Металлоискатель своими руками - как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.
Металлоискатель Н. Мартынюка
Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.
Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64... 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.
Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.
Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.
Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.
Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.
Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора
На рис. 2 - 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).
Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.
Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.
Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.
Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:
Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.
Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.
Мостовая схема металлоискателя
Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.
Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.
Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.
Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном
Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.
Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.
Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.
В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).
Простой металлоискатель на двух транзисторах
Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.
Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.
Металлоискатель малых количеств магнитного материала
Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.
Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.
Схема индикатора металла
Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.
Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.
Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.
Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1...2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.
Типовый металлоискатель с двумя генераторами
На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.
Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.
Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.
Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.
Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.
Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации
Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.
Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 ...100 нФ.
Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.
Металлодетекторы для поиска мелких предметов
Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.
Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.
Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.
Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7...0,75 мм . Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100... 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.
Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.
Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.
Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.
Бытовой искатель металла
Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).
Рис. 15. Схема бытового искателя металла.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год
Это обеспечивает, с одной стороны, слабую реакцию на нежелательные сигналы (например, сигналы, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т. д.), а с другой стороны, хорошую чувствительность при поиске скрытых водопроводных труб и трасс центрального отопления, монет и других металлических предметов.
Для реализации и настройки схемы требуется соответствующий навык и опыт, поэтому начинающему любителю-конструктору следует обратиться сначала к более простым схемам и устройствам, описанным в данной книге.
Блок-схема металлоискателя приводится на рис.1. Генератор металлоискателя возбуждает колебания в передающей катушке на частоте около 3 кГц, создавая в ней переменное магнитное поле. Приемная катушка расположена перпендикулярно передающей катушке таким образом, что проходящие через неё магнитные силовые линии создают малую ЭДС. На выходе приемной катушки сигнал либо отсутствует, либо очень мал. Металлический предмет, попадая в поле катушки, изменяет значение индуктивности, и на выходе появляется электрический сигнал, который затем усиливается, выпрямляется и фильтруется. Таким образом, на выходе системы имеем сигнал постоянного напряжения, значение которого слегка возрастает при приближении катушки к металлическому предмету.
Рис.1. Блок-схема металлоискателя:
1 - генератор (3 кГц); 2 - дискриминатор; 3 - катушки металлоискателя; 4 - усилитель высокой частоты; 5 - детектор; 6 - фильтр низких частот; 7 - звуковой генератор; 8 - электронный ключ звукового сигнала; 9 - усилитель выходных сигналов; 10 - громкоговоритель; 11 - схема сравнения; 12 - регулируемое опорное напряжение.
Этот сигнал поступает на один из входов схемы сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу. Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение напряжения сигнала приводит к изменению состояния на выходе схемы сравнения. Это в свою очередь приводит в действие электронный переключатель, в результате чего на выходные усилительные каскады поступает звуковой сигнал, оповещающий оператора о присутствии металлического предмета.
Принципиальная электрическая схема металлоискателя представлена на рис. 2. Передатчик, состоящий из транзистора VT1 и связанных с ним элементов, возбуждает колебания в катушке L1. Сигналы, поступающие на катушку L2, затем усиливаются микросхемой D1 и выпрямляются микросхемой D2, включенной по схеме амплитудного детектора.
Рис.2. Электрическая схема мкталлоискателя. Передатчик показан красным цветом.
Сигнал с детектора поступает на конденсатор С9 и сглаживается фильтром низких частот, который состоит из резисторов R14, R15 и конденсаторов С10 и С11 Затем сигнал поступает на вход схемы сравнения D3, где сравнивается с опорным напряжением, устанавливаемым переменными резисторами RP3 и RP4. Переменный резистор RP4 служит для быстрой и грубой настройки, a RP3 обеспечивает точную регулировку опорного напряжения. Генератор, собранный на транзисторе с одним переходом VT2, работает в непрерывном режиме, однако сигнал, вырабатываемый им, поступит на базу транзистора VT4 только тогда, когда закроется транзистор VТ3, так как, находясь в открытом состоянии, этот транзистор шунтирует выход генератора. При поступлении сигнала на вход микросхемы D3 напряжение на ее выходе уменьшается, закрывается транзистор VТЗ и сигнал от транзистора VТ2 через транзистор VТ4 и регулятор громкости RP5 поступает на выходной каскад и громкоговоритель.
