Схема простого и достаточно эффективного металлоискателя «ПИРАТ»
Собрать такой аппарат под силу каждому, даже тем кто совершенно далек от электроники, просто нужно припаять все детали как на схеме. Металлоискатель состоит из двух микросхем. Они не требуют ни каких прошивок и программирования.
Питание 12 вольт, можно от пальчиковых батареек но лучше АКБ на 12в (небольшой)
Катушка намотана на оправке 190мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5
Характеристики:
— Потребляемый ток 30-40 мА
— Реагирует на все металлы дискриминации нет
— Чувствительность 25 миллиметровая монета — 20 см
— Крупные металлические предметы — 150 см
— Все детали не дорогие и легкодоступные.
Список необходимых деталей:
1)Паяльник
2)Текстолит
3)Провода
4)Сверло 1мм
Вот список необходимых деталей
Схема самого металлоискателя
В схеме используются 2 микросхемы (NE555 и К157УД2). Они достаточно распространенные. К157УД2 — можно выковырять из старой аппаратуры, что я с успехом и сделал
Конденсаторы 100нФ обязательно брать пленочные, вот такие, вольтаж берем как можно меньше
Распечатываем эскиз платы на простой бумаге
Вырезаем под ее размер кусок текстолита.
Плотно прикладываем и острым предметом продавливаем по местам будущих отверстий
Вот как должно получиться.
Далее берем любую дрель или сверлильный станок и сверлим отверстия
После сверления, нужно прочертить дорожки. Можно сделать это через фоторезист, ЛУТ или просто прорисовать их Нитро лаком простой кисточкой. Дорожки должны получится точно такие же как на бумажном шаблоне. И травим плату.
В помеченных красным местах, ставим перемычки:
Далее просто припаиваем все компоненты на свои места.
Для К157УД2 лучше поставить переходную панельку.
Для намотки поисковой катушки нужен медный провод диаметром 0,5-0,7мм
Если такового нет, можно воспользоваться другим. У меня же медного лакированного провода оказалось не достаточно. Взял старый сетевой кабель.
Снял оболочку. Там проводов оказалось достаточно. Мне хватило двух жил, ими же и мотал катушку.
По схеме катушка диаметром 19 см и содержит 25 витков. Сразу замечу, что катушку нужно делать такого диаметра исходя из того, что вы будете искать. Чем больше катушка тем глубже поиск, но большая катушка плохо видит мелкие детали. Маленькая катушка хорошо видит мелкие детали, но глубина не большая. Я сразу намотал себе три катушки 23см(25 витков), 15см(17 витков) и 10см(13-15 витков). Если нужно накопать металлолом, то ставим большую, если на пляже мелочевку искать, то катушку меньше, ну сами разберетесь.
Катушку мотаем на чем угодно подходящего диаметра и плотно обматываем изолентой, что бы витки были плотно друг возле друга.
Катушка должна быть, как можно ровной. Динамик взял первый попавшийся.
Теперь все подключаем и пробуем схему на работоспособность.
После подачи питания, нужно подождать 15-20 секунд пока схема прогреется. Ставим катушку подальше от любого металла, лучше всего подвесить в воздухе. После начинаем крутить переменный резистор 100К пока не появятся щелчки. Как только щелчки появились крутим в обратную сторону, как только щелчки пропадут хватит. После этого, так же настраиваем резистор 10К.
На счет микросхемы К157УД2. Кроме той, что я выковырял, я еще 1 попросил у соседа и две купил на радио рынке. Вставил купленные микросхемы, включил прибор, а он отказался работать. Долго ломал голову, пока просто не поставил другую микросхему (ту что выпаял). И все сразу заработало. Так что вот для чего нужна переходная панелька, что бы подобрать живую микросхему и не мучатся с выпаиванием и впаиванием.
Покупные микросхемы
Моя и та что у соседа взял
Все готово, осталось только сделать штангу и поместить плату в корпус и на поиски кладов )
Вот ВИДЕО испытаний
Испытания дома проводил на средней катушке диаметром 15 см. Так вот золотое кольцо по воздуху ловило на 18см, ножницы 30см. настольная лампа 50см. что достаточно не плохо для такого метало детектора.
Вопросы и пожелания на ([email protected]) или в комментарии.
Качаем эскиз схемы платы: imp-MS.rar [11.03 Kb] (скачиваний: 14602)
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Металлоискатель своими руками — 12 принципиальных схем
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 [Fs 8/75]. 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
www.qrz.ru
Простой металлоискатель своими руками
Приветствую, Самоделкины!Металлоискатель очень заманчивое устройство. Его можно использовать для самых разных целей, например, для поиска старой проводки, водопроводных труб, ну и клада в конце концов. На самом деле, понятие металлоискатель очень обширное, а сами металлоискатели бывают разными. Принцип поиска металла заложенный в классических металлоискателях применяется в самых разных устройствах начиная от простых детекторов и заканчивая радиолокационными станциями. Углубляться в теорию, пожалуй, будем как-нибудь в другой раз. Ну а сейчас перейдем к делу.
