• (Обучение бесплатно)
  • Приглашаем учащихся 5-11кл попробовать свои силы на занятиях объединения "Радиотехническое конструирование"
  •  (Обучение бесплатно)
  • Запись проводится с 9-00 до 17-00 по адресу г. Комсомольск-на-Амуре МОУ ДО ЦЮТ
  •    ул Краснофлотская, д 22, корп 2. Телефон: (4217) 54-79-88
  •    Начало занятий - сентябрь 2016 г.
  •    *Если не успели записаться.
  •    Приходите,ждем!!!*
                           










                                               


  • I






      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Сервисы

Широкий выбор недорогих и качественных товаров
 
Выгодный обмен
электронных валют

Интересно
Немного подработать
Есть свободное время?
Можешь немного подработать.
Загрузка...
Друзья JR



JUNIOR RADIO





Металлоискатели своими руками 2





Металлоискатель схема которого приведена на рисунке, можно собрать всего за несколько минут (наверно). Он состоит из двух практически идентичных LC- генераторов, выполненных на элементах DD1.1-DD1.4, детектора по схеме удвоения выпрямленного напряжения на диодах VD1 VD2 и высокоомных (2кОм) головных телефонов BF1, изменение тональности звучания которых и свидетельствуют о наличии под катушкой-антенной металлического предмета.



Генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2, самовозбуждается на частоте резонанса последовательного колебательного контура L1C1, настроенного на частоту 465 кГц (использованы элементы фильтра ПЧ супергетеродинного приемника). Частота второго генератора (DD1.3, DD1.4) определяется индуктивностью катушки L2 (30 витков провода ПЭЛ 0,4 на оправке диаметром 200мм) и емкостью конденсатора переменной емкости С2, позволяющего перед поиском настроить металлоискатель на обнаружение предметов определенной массы. Биение, возникающие в результате смещения колебаний обоих генераторов, детектируется диодами VD1, VD2, фильтруются конденсатором С5 и поступают на головные телефоны BF1. Все устройство собрано на небольшой печатной плате, что позволяет при питании от плоской батареи для карманного фонаря сделать его очень компактным и удобным в обращении. Примечание. При повторении металлоискателя можно использовать микросхему К155ЛА3. Любые высокочастотные германивые диоды и КПЕ. При поиске металлических предметов под землей или ремонтных работах, когда в квартире приходится сверлить стены и есть вероятность наткнуться на металлическую арматуру, трубы или проводку. Чтобы этого не случилось, удобно воспользоваться металлоискателем для точного определения их места. Устройство позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно увеличить чувствительность путем увеличения размеров рамки.


Электрическая схема собрана на транзисторах, работающих в режиме микротоков, и состоит из ВЧ генератора (100 кГц) на VT1, который настраивается резистором R1 на максимальную чувствительность к металлическим предметам. В качестве катушек L1 и L2 используются две рамки. Транзисторы VT2, VT3 включены как диоды и обеспечивают стабилизацию режимов автогенератора - VT1 и активного детектора на VT4 при изменении напряжения питания и температуры. Резистор R6 устанавливает чувствительность металлоискателя. На транзисторах VT5 и VT7 собран звуковой автогенератор, который включается транзистором VT6. Для того чтобы обеспечить громкий звук пьезоизлучателя HF1, параллельно включена катушка L3, что увеличивает напряжение на пьезоизлучателе за счет резонанса между внутренней емкостью HF1 и индуктивностью L3.



При попадании в поле катушек L1-L2 металлического предмета частота генератора меняется, что приводит к уменьшению амплитуды напряжения на входе детектора (VT4) - он запирается, а транзистор VT6 откроется, что разрешает работу звукового генератора. Данная схема по сравнению с аналогичными устройствами, использующими принцип биений частот, обеспечивает большую чувствительность и проще в изготовлении. В качестве источника питания применена батарея типа "Корунд" или "Крона" (9 В), но может использоваться и любой стационарный источнике напряжением 6...10 В. Ток потребления в дежурном режиме не более 1,5 мА, при работе звукового сигнала - 7 мА.



