Спроектированный мной металлоискатель работает по принципу биений, образующихся за счет разницы вибраций опорного и перестраиваемого генераторов (выбираются 5-10-я гармоники, наиболее близкие по частоте). Это повышает чувствительность прибора до такой степени, что он может обнаружить, например, монету номиналом 5 копеек на глубине 10 см под землей или стальную крышку канализационного люка или трубу на глубине 65 см см.
Металлоискатель выполнен на доступной элементной основе, поэтому не требует тщательной настройки и неприхотлив в эксплуатации. Питание осуществляется от гальванической батареи «Крона».
Перестраиваемый генератор собран по так называемой схеме «емкостной трехточки» с использованием логических элементов DD1.1–DD1.2 отечественной ИМС К561ЛА7. Его генераторный контур образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2-С4 и варикапом VD1, а подача необходимого напряжения обеспечивается наличием потенциометра R2, выполняющего роль устройства настройки низкой частоты биений.
Рис. 1 Принципиальная схема самодельного металлоискателя
В схему добавлен транзистор VT1. Его назначение – обеспечить термокомпенсацию варикапа VD1. Если выпускаемый металлоискатель рассчитан на работу в хороших условиях с небольшим изменением температуры окружающей среды, VT1 можно исключить из состава этого устройства.
Генератор модели реализован в двух логических элементах И-НЕ на микросхеме DD2 (К561ЛА9). Частота стабилизирована кристаллом ZQ1 (1МГц).
И регулируемый генератор, и опорный генератор имеют буферный каскад (логический элемент DD1.3 и соответственно DD2.3), работающий на смесителе DD1.4. Выделенный в последнем сигнал разностной частоты поступает на усилитель (транзистор VT2) с эмиттерным повторителем (VT3). Капсюль микротелефона BF1 слухового аппарата действует как звуковой индикатор для обнаружения металла на земле. Стабилизатор напряжения DA1 снабжает «электронику» постоянным напряжением 5 В, а полупроводниковый диод VD2 защищает электронику от неправильной полярности при подключении силового аккумулятора.
«Настроить» перестраиваемый генератор на необходимые 100-200 кГц подбором конденсатора С2 и изменением емкости «тюнера» СЗ потенциометром R2 в среднем положении. Они стремятся получить сигнал биения, громко воспроизводимый капсюлем BF1, с максимально возможным соотношением частот опорного генератора и перестраиваемого генератора.
Настройте усилитель с эмиттерным повторителем, подобрав резисторы R10 и R12. Ориентиром является контрольное напряжение 2,5 В коллектора VT2 и нагрузочного резистора R14. Регулировка термокомпенсации, осуществляемая на транзисторе VT1, осуществляется подбором R5. При этом он обеспечивает поддержание напряжения между коллектором и эмиттером VT1 в пределах 2-2,5 В.
Рис. Рисунок 2 и Рисунок 3 Конструкция и практическая реализация самодельного металлоискателя:
1 – ручка; 2 – опорная тяга (стеклопластиковая лыжная палка, Л900-1000); 3 – металлический корпус электронного блока; 4 – гальваническая батарея «Крона» 5 – печатная плата с установленными радиодеталями; 6- Кронштейны (2 шт) для фиксации корпуса. 7 – регулятор «настройки» 8 – коаксиальный кабель; 9 – кронштейн. 10 поисковых катушек (0160 мин, 60 витков ПЭЛ-0,2) 11 – изолированные обмотки (изолента, слои); 12 Электростатический экран (редко завернутый в змеевидную алюминиевую фольгу, открытые концы). 13 – защитная обмотка (изолента, 2-3 слоя); 14- Основание (стеклопластиковый круг, s2-4)
Поисковая катушка L1 намотана на болванку диаметром 160 мм. В комплекте 60 витков провода ПЭЛ-0,2. Далее идет один слой изоленты. После этого катушку оборачивают змеевидной алюминиевой фольгой (между соседними обмотками существует небольшой вакуум) для электростатического экранирования. Электрический контакт между концами такого экрана не допускается (в противном случае образуется замкнутый контур).
Полученный каркас датчика обматывался двумя-тремя слоями изоленты для предохранения от повреждений и приклеивался к основанию (круглый кусок стеклотекстолита толщиной 2–4 мм) с помощью ЭДП типа «эпоксидка» рамку датчика с помощью кронштейна. Опорная штанга — лыжная палка из стекловолокна с ручкой и блоком. В корпусе блока размещены гальваническая батарея «Крона» и вся «электроника», смонтированная на печатной плате из фольги гетинакса толщиной 1,5 мм. Соединение поисковой катушки с платой осуществляется коаксиальным кабелем, проходящим внутри опорного стержня.
Далее мы обсудим беспроводные компоненты, необходимые для сборки металлоискателя. Все они, включая полупроводниковые приборы и микросхемы, выбраны из недорогих и популярных категорий. В частности, постоянный резистор типа МЛТ-0,125. Достаточно небольшого потенциометра R2, желательно с переключателем (последний на схеме не показан).
Рисунок 4. Топология печатной платы самодельного металлоискателя
Конденсаторы постоянной емкости С1, С9 и С11 могут быть любого размера, но номиналы указаны на схеме.
К C2, C4-C8 предъявляются более строгие требования. Для надежной работы и долговечности в различных условиях рекомендуется выбирать эти конденсаторы среди термостойких конденсаторов. В частности, желательно установить керамический конденсатор СЗ, выполняющий роль «тюнера», наиболее устойчивый к резким перепадам температуры (например, типа КТ4-23 емкостью 4-20 пФ). Также в качестве конденсаторов большой емкости С10.С12 до С15 можно смело использовать «электролит» К50-6, обеспечивающий стабильную работу схемы.
Вооружившись такими базовыми основами, автор изготовил несколько металлоискателей по изложенным выше разработкам. Мы рады сообщить, что во время установки и эксплуатации не возникло никаких проблем.
В.Гричко, Краснодар «Моделист-конструктор» №1, 2004 г
- Хотите связаться со мной?