В последнее время большую популярность набирают так называемые импульсные металлоискатели, которые в своем составе содержат только одну катушку и имеют относительно простую конструкцию. При этом обеспечивают довольно неплохую чувствительность и высокую надежность. Импульсный металлоискатель работает по принципу прием-передача. Поисковая катушка в таком металлоискателе может работать в 2-ух режимах: приема и передачи.
Излучаемая катушка: сигнал генерирует или возбуждает в металле вихревые токи Фуко, которые улавливаются самой катушкой.
У разных металлов разная электропроводность, многие металлоискатели умеют распознавать это, с достаточно высокой точностью определяя, что за металл находится в земле. Приведенная схема металлоискателя в сети встречается очень часто, но фото реальных конструкций и отзывов крайне мало, поэтому AKA KASYAN (автор одноименного YouTube канала) решил повторить схему дабы понять, что к чему. Автор создал печатную плату и запаял все компоненты.
Сама печатная плата получилось довольно компактной. Сделана она методом ЛУТ (кому интересно, в описании под видеороликом автора вы найдете ссылку на архив проекта с файлом печатной платой, а также схему, список компонентов и все остальное (ссылка ИСТОЧНИК в конце статьи)).
Достоинств у приведенной схемы много. Во-первых, это наличие всего одной катушки, во-вторых, это крайне простая и не капризная схема, которая практически не требует дополнительной настройки, и наконец самое важное, вся схема построена на базе всего лишь одной микросхемы.
После сборки и проверки всплыли дополнительные фишки этой схемы, а именно малая чувствительность к грунту, что немаловажный момент. А еще при желании металлоискатель можно настроить так, чтобы он видел только цветные металлы и игнорировал черные. То есть, некоторое подобие функции дискриминации металлов, которая доступна на многих моделях коммерческих металлоискателей.
Из недостатков — малая глубина поиска. Крупные металлические предметы детектор замечает на расстояние до 30 см, средние монеты до 5-8 см. Этого мало, скажут многие, но это смотря для каких целей. Например, автор собрал этот металлоискатель для поиска старых водопроводных труб в стене и с этой задачей схема справилась на 100%.
Данный же малыш хорош именно простотой и для определенных задач может стать незаменимым помощником.
Давайте рассмотрим его схему:
Построена она на базе КМОП логики CD4011.
Схема состоит из 4-ех частей: опорного и поисковых генераторов, смесителя и усилителя сигнала (в данном случае он построен на одном транзисторе).
В качестве динамической головки предпочтительно использовать наушники с сопротивлением катушки от 16 до 64 Ом, так как выходной каскад не рассчитан под низкоомную нагрузку.
Работает металлоискатель простым образом. Изначально поисковый и опорный генератор настраиваются примерно на одинаковую частоту. В таком случае нет разницы частот, а, следовательно, из динамика мы ничего не услышим.
Частота опорного генератора фиксированная, с возможностью ручной подстройки путем вращения переменного резистора.
А вот частота поискового генератора сильно зависит от параметров LC контура.
Если в поле зрения поисковой катушки находится металлический предмет нарушается частота LC контура, иначе говоря, меняется частота поискового генератора относительно опорного.
Затем сигналы из обеих генераторов поступают в смеситель. Их разница выделяется в виде звукового сигнала, фильтруется и поступает на усилительный каскад, нагрузкой для которого является наушник.
Катушка.
Чем больше диаметр катушки — тем чувствительнее металлоискатель. Но большие катушки имеют свои недостатки, поэтому нужно выбирать оптимальные параметры. Для данной схемы наиболее оптимальный диаметр лежит в пределах от 15 до 20 см. Диаметр провода обмотки от 0,4 до 0,6 мм, количество витков 40-50, в случае если диаметр катушки в пределах 20-ти см. В данном случае катушка урезана, витки и диаметр меньше чем нужно, поэтому чувствительность схемы не ахти.
Если планируете использовать самодельный металлоискатель в условиях повышенной влажности, катушку нужно тщательно загерметизировать.
Настройка. Если при первом включении схема не реагируют на металл, но все компоненты исправны, скорее всего разница частот с генераторов находится за пределами звукового диапазона и звук просто не воспринимается человеком. В этом случае стоит покрутить переменный резистор до появления звукового сигнала, далее медленно вращаем тот же резистор до тех пор, пока из динамика не услышим низкочастотный сигнал. Затем еще чуток вращаем переменник в том же направлении до полного исчезновения сигнала.