Все элементы схемы размещены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита. Корпус для рамки выполняется из любых диэлектрических материалов, например склеивается из оргстекла. Катушки L1 и L2 одинаковые и содержат по 40+40 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм (периметр катушек 340 мм); L3 наматывается на двух склеенных вместе ферритовых кольцах типоразмера К10х6х3 мм марки 400...1000НМ - 250...300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Подстроенные резисторы R1 и R6 типа СП5-16В, остальные могут быть любыми малогабаритными. Конденсаторы применены: С7 - типа К50-35 на 16В, остальные типа К10-17. Диод VD1 можно заменить любым импульсным. Микровыключатель SA1 типа ПД-9-2. При настройке устройства, если не удается получить генерации на VT1 с помощью регулировки резистором R1 (контролировать осциллографом напряжение на этом резисторе), потребуется изменить фазу подключения выводов катушки L1. При регулировке схемы на максимальную чувствительность к металлическим предметам может потребоваться изменить расстояние перекрытия катушек А, после чего рамки катушек фиксируются клеем.

Следующий прибор позволяет обнаруживать массивные металлические предметы на глубине до 0,8 м независимо от характера покрытия (снег, земля, асфальт и пр.). Металлоискатель состоит из измерительного генератора, опорного генератора, смесительного каскада, эмиттерного повторителя, триггера Шмитта и головных телефонов


Катушка L1 измерительного генератора является датчиком, реагирующим на металлические предметы. Вблизи от таких предметов меняется частота сигнала генератора, что вызывает изменение частоты сигнала на выходе смесителя. Поскольку контур смесителя настроен на 1 кГц (разностная частота измерительного и опорного генераторов при отсутствии металлических предметов), то изменение частоты измерительного генератора приведет к уменьшению разностной частоты сигнала и снижению его амплитуды на выходе смесителя. В головных телефонах будет прослушиваться меняющийся тон сигнала, уменьшающийся по громкости. В непосредственной близости от массы металла напряжения сигнала будет недостаточно для срабатывания триггера и звук прекратится вовсе. Измерительный генератор собран на транзисторе Т1, частота которого 510 кГц. Колебательный контур генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов СЗ, С4. Опорный генератор выполнен на транзисторе Т6, его колебательный контур состоит из катушки L3 и конденсаторов С12-С14. Смеситель собран на транзисторе Т2, в его нагрузке (контур L2, С6) выделяются колебания разностной частоты. Эмиттерный повторитель (ТЗ) служит для согласования смесителя с триггером на транзисторах Т4, Т5. Триггер срабатывает при напряжении 0,5 В. Поисковая катушка L1 выполнена в виде кольца диаметром 300 мм. Витки катушки заключены в дюралюминиевый электростатический экран диаметром 8 мм. Для изготовления катушки берут 10 отрезков провода ПЭВ-2 диаметром 0,96 мм, длиной 1250 мм. Этот жгут пропускают сначала в поливинилхлоридную трубку длиной 1000 мм, а затем в дюралюминиевую трубку длиной 960 мм и изгибают в виде кольца. Концы проводов соединяют между собой последовательно. Экран не должен образовывать короткозамкнутого витка. Катушка смесителя (L2) намотана на кольцевом сердечнике из феррита марки М2000НМА типоразмера К38 х 24 х 7 мм. Катушка имеет 200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм. Катушка L3 содержит 135 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. В ней необходимо предусмотреть подстроечный латунный сердечник.

Металлоискатель по принципу BFO (Beat Frequency Oscillation) основан на сравнении разности частот между образцовым и поисковым LC генератором. Измеряемым параметром является частота LC-генератора, включающего катушку поисковой головки.
В зависимости от того, объект из какого металла (черный/цветной) находится возле поисковой головки - частота поискового контура понижается или соответственно повышается. Частота сравнивается с эталонной частотой опорного генератора и полученная разностная частота бие-ний выводится на звуковую (визуальную) индикацию.






Экранировка катушки намотана из фольги.
Начало и конец обмотки из фольги не должны касаться друг друга, поэтому между ними оставляют зазор несколько миллиметров. Экран катушки припаян к общему проводу схемы.
RP1 - тонкая настройка,
RP2 - грубая настройка.