В схеме используются два источника питания, что устраняет возможность возникновения любой обратной связи выхода схемы к ее чувствительному входу. Основная схема питается от батареи напряжением 18В, которое с помощью микросхемы D4 понижается до стабильного напряжения 12В. При этом снижение напряжения батареи во время работы схемы не вызывает изменения настройки. Выходные каскады питаются от отдельного источника питания напряжением 9В. Требования по потреблению мощности довольно низкие, поэтому для питания устройства можно использовать три аккумуляторные батареи. Батарея питания выходного каскада не требует специального выключателя, так как в отсутствие сигнала выходной каскад не потребляет тока.
Металлоискатель - довольно сложное устройство, поэтому сборку схемы следует проводить покаскадно с тщательной проверкой каждого каскада. Схему монтируют на плате, на которой имеются 24 медные полоски по 50 отверстий в каждой с шагом 2,5 мм. Прежде всего в полосках делают 64 разреза, как показано на рис. 3, и высверливают три установочных отверстия.
Рис.3. Фольгированная сторона платы.
Затем на обратной стороне платы устанавливают 20 перемычек, штыри для внешних соединений, а также два штыря для конденсатора С5 (рис. 4). Затем устанавливают конденсаторы С16, С17 и микросхему D4. Эти элементы образуют источник питания с напряжением 12В. Проверка этого каскада осуществляется путем временного подключения батареи напряжением 18В. При этом напряжение на конденсаторе С 16 должно составлять 12±0,5В. После этого проводится монтаж элементов выходного каскада: резисторов R23-R26, конденсаторов С14 и С15 и транзисторов VT4-VT6. Следует учесть, что корпус транзистора VТ6 соединен с его коллектором, поэтому контакт корпуса с соседними элементами и перемычками недопустим. Так как выходной каскад при отсутствии сигнала не потребляет тока, его проверяют временным подсоединением громкоговорителя, переменного резистора RP5 и батареи напряжением 9В.
Рис.4. Расположение элементов на плате.
Затем устанавливают резисторы R20-R22 и транзистор VT2, образующие генератор звуковых сигналов. При подключении двух источников питания в динамике прослушивается звуковой фон, меняющийся с изменением положения ручки регулятора громкости. После этого на плате монтируют резисторы R16-R19, конденсатор С12, транзистор VТЗ и микросхему D3. Работа схемы сравнения проверяется следующим образом. К измерительному входу D3 подключают переменные резисторы RP3 и RP4. Этот вход образуется с помощью двух резисторов сопротивлением 10 кОм, один из которых подключается к положительной шине питания +12В, а другой - к нулевой шине. Вторые выводы резисторов подсоединяют к выводу 2 микросхемы D3. Перемычка от этого вывода служит временной точкой соединения. При грубой настройке (включены обе батареи), которая осуществляется переменным резистором RP4, в определенном его положении происходит срыв звукового сигнала, в то время как при точной настройке переменным резистором RP3 должно осуществляться плавное изменение сигнала вблизи этого положения. При выполнении этих условий приступают к установке резисторов R6-R15, конденсаторов С6-С11, диода VD3 и микросхем D1 и D2.
Включив источник питания, сначала проверяют наличие сигнала на выходе микросхемы D1 (вывод 6). Он не должен превышать половины значения напряжения источника питания (приблизительно 6 В). Напряжение на конденсаторе С9 не должно отличаться от напряжения выходного сигнала этой микросхемы, хотя наводки от сети переменного тока могут вызвать небольшое увеличение этого напряжения. Касание пальцем входа микросхемы (основания конденсатора С6) вызывает увеличение напряжения из-за повышения уровня шумов. Если регуляторы настройки находятся в положении, при котором звуковой сигнал отсутствует, касание пальцем конденсатора С6 приводит к появлению и исчезновению этого сигнала. На этом предварительная проверка работоспособности каскадов заканчивается.
Окончательная проверка и настройка металлоискателя проводятся после изготовления катушек индуктивности. После предварительной проверки каскадов схемы на плате устанавливаются остальные элементы за исключением конденсатора С5. Переменный резистор RP2 временно устанавливается в среднее положение. Внутренняя разводка схемы показана на рис.5. Плата крепится к L-образному алюминиевому шасси через пластмассовые шайбы (для устранения возможности короткого замыкания) с помощью трех винтов. Шасси закрепляется в корпусе пульта управления двумя болтами, удерживающими два зажима, предназначенные для крепления корпуса пульта к штанге искателя. Боковая сторона шасси обеспечивает фиксацию источников питания в корпусе. При сборке пульта следует убедиться, что выводы переключателя на обратной стороне переменного резистора RP5 не касаются элементов платы. После высверливания прямоугольного отверстия приклеивается динамик.
Рис.5. Монтажная схема включения узлов металлоискателя:
1 - громкоговоритель; 2 - передающая катушка; 3 - приемная катушка; 4 - 4-жильный экранированный кабель; 5 - питание 9В; 6 -питание 18В
Штанга и соединительные части, образующие держатель головки искателя (рис.6), изготавливаются из пластмассовых трубок диаметром 19 мм. Сама головка искателя представляет собой тарелку диаметром 25 см, изготовленную из прочной пластмассы. Внутренняя ее часть тщательно зачищается наждачной бумагой, что обеспечивает хорошее склеивание с эпоксидной смолой.
Рис.6. Элементы держателя головки металлоискателя
(а) и вид собранного держателя (б) :
1 - ручка велосипедного руля; 2 - пять трубок, согнутых под углом 135°; 3 - три соединителя трубок длиной 5 см; 4 - фиксирующие зажимы для крепления блока управления к штанге; 5 - штанга держателя головки искателя; 6 - Т-образный соединитель; 7 - два трубчатых отрезка длиной 4,5 см; 8 - фиксирующие зажимы, крепящиеся к тарелке и обеспечивающие изменение угла наклона; 9 - пластиковая тарелка диаметром 25 см
Основные характеристики металлоискателей во многом зависят от применяемых катушек, поэтому их изготовление требует особого внимания. Катушки, имеющие одинаковую форму и размеры, наматывают на D-образный контур, который образован из штырей, закрепленных на подходящем куске платы (рис. 7). Каждая катушка состоит из 180 витков эмалированного медного провода диаметром 0,27 мм с отводом от 90-го витка. Прежде чем снять катушки со штырей, их в нескольких местах перевязывают. Затем каждая катушка обматывается прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. На этом изготовление передающей катушки заканчивается. Приемная же катушка должна быть снабжена экраном.
Рис. 7. Головка металлоискателя (вид спереди) :
1 - разрыв в экранировке; 2 - передающая катушка; 3 - винты фиксирующих зажимов; 4 - контур тарелки; 5 - кабель, проходящий через просверленное в тарелке отверстие; 6 - приемная катушка Рис. 15.7. Катушка индуктивности:
1 - обмотки; 2 - штыри; 3 - центр окружности диаметром 20 см; 4 - петля для центрального отвода; 5 - концы катушек
Экранирование катушки обеспечивается следующим образом. Сначала она обматывается проволокой, а затем обертывается слоем алюминиевой фольги, которая снова обматывается проволокой. Такая двойная обмотка гарантирует хороший контакт с алюминиевой фольгой. В обмотках проволоки и в фольге должен быть предусмотрен небольшой разрыв или зазор, как показано на рис. 15.8, препятствующий образованию замкнутого витка по окружности катушки.
Изготовленные таким образом катушки закрепляются с помощью зажимов,по краям пластмассовой тарелки и подсоединяются к блоку управления при помощи четырёхжильного экранированного кабеля. Два центральных отвода и экран приемной катушки подсоединяются к нулевой шине через экранирующие провода. Если включить устройство и радиоприемник, расположенный недалеко от катушки, можно услышать высокотональный свист (на частоте металлоискателя), обусловленный наводкой звукового сигнала в радиоприемнике. Это указывает на исправность генератора металлоискателя.
В данном случае неважно, на какой диапазон настроен радиоприемник, поэтому для проверки вместо него можно использовать любой кассетный магнитофон. Место рабочего положения катушек определяется либо по выходному сигналу металлоискателя, который должен быть минимальным, либо по показаниям измерительного прибора (вольтметра), подключенного непосредственно к конденсатору С9.
Второй вариант для подгонки катушек значительно проще. Напряжение на конденсаторе должно составлять приблизительно 6В. После этого внешние части катушек приклеиваются эпоксидной смолой, а внутренние, проходящие через центр, остаются незакрепленными, что позволяет провести окончательную настройку.
Окончательная настройка состоит в установке незакрепленных частей катушек в такое положение, при котором предметы из цветного металла, например монеты, вызывают быстрое увеличение выходного сигнала, а стальные предметы - его незначительное уменьшение. Если требуемый результат не достигается, необходимо поменять местами концы одной из катушек. Следует помнить, что окончательная настройка или подгонка катушек должна проводиться при отсутствии металлических предметов. После установки и прочного закрепления катушки покрываются слоем эпоксидной смолы, затем на них накладывается стеклоткань и все это герметизируется эпоксидной смолой.
После изготовления головки искателя в схему встраивается конденсатор С5, переменный резистор RP1 устанавливается в среднее положение, а переменный резистор RP2 настраивается на минимум выходного сигнала. При этом, по одну сторону среднего положения переменный резистор RP1 обеспечивает распознавание стальных предметов, а по другую сторону - предметов из цветного металла. Следует иметь в виду, что при каждом изменении номинального значения сопротивления переменного резистора RP1 необходимо проводить повторную настройку устройства.
На практике металлоискатель представляет собой легкое, хорошо сбалансированное, чувствительное устройство. В течение первых нескольких минут после включения устройства может быть разбаланс нулевого уровня, однако через некоторое время он исчезает или становится незначительным.
Элементы металлоискателя:
Резисторы:
R1,R6, R7, R8 100 кОм
- R2, R3, R22, R23 100 Ом
- R4, R5 6,8 кОм
- R9, R11, R21, R25 10 кОм
- R10 220 кОм
- R14 15 кОм
- R15, R19 68кОм
- R16 8,2 кОм
- R17 18кОм
- R18 3,9 МОм
- R12, R13 47кОм
- R24 4,7 кОм
- R20 33 кОм
- R26 1,8 кОм
Переменные резисторы:
RP1, RP4 10кОм(линейные)
- RP2 10 кОм (микроминиатюрный, с горизонтальной установкой)
- RP3 100 кОм (линейный)
- RP5 10 кОм (совмещённый с переключателем)
Конденсаторы:
С1 100 мкФ, 16 В (электролитический)
- С2, С5, С14 0,01 мкФ
- СЗ, С4 0,22 мкФ
- С6, C13 0,1 мкФ
- С7, С8, С12 1мкФ
- С9 47 мкФ, 16В
- С10 2,2 мкФ, 35В
- С11 0,47 мкФ, 35В
- С15, С16 220 мкФ, 16В (электролитический)
- С17 470 мкФ, 25В (электролитический)
Транзисторы:
VT1, VТ5 BC214L (КТ3107Б, КТ3107И)
- VТ2 TIS43 однопереходный (КТ117)
- VТ3, VТ4 BC184L (КТ3102Д)
- VТ6 BFY51 (КТ630Д)
Диоды:
VDl, VD2, VD3 1N914 (КД521А)
Микросхемы:
D1, D2,D3 САЗ 140 (К1109УД1)
- D4 uA78L12AWC стабилизатор напряжения +12В, 100 мА (К142ЕН1, К142ЕН2)
Плата:
24 медные полоски с 50 отверстиями, шаг 2,5 мм; штыри;
Динамик с сопротивлением катушки 8 Ом;
Эмалированный медный провод диаметром 0,27 мм;
- Ручки управления - 4 шт.;
- 4-х жильный изолированный кабель -2 м;
- Ручка от велосипедного руля.
Не для кого не секрет, что , как впрочем, и просто vtnfkkjltntrnjh видит метал за счет основной его части – поисковой головки.
Поисковая головка любого металлодетектора (и тоже vtnfkkjltntrnjh ) состоит из катушки или нескольких катушек индуктивности. Принцип работы металлодетектора я уже описывал и потому повторятся здесь не буду. Кому интересно, тот прочитает мою . Ну а здесь дело пойдет именно о резонансе и особенностях конструктива поисковых головок IB детекторов, на основе резонанса.
Итак, приведем краткое описание из энциклопедии, что же такое резонанс.
Рис.1
Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний. То есть такое возростание может наступит при совпадении частоты задающего генератора металлодетектора и настроенную на эту частоту систему состоящую из катушки индуктивности (контура) и резонансного конденсатора.
Рис.2. Резонанс токов а), и резонанс напряжений б).
И вот, казалось бы, что увеличение амплитуды, лишь следствие резонанса, а причина - это совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы, но в этом вопросе и по сей день много тайн окутанных «пеленой тумана».
Нам, резонанс в системе контуров (передающего и приемного) нужен в первую очередь для выделения и усиления даже очень слабых колебаний от искомых целей – объектов поиска.
С одной стороны нам нужна мощность в генераторной катушке, достигаемая за счет резонанса, дабы получить большую глубину обнаружения целей. Давайте посмотрим на то, как это решает , ну имногие приборы с резонансной системой, изображенной на рисунке 2 б.
Подобные решения применялись и применяются сегодня во многих металлодетекторах. Это и нашумевший в свое время Анкер 50, и Гроза разных модификаций и мои приборы, а также и многие другие…
Но вот только сильно большая амплитуда сигнала в контуре была и камнем преткновения как при настройке системы контуров в поисковой головке на минимуму сигнала в приемной, так и на стабильность работы и «уходе» баланса при работе (расстройка контуров).
Я решал эту проблему поначалу немного ограничивая амплитуду сигнала резистором стоящим перед резонансной системой (например вместо 1 Ома, ставил 2 или 4 Ома). Чувствительность была выше обычного прибора, но и более стабильна, чем с большей амплитудой сигнала…
Но вот однажды, интересуясь, из любопытства работами Николы Теслы (а он с резонансами дружил ого-го), решил опробовать в резонансном передающем контуре металлодетектора бифилярную катушку.
Не желая сгоряча тратить время на новую головку сначала обзвонил знакомых умельцев постройки и проектированию металлодетекторов с Киева и Донецка. Ну спрашиваю – не пробовали ставить бифиляр? Нет говорят, нет смысла… Ну и всякие там доводы.
Подумал я еще немного. Нет, думаю, все же испытаю.
Намотку контура делал по такой схеме (смотрите рисунок ниже).
И вот в ходе мозгового штурма решил: оптимальнее всего будет испытать этот вариант (бифилярную намотку передающей катушки) на поисковой головке по системе «DD».
В патенте Теслы говорится, что такая система имеет очень высокое усиление по мощности сигнала. Да, многие скажут, что такая катушка естественно имеет большую межвитковую емкость. Так вот эта емкость, равномерно и непосредственно находящаяся в самой катушке производит гораздо большую, реально "осязаемую" работу, чем маленький конденсатор, висящий у контура...
Чтобы не утомлять читателя своими доводами и домыслами скажу о результатах.
Я опробовав две поисковые головки «DD» одинакового диаметра, одинакового количества витков, но передающие контура разнились намоткой (в одной обычная намотка «в навал», в другой «бифилярная»). Так вот бифилярная была чувствительнее на 30% , а ее потребление по току было даже немного ниже!
Выложив на один известный форум свой эксперимент, хотел услышать отзывы, или пробы других конструкторов и узнать о их результатах. Первые отзывы были обнадеживающими, но вот через 2 дня тема исчезла из форума а модератор «отморозился», что ничего не знает, ничего не удалял.
Так что пробуйте что-то новое неординарное, и может ваш прибор, с стандартной начинкой но на каком то новом варианте резонансной системы заработает так, что другие просто будут в шоке.
Для ваших экспериментов подойдут практически все варианты передатчиков с последовательным резонансом, как , и другие vtnfkkjltntrnjh .
Удачи!
Александр Сербин (г.Харьков)