Этим настройка завершена. Для более точной подстройки автор советует использовать многооборотный резистор, либо 2 обычных переменника, один из которых предназначен для грубой настройки, а второй для более плавной.
Естественно все наладочные работы необходимо производить при отсутствии металла в поле зрения катушки. Ну и в самом конце преподносим металлический предмет катушке и убеждаемся, что тональность звукового сигнала меняется, то бишь схема реагирует на металл.
Для большей наглядности в эксперименте, автор использовал низкоомную головку + внешний микрофон.
Ранее упомянутый эффект дискриминации металлов наблюдается в том случае, если оба генератора работают на частоте 130-135 кГц.
Схему можно питать от постоянного источника с напряжением от 3 до 15В. Оптимальный вариант использование 9-ти вольтовой батареи формата 6F22 (Крона).
Ток потребления схемы в этом случае будет в пределах от 15 до 30 мА, в зависимости от сопротивления нагрузки.
Корпус устройства был взят от китайского отпугивателя собак. Сам отпугиватель, по словам автора, был так себе, но вот корпус пригодился.
В данном корпусе имеется отсек для 9-ти вольтовой батареи, а место под капотом хватило для установки платы, переменников и прочей мелочовки, наподобие 3,5мм разъема, выключателя и индикатора питания.
Автор изначально хотел создать компактный ручной металлоискатель, отсюда и такое решение. Ну чтож, на этом, пожалуй, закругляемся. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Самодельный металлоискатель на микросхеме, схема металлоискателя
Немного почитав радиолюбительские форумы по изготовлению металлоискателей, обнаружил, что большинство людей собирающих металлоискатели, на мой взгляд, незаслуженно списывают со счетов металлоискатели на биениях — так называемые BFO металлоискатели. Якобы это технология прошлого века и «детские игрушки». — Да, это простой и непрофессиональный прибор, требующий определенных навыков и опыта в обращении. Он не имеет четкой селективности металлов и требует подстройки в процессе эксплуатации. Однако и с ним можно производить удачный поиск при определенных обстоятельствах. Как вариант — пляжный поиск — идеальный вариант для металлоискателя на биениях.
Место для поиска с металлоискателем.
С металлоискателем нужно ходить там, где люди что-то теряют. Мне повезло, у меня есть такое место. Неподалеку от моего дома расположен заброшенный речной песчаный карьер, на котором летом постоянно отдыхают люди бухая и купаясь в реке. Понятное дело, они постоянно что то теряют. На мой взгляд, лучшего места для поиска с металлоискателем BFO придумать нельзя. Потерянные вещи моментально самозакапываются на небольшую глубину в сухой песок и отыскать их вручную уже практически невозможно. Мистика какая то. Помню, в детстве уронил там в песок ключи от квартиры. Вот стою я, вот сюда упали ключи, но, сколько я не перекапывал тот участок — все безрезультатно. Они буквально провалились «сквозь землю». Просто заколдованное место. В то же время на этом «золотом» пляже я постоянно находил в песке чужие ключи, зажигалки, монеты, украшения и телефоны. А при последнем походе с металлоискателем – женское тонкое золотое кольцо. Оно было почти у поверхности чуть присыпано песком. Возможно, просто везение. Собственно именно под этот пляж я и делал свой металлоискатель.
Достоинства металлоискателя на биениях.
Почему именно BFO? — Во первых, это самый простой вариант металлоискателя. Во вторых он обладает хоть какой то динамикой сигнала в зависимости от свойств предмета. Не то что импульсный металлоискатель – «пикающий» на все одинаково. Я не в коем случае не хочу принизить достоинства импульсного металлоискателя. Это тоже замечательный прибор, но для пляжа заваленного пробками и фольгой он не подходит. Многие скажут, что и металлоискатель на биениях не различает свойств предмета, воет и гудит на все одинаково. Однако это не так. Попрактиковавшись на пляже пару дней, я научился весьма неплохо определять фольгу как резкое и глубокое изменение частоты. Крышки же от пивных бутылок вызывают строго определенное изменение частоты, которое нужно запомнить. А вот монеты издают слабый, «точечный» сигнал — еле уловимое изменение частоты. Все это приходит с опытом при наличии терпения и неплохого слуха. Металлоискатель на биениях — это все-таки «слуховой» металлоискатель. Анализатором и обработчиком сигналов здесь является человек. По этому вести поиск нужно обязательно на наушники, а не на динамик. Причем лучший вариант – большие наушники, а не «затычки».
Конструкция металлоискателя.
Конструктивно я решил делать металлоискатель складным и компактным. Чтобы он влезал в обычный пакет, дабы не привлекать внимание «нормальных» людей. Иначе, добираясь до места поиска, выглядешь как «инопланетянен», или собиратель металлолома. Для этой цели я купил в магазине самое маленькое (двухметровое пятиколенное) телескопическое удилище. Оставил три колена. Получилась довольно компактное складное основание, на котором я и собрал свой металлоискатель.