Импульсный металлоискатель

При проведении строительных или ремонтных работ приходится определять трассы трубопроводов, электрических кабелей и проводов. В этих случаях без металлоискателя не обойтись. Любители-кладоискатели тоже применяют подобные приборы. На поисковую головку-излучатель (индуктивности 0.2-0.3 мкГн) импульсного детектора металлов подаются импульсы с частотой следования 40–200 Гц большой силы тока (до 20 А) и напряжением до 200 В. Если рядом с излучателем нет металлического предмета, то задний фронт импульса остается коротким. В случае близкого расположения трубы, кабеля или чего-нибудь токопроводящего, задний фронт затягивается.




В основу прибора положена схема, разработанная Ю.Колоколовым, с обработкой параметров импульса при помощи микроконтроллера. Это позволило упростить схемотехнику прибора без снижения технических характеристик.

Технические характеристики металлоискателя
Напряжение питания: 7,5 – 14 В.
Потребляемый ток: 90 мА.
Глубина обнаружения:
- монета диаметром 25 мм: 0,23 м;
- пистолет: 0,40 м;
- каска: 0,60 м.




Изюминкой" этой схемы является применение дифференциального усилителя во входном каскаде. Он служит для усиления сигнала, напряжение которого выше напряжения питания. Дальнейшее усиления обеспечивает приемный усилитель. Для измерения полезного сигнала предназначен первый интегратор. Во время прямого интегрирования производится накопление полезного сигнала, а во время обратного интегрирования - преобразование результата в цифровую форму. Второй интегратор имеет большую постоянную интегрирования (240 мс) и служит для балансировки усилительного тракта по постоянному току.


Конденсатор C6 начинает разряжаться через резистор R21. Время разряда будет пропорционально напряжению, которое установилось на конденсаторе C6 к концу интегрирования полезного сигнала. Это время измеряется с помощью микроконтроллера, который осуществляет аналого-цифровое преобразование. Для измерения времени разряда конденсатора C6 используются аналоговый компаратор и таймеры, которые встроены в микроконтроллер D3. Микроконтроллер AT90S2313 также имеет в своем составе 8-ми битный RISC процессор с быстродействием 10 MIPS, 32 рабочих регистра, 2 килобайта Flash ПЗУ, 128 байт ОЗУ, сторожевой таймер. С помощью светодиодов VD3...VD8 производится световая индикация. Кнопка S1 предназначена для начального сброса микроконтроллера. С помощью переключателей S2 и S3 задаются режимы работы устройства. С помощью переменного резистора R29 регулируется чувствительность металлоискателя. Алгоритм функционирования Для разъяснения принципа работы описываемого импульсного металлоискателя ниже приведены осциллограммы сигналов в наиболее важных точках прибора


На время интервала A открывается ключ VT1. Через катушку датчика начинает протекать пилообразный ток . При достижении величины тока около 2 А ключ закрывается. На стоке транзистора VT1 возникает выброс напряжения самоиндукции. Величина этого выброса более 300В и ограничивается резисторами R1, R3. Для предотвращения перегрузки усилительного тракта служат ограничительные диоды VD1, VD2. Также для этой цели на время интервала A (накопление энергии в катушке) и интервала B (выброс самоиндукции) открывается ключ D2.1. Это снижает сквозной коэффициент усиления тракта с 400 до 7. На осциллограмме 3 показан сигнал на выходе усилительного тракта (вывод 8 D1.2). Начиная с интервала C ключ D2.1 закрывается и коэффициент усиления тракта становится большим. После завершения защитного интервала C, за время которого усилительный тракт входит в режим, открывается ключ D2.2 и закрывается ключ D2.4 - начинается интегрирование полезного сигнала интервал D. По истечении этого интервала ключ D2.2 закрывается, а ключ D2.4 открывается - начинается "обратное" интегрирование. За это время (интервалы E и F) конденсатор C6 полностью разряжается. С помощью встроенного аналогового компаратора микроконтроллер отмеряет величину интервала E, которая оказывается пропорциональной уровню входного сигнала. Для версий V1.0 и V1.1 микропрограммного обеспечения установлены следующие значения интервалов: A - 60...200 мкс, мкс, B - 12 мкс, C - 8 мкс, D - 50 мкс, А + В + С + D + E + F (период повторения). Микроконтроллер обрабатывает полученные цифровые данные и индицирует с помощью светодиодов VD3...VD8 и излучателя звука Y1 степень воздействия мишени на датчик. Светодиодная индикация представляет собой аналог стрелочного индикатора - при отсутствии мишени горит светодиод VD8, далее в зависимости от уровня воздействия последовательно загораются VD7,VD6 и т.д.

Настройку прибора рекомендуется проводить в следующей последовательности:

- убедиться в правильности монтажа;
- подать питание и убедиться, что потребляемый ток не превышает 100 мА;
- вместо резистора R7 установить переменный резистор и
вращая его ротор добиться такой балансировки усилительного тракта,
чтобы осциллограмма на выводе 7 D1.4 соответствовала осциллограмме 4.
 При этом необходимо следить за тем, чтобы сигнал в конце интервала D был неизменным,
 т.е. осциллограмма в этом месте должна быть горизонтальной.
После этого переменный резистор необходимо измерить и заменить на постоянный ближайшего номинала.



Поисковая головка
Поисковая головка для металлодетектора - одна из важнейших его частей. От качества ее изготовления зависит, как будет работать прибор. Данные катушки - диаметр 19 см, количество витков 27, провод ПЭВ, ПЭЛ 0,5 мм, кабель для катушки - двухпроводный, многожильный неэкранированный провод в резиновой изоляции. Данная головка обеспечивает чувствительность обнаружения монеты 5 коп (СССР) на расстоянии 19 -20 см на воздухе. Одноконтурная поисковая головка диаметром 19 мм не обладает достаточной чувствительностью к мелким металлическим объектам (например ювелирным украшениям), маленькая же имеет небольшую глубину поиска. Совместить глубину поиска с чувствительностью к мелким объектам можно изготовив двухконтурную поисковую головку.
Двухконтурная головка.
На кусочках ДВП размечаем контуры будущей катушки (внешний диаметр 200 мм, внутренний диаметр 90 мм, толщина стенок 18 мм). Наматываем катушки. На отправке диаметром 19,2 мм – 25 витков, на оправке диаметром 84 мм – 5 витков. Пропитываем катушки лаком и укладываем их в канавки, соединяя последовательно. Заводим кабель, распаиваем концы, вставляем кабельный ввод. Кладем катушку вверх канавкой и заливаем канавку эпокисдной смолой. После полимеризации переворачиваем катушку, вклеиваем ушки и покрываем всю поверхность эпоксидкой в 2 слоя. Распаиваем штекер, кабель оборачиваем скотчем для защиты от краски и 2-3 раза окрашиваем катушку.
Конструкция катушки позволяет локализовать 1 коп (СССР) на расстоянии 100 мм. Центр объекта очень легко определяется, поскольку диаграмма чувствительности к небольшим предметам получается конусной (в центре на 1-2 см больше).
Верхняя штанга
Для изготовления верхней штанги металлодетектора потребуется отрезок дюралюминиевой, медной или латунной трубы диаметром 22 мм с толщиной стенок 2 мм. Его длина - 120-140 см. Из трубы с помощью трубогиба выгибается S-образная штанга




Из листового металла 1,5 - 2,5 мм вырезается и изгибается подлокотник. Подлокотник крепится к штанге болтом М6. Под подлокотником находится контейнер для элементов питания. Провод питания пропущен внутри штанги и выведен через отверстие диаметром 5 мм в районе электронного блока. Пластиковая затяжная муфта взята от раздвигающейся щетки для мытья окон. Внутренний диаметр затяжного элемента муфты - 16 мм, внешний – 20 мм. Затяжной элемент вклеивается в штангу на эпоксидной смоле. Неопреновая ручка может быть заменена отрезком резинового шланга или поролоновым валиком.
Нижняя штанга намотана на оправке диаметром 14 мм из 6 слоев стеклоткани до получения диаметра 16 мм. Длина штанги - 500-750 мм. В моем варианте штанга сделана разрезной из 2 частей по 370 мм каждая.







Просмотров: 7367 | Добавил: Chinas | Рейтинг: 5.0/1








Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 241



          

Радио для всех© 2017