку изолентой.

Катушка готова, теперь можно закрепить её на каркас из диэлектрика, изготовить штангу и собрать всё до кучи. Штангу можно спаять из полипропиленовых труб и фитингов, диаметром 20 мм.

Для соединения катушки со схемой, подойдёт двойной экранированный провод (экран на корпус), например тот, который соединяет телевизор с DVD плеером (аудио-видео).

Как должен работать металлоискатель

При включении, регулятором «частота», в наушниках устанавливаем низкочастотный гул, при приближении к металлу изменяется частота.

Второй вариант, чтоб гул в ушах «не стоял», установить нулевые биения, т.е. совместить две частоты. В наушниках тогда будет тишина, но как только катушку подносим к металлу — частота поискового генератора изменяется и в наушниках появляется писк. Чем ближе к металлу — тем выше частота в наушниках. Но чувствительность при этом способе не велика. Прибор среагирует только при сильной расстройке генераторов, например при поднесении к крышке от банки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector