Простой металлоискатель на индукционном балансе

Схема на самом деле является самым простым датчиком детектора (IB, Inductlon Balance). Метод обнаружения металла LB имеет удовлетворительную глубину проникновения и хорошее различие между железосодержащими и благородными металлическими предметами. На рынке доступны несколько металлодетекторов, но их цена часто непозволительна для искателей, ищущих захороненные сокровища. Этот детектор тщательно сконструирован и правильно настроен для точного обнаружения латунной катушки диаметром 15 мм в воздухе или монеты диаметром 25 мм на 120 мм. Даже на расстоянии 25% больше, детектор будет давать неясные признаки чеканки. Конечно, способность находить монеты в почве зависит от условий земли между сокровищем и поисковой головой, причем идеальным материалом является сухой песок и хуже грязь и, конечно, размер объекта.

Набор электроники, необходимый для строительства, относительно прост и основан на обычных компонентах, большинство из которых уже могут находиться на складе. Электронная часть состоит из генератора импульсов (передатчика) и соответствующего одностороннего приемника, в котором используются две катушки в качестве средства обработки. Передатчик построен вокруг IC1. CMOS 555 (малая мощность) генерирует выходной сигнал прямоугольной формы с отношением импульсов около 50% и частотой около 700 Гц. При 555 при нестабильной работе выходная частота определяется компонентами R4, R3 и C3. Выходной импульс подается на катушку L1 через массив R8 - C4, в котором электролитический конденсатор предотвращает прохождение DC через катушку, а резистор защищает выходной каскад в пределах 555. Импульсные фронты, генерируемые 555, стимулируют катушку и вызывают прерывистые колебания на той же частоте приблизительно 10 кГц. Перед блоком приемника (IC2) имеется простой, но параллельный шаг предварительного усиления, который основан на усилителе-усилителе IC3 и усиливает сигнал, принимаемый в приемной катушке (RX) через компоненты C11 и R9.Коэффициент усиления выходного усилителя регулируется потенциометрами P1 (грубо) и P2 (точно). Второй КМОП 555 схемы IC2 подключен так, чтобы действовать как пороговый детектор, выход которого (клемма 3) переключается на входное напряжение высокого уровня (клемма 2), опускается ниже 1/3 напряжения питания (или около 2,9 В ). Аналогично, выход достигает низкого логического уровня, когда напряжение на входе THR (клемма 6) превышает 2/3 от напряжения питания (или около 7,4 В). Таким образом, если преодолеть тщательно установленный порог, из пьезоэлектрического звукового сигнала будет слышен сигнал 700 Гц. Эта настройка порога особенно важна и является ключевым моментом схемы.

Катушки RX и TX находятся в очень чувствительной связи, так что присутствие какого-либо металла нарушает их сцепление, и вместе с этим тщательно устанавливают «спокойствие» порогового детектора. Две катушки имеют одинаковый размер и имеют частичное перекрытие. Этот оверлей дает катушке возможность собирать как положительный, так и отрицательный (инвертированный) процент от магнитного поля, генерируемого катушкой TX. Из-за тщательной балансировки катушек положительный и отрицательный сигналы взаимно устраняются, что приводит к отображению катушки на выходном (теоретическом) нулевом сигнале. Ситуация называется «ноль». Тем не менее, из-за практических ограничений существует небольшой поток отходов. Как только чувствительное равновесие между полями будет нарушено наличием металлического объекта (который поглотит энергию из магнитного поля), катушка RX начнет подавать выходной сигнал с большим током, вызывающим превышение электрического порога, установленного в IC2 и Зуммер начнет звучать. На практике лучшая настройка детектора достигается на пределе, когда металлический объект отсутствует, пассивный пьезоэлектрический зуммер производит мягкий свистящий звук. При этой настройке, когда металлический объект выходит на поле, уровень звука значительно возрастет. Установка «нулевой» точки катушек особенно важна. Мощность цепи может быть подана от батареи 12 В или из массива из 8 батарей AA или из соответствующих перезаряжаемых ячеек. Какая бы окончательная форма подачи ни была, использование силового блока, который мы носим на плече и отделенного от детектора, очень много, потому что он уменьшает конечный вес устройства, а также позволяет заменять упаковку при ее опустошении , Стабилизатор напряжения Ic4 на плате устанавливается через R1 и R2, чтобы обеспечить выходное напряжение 8,6 В. Потребление тока в аккумуляторной батарее составляет порядка 20 мА в зависимости от состояния зуммера.

Две катушки идентичны. Если нетрудно их купить, мы можем использовать медный медный эмаль 0,26 мм. С помощью которых мы сделаем 100 правых спиралей круглой формы диаметром 15 см. Диаметр провода не является критическим, и что-то между 0,2 мм и 0,3 мм в порядке. Затем мы временно фиксируем нить кусками изоляционной ленты, которые мы проходим под ней и закрепляем сверху. Мы также производим аналогичную катушку, и как только мы закончим, мы плотно обматываем катушки по периферии изоляционной лентой. Затем нам нужно добавить к каждой катушке клетку Фарадея.Это достигается с помощью тонких и длинных полос из алюминия или фольги. Сначала мы удаляем лак из кабеля по краю каждой катушки. Затем прикрепите 100 мм оголенного кабеля к основанию и поверните его вокруг катушки над изоляционной лентой. Этот конкретный провод обеспечит электрический контакт с клеткой Фарадея.Начиная со дна канала, оберните фольгу вокруг окружности катушки так, чтобы ни одна часть изоляционной ленты не была видна под алюминием, но алюминиевая фольга не должна заполнять полный круг на 360 градусов. Оставьте небольшой промежуток, прежде чем мы дойдем до того места, где мы начали (около 10 мм), чтобы два конца алюминиевой фольги не соприкасались, иначе у нас будет короткозамкнутая обмотка вокруг катушки, которая введет ужасную сумму нежелательного шума. Мы выполняем ту же работу на второй катушке. Затем подключите каждую катушку с качественным симметричным экранированным микрофонным кабелем, где клетка Фарадея подключена к экрану кабеля.Здесь нам нужно обратить внимание на выбор кабеля, он не служит для использования стереофонического экранированного кабеля, так как это может вызвать помехи между катушками. Необходимый тип кабеля состоит из двух витых проводов, окруженных общей экранирующей оплеткой. Каждая катушка теперь плотно обертывается изоляционной лентой по всей периферии и завертывает обертку вокруг каждой катушки полосками поглощающей ткани (например, той, которая вытирает посуду), скрепляя ее небольшим клеем для общего использования. Когда мы позже потянем Смолу на катушки, ткань поможет им плавать в Смоле Осторожно согните две готовые катушки, чтобы они были относительно плоскими и круглыми, и мы приносим каждый конец провода напротив нас и справа от пускового кабеля. Затем мы сгибаем их еще дальше, пока они не образуют асимметричные недостатки в качестве капитала D. Задняя сторона D помещается в поисковый стол таким образом, что они частично перекрываются, и вот здесь самая критическая точка построения, и мы будем двигаться дальше завершая сборку платы. И здесь нам нужно будет экранировать катушки, чтобы они реагировали только на свое собственное магнитное поле и ограничивали риск возникновения других сигналов (даже вызванных минимальным емкостным каналом связи). Дефектное или неадекватное экранирование приведет к резким импульсным фронтам IC2, которые достигнут непосредственно на входе IC3. Эти паразитные импульсы не позволяют найти нулевую точку в поисковой катушке.

Конструкция головки обнаружения еще не завершена, некоторые компоненты уже начинают взаимодействовать с настройками схемы. Прежде чем мы начнем фиксировать катушки, необходимо иметь полную и функциональную плату. Опора катушки выполнена на твердой неметаллической основе с помощью пластиковой смолы. В качестве основы мы можем использовать любую поверхность подходящего размера, стены которой выполнены из деревянных штифтов диаметром 5 мм, перпендикулярно склеенных. Обратите внимание, что эти стены должны быть герметичными (не оставляйте смолу), в то время как мы не должны использовать металл. Часть катушки 4 см защищает его от покрытия смолой и может согнуть ее, если необходимо, для окончательной регулировки. Первоначально мы размещаем катушки один над другим, следя за тем, чтобы они были правильно ориентированы, а конец провода обращен к нам и справа от его начала. Поверните потенциометры с полным левым усилением (минимальное усиление), чтобы максимально ограничить усиление. Мы подключаем батарею 12 В и питаем цепь. Затем мы медленно перемещаем катушки друг от друга, пока зуммер не станет спокойным. В этот момент напряжения в катушке RX равны нулю, и мы продолжаем слегка увеличивать коэффициент усиления и слегка перемещать катушки. Мы повторяем процесс несколько раз, увеличивая коэффициент усиления каждый раз. Чем выше коэффициент усиления, всегда имеющий возможность находить нулевую точку, тем более надежным будет детектор. Если мы поставим систему вверх дном, как только обнаружен металлический объект, уровень сигнала внутри катушек сначала упадет до нуля, а затем снова поднятся, чтобы достичь точки, в которой начнет звучать зуммер. На уровне принципа работы нет проблем, только детектор будет очень бессознательным. При поиске оптимального относительного положения между катушками мы должны проявлять большое терпение. В случае необходимости мы также можем использовать некоторые деревянные зажимы для упрощения настройки и сравнения результатов. Как только мы заметили точные точки, где катушки должны быть стабилизированы, мы отмечаем отверстия маркера вокруг двух катушек. Эти отверстия служат для прохождения небольших проводов, которые будут затягивать катушки на опоре, и нам также понадобятся пластиковые кабельные стяжки для крепления микрофонных проводов к тому же основанию. Перед удалением смолы аккуратно запечатайте зазоры под основанием, так как пластмасса Смола может проявлять слишком низкую вязкость и сжиматься намного быстрее, чем другие клеи. Осторожно согните катушки в центре основания, пока мы не достигнем точной точки равновесия, где из зуммера (или наушников) у нас нет ни полного покоя, ни шума, но простой свисток. Небольшой сдвиг в этот момент не является проблемой. Здесь мы могли бы прикрепить вращающийся шарнир, к которому позже будет прикреплен вал металлоискателя. Для вала мы можем использовать трубу из ПВХ диаметром 40 или 50 мм, такую ​​как та, которую мы используем в кухонной канализации.Теперь мы готовы смешивать и валить смолу. Хорошо использовать нужное количество катализатора, поэтому у нас нет большого количества тепла или слишком большой усадки смолы. Налейте смолу на ткань, окружающую катушки, чтобы она впитывалась, и мы продолжаем поливать смолу по крайней мере до тех пор, пока вся база не будет покрыта. В этот момент и до тех пор, пока смола не затвердеет, схема может работать некорректно, поэтому пока мы не делаем никаких дополнительных настроек, а просто выключаем цепь.Как только смола затвердеет, мы отводим поисковую головку от любого металла, а также любое устройство, которое может вызвать помехи и подавать цепь. Поверните потенциометр P2 (настройка точности) на полпути через него. И затем мы поворачиваем P1 (резонанс), пока детектор не выдаст легкий свист, что-то ограничивающее между спокойствием и шумом. Для любой дальнейшей настройки мы играем с P1 и P2.Затем мы перемещаем монету перед главой поиска, поэтому пьезо-зуммер должен начать звучать.

Вскоре пользователю будет понятно, что на регулирование металлодетектора влияют металлические элементы исследуемого грунта, а также температура и напряжения, поэтому непрерывные регулировки P1 и P2 неизбежны. Часть необыкновенной простоты схемы - это частичное скольжение, которое она представляет, которое, хотя и не чрезмерно, требует относительно регулярной регулировки детектора.

В центре поисковой головки отклонение схемы в железе слишком велико, поэтому, когда человек получает необходимое знакомство с детектором, он практически исключает железо. Это потрясающее преимущество для тех, кто использует детектор для поиска золотых монет или благородных металлов.

Список компонентов

Сопротивл:

R1 = 2k7 
R2 = 470o 
R3, RS, R6 = 100 кО 
R4 = 4k7 
R7 = 1 кО 
R8, R9 = 100O 
P1 = потенциометр 50KO 
P2 = потенциометр 2K5

Конденсаторы:

C1 = 100 мкФ / 25 В электролитический 
C2 = 47 мкФ / 10 В электролитический 
C3 = 10nF 
C4, C6 = 10 мкФ / 10 В электролитический 
C7-C11 = 100 нФ

Полупроводники:

D1 1N4001 
IC1, IC2 = 555C, TLC555, 7555 (CMOS) 
IC3 = TL071CP, TL081CP 
IC4 = LM317 (CT220)

Другие:

K1, K2 = клеммная клеммная колодка, 5-миллиметровая клеммная колодка 
BZ1 = пассивный (переменного) пьезоэлектрический зуммер 
PC1, PC2 = штыри платы 
Батарея 12 В или 8-элементная батарея AA 
Диаметр армированной медной проволоки 0,2-0,3 мм 2x50 метров 
Коробка: (109 x 58 x 25 мм) 5 м симметричная 
Экранированный микрофонный кабель (две линии с общей защитой)