Весь электронный блок был собран в уже полюбившимся мною пластиковом коробе для проводки 60х40. Из его пластмассы так же была сделана торцевая заглушка, перегородка отсека питания и крышка отсека питания .Части склеивались суперклеем и садились на болты М3. Крепление электронного блока металлоискателя к удилищу выполнено в виде металлической скобы, которая вставляется на место рыболовной катушки с леской и фиксируется штатной гайкой удилища. Получилась отличная легкая и прочная конструкция. Наружу блока выведена кнопка питания, гнездо подключения катушки (пятиконтактное гнездо от «дедушкиного» магнитофона), регулятор частоты и гнездо под джек для наушников.
Печатная плата металлоискателя изготавливалась по месту разводкой дорожек водостойким маркером. По этому, к сожалению, печатку предоставить не могу. Монтаж поверхностный навесной — без отверстий – «ленивый» — мой любимый . Так же важно после сборки платы покрыть её любым лаком для защиты от влаги и мусора. При полевых условиях это очень важно. Я, к примеру, потерял один день из за того, что во внутрь под микросхему попал какой-то мусор. Металлоискатель просто перестал работать. И мне пришлось возвращаться домой, разбирать его, продувать и вскрывать плату лаком.
Схема металлоискателя на биениях.
Сама же схема (см. ниже ) была переработана и оптимизирована мной из двух схем металлоискателей. Это «Металлоискатель на микросхеме» — журнал «Радио», 1987г, №01, стр 4, 49 и «Металлоискатель повышенной чувствительности» — журнал «Радио», 1994г, №10, стр 26.
В результате получилась простая и функциональная схема, обеспечивающая стабильные низкочастотные результирующие биения – то, что нужно для определения на слух малейших изменений частоты.
Стабильность и чувствительность металлоискателя обеспечивают следующие схемные решения:
1)
Генераторы эталонный и измерительный разнесены — выполнены в отдельных корпусах микросхем – DD1 и DD2. На первый взгляд это расточительство – используется всего один логический элемент корпуса микросхемы из четырех. То есть, да, эталонный генератор собран только на одном логическом элементе микросхемы. Остальные три логические элемента микросхемы не задействованы вовсе. Точно так же построен и измерительный генератор. Казалось бы — бессмысленно не задействовать свободные логические элементы корпуса микросхем. Однако именно в этом и есть большой смысл. И состоит он в том, что если, допустим, все же собрать в одном корпусе микросхемы два генератора – они будут синхронизировать друг друга на близких частотах. Не удастся получать малейшие изменения результирующей частоты. На практике это будет выглядеть как резкое изменение частоты лишь при близком воздействии массивного металлического предмета на измерительную катушку. Иными словами резко снижается чувствительность. Металлоискатель не реагирует на мелкие предметы. Результирующая частота как бы «залипает» на нуле – до определенного момента вовсе нет биений. Еще говорят – «тупой металлоискатель», «тупая чувствительность». Кстати «Металлоискатель на микросхеме» — журнал «Радио», 1987г, №01, стр 4, 49 построен как раз на одной микросхеме вовсе. Там очень заметен этот эффект синхронизации частот. Ним совершенно невозможно искать монеты и мелкие предметы.
Так же оба генератора должны быть экранированы отдельными небольшими экранами из жести. Это на порядок повышает стабильность и чувствительность металлоискателя в целом. Достаточно, просто припаять на минус между микросхемами генераторов небольшие перегородки из жести, чтобы убедится в улучшении параметров металлоискателя. Чем лучше экран — тем лучше чувствительность (ослабляется влияние генераторов друг на друга и плюс защита от внешнего воздействия на частоту).
2)
Электронная настройка.
Во всех классических схемах BFO (схемах BFO прошлого века) для настройки нулевых биений используется конденсатор переменной емкости КПЕ. Этот паршивый элемент изначально перечеркивает все возможности металлоискателя на биениях. Никогда не используйте КПЕ в BFO! Даже если он не будет иметь люфтов, все равно он будет источником паразитного изменения частоты в следствии температурных и емкостных влияний окружающей среды. Производить поиск в реальных походных условиях с конденсаторным металлоискателем на биениях сплошное мучение.
Только электронная настройка! Она реализована на стабилитроне D1, включенном в схему как варикап. Такая схема обеспечивает хорошую перестройку частоты при отсутствии паразитных явлений. Вместо КС147 можно использовать к примеру КС133, КС156 и многие другие. Так же многие диоды обладают свойством варикапа. Естественно, возможно придется подобрать резисторы R1, R3. Возможно R3 нужно будет вообще закоротить при другом стабилитроне или диоде.
3)
Компаратор на DD3.2 – DD3.4.
Этот элемент схемы преобразует синусоидальный сигнал с выхода смесителя DD3.1 в прямоугольные импульсы удвоенной частоты.
Во первых, прямоугольные импульсы отчетливо слышны на герцовых частотах как четкие щелчки. В то время как синусоидальный сигнал герцовых частот уже с трудом различим на слух.
Во вторых, удвоение частоты позволяет более близко подойти регулировкой к нулевым биениям. В результате, регулировкой можно добиться «цоканья» в наушниках, изменение частоты которого уже можно уловить при поднесении маленькой монеты к катушке на расстоянии 30 см.
4)
Стабилизатор питания генераторов.
Естественно, в данной схеме напряжение питания заметно влияет на частоту генераторов DD1.1 и DD2.1 металлоискателя. Причем на каждый из генераторов влияет по разному. В результате чего, с разрядом батареи немного «плывет» и частота биений металлоискателя. Для предотвращения этого в схему был введен пятивольтовый стабилизатор DA1 для питания генераторов DD1.1 и DD2.1. В результате чего частота перестала «плыть». Однако, следует сказать, что с другой стороны, из за пятивольтового питания генераторов несколько снизилась чувствительность металлоискателя в целом. По этому, эту опцию следует считать необязательной и при желании можно питать генераторы DD1.1 и DD2.1 от кроны без стабилизатора DA1. Только придется чаще подстраивать частоту вручную, регулятором.
Конструкция катушки металлоискателя.
(См. схему ниже).
Так как это не импульсный металлоискатель, а BFO, то поисковая катушка (L2) не боится металлических предметов в своей конструкции. Нам не понадобятся пластмассовый болт. То есть мы можем без опаски применять для её изготовления металлический (но только незамкнутый!) каркас и обычный металлический болт для шарнира. В последствии, при наладке схемы, все влияния металла в конструкции выведутся в ноль подстроечным сердечником катушки L1. Сама катушка L2 содержит 32 витка провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,2 – 0,3 мм. Диаметр катушки должен быть около 200 мм. Намотку удобно производить на небольшое пластмассовое коническое ведро. Полученные витки полностью обматываются изолентой и увязываются ниткой. Далее вся эта конструкция обматывается фольгой (кулинарная фольга для запекания). Сверху фольги наматывается луженая проволока несколькими витками по всему периметру катушки. Эта проволока будет выводом фольгяного экрана катушки. Еще раз все вместе обматывается изолентой. Сама катушка готова.
Каркас на котором будет располагаться катушка и которым она будет крепится к удилищу изготавливается из стальной пружинящей (не мягкой) проволоки 3-4 мм. Он состоит собственно из трех частей (смотри рисунок)– двух витых проволочных петель шарнира, которые будут соединены болтом между собой и проволочного кольца, продетого в трубку от капельницы (кольцо не должно быть замкнутым витком).
Вся эта конструкция вместе с готовой проволочной катушкой так же увязывается вместе нитками и изолентой.
Сам шарнир с катушкой крепится к удилищу увязыванием капроновыми нитками и проклейкой эбоксидной смолой.
Катушку желательно не мочить в процессе поиска и тем более не использовать для подводного поиска. Она не герметична. Попавшая во внутрь влага со временем может разрушить её.
Катушка L1 (смотри схему) мотается на каркасе от малогабаритного радиоприемника с металлическим экраном и подстроечным сердечником. Катушка содержит 65 витков провода ПЭВ диаметром 0.06мм
Я и Диод. © yaidiod.ru.
yaidiod.ru
Простой импульсный металлоискатель «ПИРАТ» | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Импульсный металлоискатель своими руками
Pirat — расшифровывается так: PI — означает металлодетектор импульсный, а RAT — сайт автора: «radioscot». Данный металлоискатель завоевал славу простого и не дорогого прибора, малое количество доступных не дефицитных деталей, при правильной сборке и исправных деталей прибор работает сразу, практически без настроек.
Если сравнивать с также простой схемой металлоискателя на биениях частоты, то здесь глубина обнаружения металла на порядок лучше. Дискриминации в данном типе металлоискателя нет, цветной и чёрный металлы реагируют практически одинаково. Но при определённых навыках можно понять, какая цель находится под датчиком. Сборка и настройка данного металлоискателя намного проще, чем рассматриваемого ранее импульсного металлоискателя «VINTIK-PI».
Характеристики металлоискателя «ПИРАТ»
- Напряжение питания: 9 – 12 вольт.
- Потребляемый ток: 30-40 мА.
- Глубина обнаружения монеты (25 мм): 20 см.
- Глубина обнаружения крупных металлов: 150 см.
Конечно, характеристики во многом зависят от использованных деталей, диаметра катушки, качества сборки и т.д.
Схема металлоискателя «ПИРАТ»
Есть много различных вариантов схем металлоискателя ПИРАТ и доработок к ним.
Вариант: генератор на транзисторах, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, а приемник на TL072
с регулировкой частоты генератора:
Вариант: генератор на К561ЛА7/ЛЕ5, приёмник на К157УД2
Печатная плата металлоискателя ПИРАТ
Существуют также много различных вариантов ПП, ниже несколько вариантов.
Вариант: генератор на NE555, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на транзисторах, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, приёмник на TL072
Описание схемы
Схема металлоискателя состоит из двух основных узлов: передающего и приемного.
Передающий узел состоит из генератора импульсов на микросхеме КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) и мощного ключа на полевом транзисторе КП505А (зарубежный аналог IRF740, IRF840). Можно поставить биполярный транзистор обратной проводимости с напряжением К-Э не менее 200В. Его можно взять из энергосберегающей лампы или зарядного устройства от мобильного телефона. Для раскачки мощного ключа используется транзистор ВС557.
Приемный узел собран на микросхеме К157УД2 (можно собрать зарубежной мс TL072), по входу приёмника стоят встречно-параллельно ограничивающие диоды, на входе второго каскада приемника стоит фильтр, вырезающий нужную часть импульсов, на выходе второго каскада стоит транзисторе ВС547, в его коллекторной цепи подключен динамик 8-50 Ом. В место Т3 можно применять практически любой транзистор структуры NPN.
Список деталей для металлоискателя «ПИРАТ»
Все эти радиодетали применялись в старой советской технике. Можно их также заказать в интернет-магазинах.
Динамик можно взять от китайского портативного радио с сопротивлением 8 — 50 Ом. Так же для настройки нужны два потенциометра на 10кОм и на 100кОм. Питание металлоискателя осуществляется от 9 — 12 В. Чувствительность и работа лучше от 12В. Для этой цели лучше использовать аккумуляторы, используемые в ноутбуках.
Монтаж
Схему металлоискателя рекомендуем спаять с помощью чистой канифоли или спирто-канифольным раствором. Перед тем как начать сборку всей конструкции рекомендуем проверять целостность деталей мультиметром, так как возможен брак радиоэлементов. После пайки обязательно тщательно промыть плату спиртом (водкой) с помощью зубной щётки.
Катушка металлоискателя
Первый вариант
Катушка намотана на оправке около 200 мм, она содержит 25-30 витков провода ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ… Ф-0,4 — 0,7. В качестве оправки подойдет кастрюля такого размера. Количество витков лучше намотать 30 и затем в процессе настройки уменьшать, добиваясь максимальной чувствительности. Для этого подносим монетку к катушке и проверяем, с каким количеством витков монетка будет «улавливаться» с наибольшего расстояния.
Для того, что бы катушка имела хорошую прочность и крепилась к штанге, её можно намотать, например, на пяльцах для вышивания. Смотрите фото ниже.
Второй вариант (катушка корзиночного типа)
С её помощью удается получать большей глубины обнаружения, особенно для мелких металлов. Конструктивные особенность датчиков этого типа позволяет получить чувствительность до 20% больше, чем обычный датчик.
Катушка наматывается на оправке 180 — 200 мм и содержит 4 витка провода «витая пара» для компьютера (без фольги!). В кабеле 8 проводов .
4 витка * на 8 проводов = получаем 32 витка.
Индуктивность данной катушки составляет 330 µГн и сопротивление 2 Ома.
Для большей чувствительности можно смотать один виток и получим 3 витка витой пары 3 (3 витка * на 8 проводов = получаем 24 витка.), но затем нужно подстроить схему приемника металлоискателя. Следует учесть, что увеличится потребляемый ток.
Когда мотаем катушку: продевать свободный длинный конец кабеля в образовавшуюся петлю, обвивая вторым витком кабеля первый. За один оборот витка катушки нужно продеть 4-5 раз свободный конец кабеля через катушку.
При намотке катушки следите, чтобы кабель укладывался, строго повторяя период обвивки предыдущих витков.
Концы проводов зачищаем от изоляции, скручиваем, спаиваем и надеваем на соединения изоляционные трубочки. Провода двух концов соединяются так, чтобы получилась полноценная катушка. Можно соединить по любому, один из вариантов в приведённой таблице:
Цвет провода одного конца | Действие | Цвет провода другого конца |
подключить к плате -> | ЗЕЛЁНЫЙ | |
ЗЕЛЁНЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-ЗЕЛЁНЫЙ |
БЕЛО-ЗЕЛЁНЫЙ | <─ спаять ─> | СИНИЙ |
СИНИЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-СИНИЙ |
БЕЛО-СИНИЙ | <─ спаять ─> | ОРАНЖЕВЫЙ |
ОРАНЖЕВЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-ОРАНЖЕВЫЙ |
БЕЛО-ОРАНЖЕВЫЙ | <─ спаять ─> | КОРИЧНЕВЫЙ |
КОРИЧНЕВЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-КОРИЧНЕВЫЙ |
БЕЛО-КОРИЧНЕВЫЙ | < — подключить к плате |
Каркас катушки НЕ должен содержать металла! Сама катушка в этом типе металлоискателя тоже НЕ обматывается фольгой!
Провод, соединяющий катушку и плату должен быть толстым — обычный электрический медный многожильный типа ПВС, ПУНГП… 2 х 2,5 мм² или 2 х 1,5 мм², а также не желательно применять соединений и разъёмов. В импульсе ток достигает больших значений и всё выше сказанное влияет на чувствительность прибора.
Катушку плотно обматываем изолентой и припаиваем соединительный провод.
Штангу можно сделать из 4-5 м. водопроводной трубы из ПВХ и пару перемычек для того, что бы сделать штангу более удобной. На конец штанги, который вы будете держать, можно установить удобную подставку для руки из пластиковой канализационной трубы. После чего устанавливаем плату в любую подходящую по размерам коробку и крепим на штанге. В конструкции не должно быть посторонних металлических элементов, так как это будет сильно искажать электромагнитное поле прибора.
Настройка металлоискателя
Правильно собранный прибор в наладке практически не нуждается. При настройке только возможно придётся подобрать резистор (R12), стоящий последовательно с переменным (R13), чтоб щелчки в динамике появлялись при среднем положении его движка.
Если есть осциллограф, то можно проконтролировать на затворе Т2 длительность управляющего импульса и частоту генератора. Оптимальный вариант импульса 130-150мкс, частота 120-150 гц.
R1 в генераторе отвечает за частоту генерации. R2 — за длительность управляющего импульса. Напряжения на выводах ОУ (без присутствия метала в зоне датчика):
- выв. 2-6.5в
- выв. 3-6.5в
- выв. 5-5.5в
- выв. 6-3.5в
- выв. 9-0.7в
- выв. 13-6.2в
Для более детальной настройки, а также при ремонте металлоискателя желательно иметь осциллограф. Осциллограммы в различных точках схемы показаны на картинках, ниже.
При включении ожидаем 15-20 сек, после чего регулятором ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ находим такое положение при котором в динамике прослушиваются щелчки — это и будет максимальная чувствительность.
Доработка металлоискателя «ПИРАТ»
Две схемы генераторов сигнала
Для того, чтобы в динамике были не щелчки, а «пиканье»для этой цели собирается схема генератора перед УНЧ.
Стрелочный индикатор, подключенный параллельно динамику металлоискателя для визуального контроля сигнала. Стрелочный индикатор от старого магнитофона (подключается параллельно динамику).
Вернемся еще раз к этой схеме. Данная схема питается от низкого напряжения 3,7В. Генератор на транзисторах, добавлен транзистор для запирания приемника во время импульса передачи, добавлен регулятор громкости и составной транзистор на выходе:
Следующая схема имеет защитный диод от переполюсовки, регулятор громкости, гнездо для наушников переключает с динамика на наушники. В генераторе стоит NE555, в приемнике TL072.
Внешний вид собранного металлоискателя
!!! Если у Вас есть желание собрать данный металлоискатель, но нет необходимых деталей и печатной платы, то Вы можете заказать набор деталей и печатную плату на последнюю версию металлоискателя ПИРАТ (ДОРАБОТАННАЯ ВЕРСИЯ на импортных компонентах)
на сайте Мастерок!
Информация с сайта:radioscot и сети Интернет.
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Индикатор мелких металлических предметов
- Импульсный металлоискатель ВИНТИК своими руками!
- Набор деталей для сборки металлоискателя ПИРАТ
При проведении строительных и ремонтных работ часто возникает необходимость в информации о наличии и точном месторасположении различных металлических предметов (гвоздей, труб, арматуры) в доске, стене, полу, земле и т. д. Поможет в этом простое устройство, описание которого приводится в этой статье.
Подробнее…
Импульсный металлоискатель — «ВИНТИК»
Ранее мы рассматривали металлоискатель на одной микросхеме К561ЛА7 — он предназначен для поиска более крупных металлических предметов, находящихся на небольшой глубине. Сегодня, в статье рассмотрим импульсный металлоискатель «ВИНТИК» на трёх микросхемах, предназначенный для поиска мелких металлических предметов. Он сложнее предыдущего, особенно его настройка на максимальную чувствительность, но схема не содержит программируемых микросхем, а также в ней нет дорогих и дефицитных радиодеталей. Его чувствительность в несколько раз лучше, чем у предыдущего.
Подробнее…
Набор радиодеталей и печатная плата для самостоятельной сборки импульсного металлоискателя «ПИРАТ»
Металлоискатель ПИРАТ — один из популярных простых импульсных металлоискателей с хорошей чувствительностью. Его может собрать даже начинающий радиолюбитель.
Если всё спаяно правильно, катушка сделана без ошибок, детали все исправные — то схема начинает работать сразу. Из основных настроек только один переменный резистор.
Подробнее…
— н а в и г а т о р —
Популярность: 73 835 просм.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
www.mastervintik.ru
Металлодетектор для кормоуборочного комбайна
Использование: сельскохозяйственная техника, в частности устройства для защиты узлов кормоуборочного комбайна. Сущность изобретения: для исключения ложного срабатывания от сигналов с индуктивного датчика при прохождении металлических предметов в его области используют последовательно включенные режекторные фильтры, которые позволяют по сигналу синхроимпульса наличие циклической составляющей на фоне общего информационного сигнала. 2 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к устройствам защиты узлов кормоуборочного комбайна от металлических предметов, попадающих в его приемную камеру (питатель) вместе со скошенной кормомассой.
В основе всех металлодетекторов, устанавливаемых на кормоуборочных комбайнах западных фирм, а также на комбайнах, выпускаемых ПО «Гомсельмаш» (единственное предприятие СНГ, серийно производящее кормоуборочные комбайны), лежит одно и тоже устройство, разработанное американской фирмой «Sperry Rand Corporation» и впервые описанное в патенте США, кл.56-102 (А 01 D 69/10), N 3972156, 1976 г. «Speed independent static field metal detector», которое и выбрано в качестве прототипа. Для исключения влияния довольно громоздкого датчика металлодетектора на прохождение кормомассы через питатель комбайна, а также обеспечения возможности работы комбайна с различными адаптерами (подборщиком, травяной жаткой, рядковой кукурузной, роторной жаткой и т.п.) датчик, как правило, размещается в первом нижнем вальце питателя и обеспечивает обнаружение металлических предметов (ферромагнитных), проходящих вместе с кормомассой в пространстве между первым верхним и первым нижним вальцами питателя комбайна. Поскольку принцип действия датчика основан на появлении импульса ЭДС в катушках за счет изменения магнитного поля (создаваемого постоянными магнитами датчика) при прохождении ферромагнитного предмета в его зоне действия, возникает необходимость изготовления вальца, в котором размещаeтся датчик, из немагнитного материала. Причем этот материал должен иметь высокое удельное электрическое сопротивление для уменьшения токов Фуко, наводимых в вальце при его вращении в магнитном поле, создаваемом мощными магнитами датчика. С этой точки зрения наилучшим материалом являются различные пластмассы, но их применение ограничено сравнительно низкой прочностью и износостойкостью, поэтому на большинстве комбайнов датчик металлодетектора устанавливают в вальцах, изготавливаемых из немагнитной высоколегированной нержавеющей стали. Наличие ферромагнитных включений в деталях такого вальца (имевшихся ранее в исходном материале, образовавшихся за счет изменения структуры металла при сварке деталей, появившихся за счет наклепа материала инструмента при мехобработке и т.п.), приводит к ложным срабатываниям системы защиты. Это заставляет уменьшать чувствительность датчика металлодетектора в 5.10 раз, что увеличивает опасность поломки комбайна за счет попадания достаточно крупных металлических предметов в его измельчитель. Чувствительность металлодетектора также ограничивается наличием взаимодействия магнитного поля датчика с магнитными полями вращающихся (движущихся) узлов и агрегатов комбайна, изготовленных из обычной стали (шнек жатки или подборщика, рядом расположенные вальцы, барабан измельчителя и т.п.). Для получения приемлемой чувствительности металлодетектора при изготовлении вальцов из немагнитной стали используют специальную технологию сварками электродами из нержавеющей стали, прогретыми до определенной температуры, после мехобработки каждой детали (резка, тoчение, гибка и т.п.) ее подвергают травлению и термообработке для устранения наклепа металла инструмента и снятия механических напряжений. При сборке вальцов в заводских условиях требуется повышенная чистота помещений, отсутствие масла и стружки на рабочем месте, не допускается транспортирование вальцов навалом или в железной таре, даже устранение окалины после сварки необходимо производить медными или титановыми молотками. И, наконец, на последней стадии изготовления вальцов из немагнитной стали их подвергают размагничиванию, помещая во внутрь катушки, подключаемой к промышленной сети 380 В, 50 Гц (Л1). Несмотря на все описанные ухищрения даже такая сложная и дорогая технология обеспечивает лишь 70-80%-ный выход годных для работы с металлодетектором вальцов (Л2). В ходе эксплуатации машины под действием магнитного поля датчика происходит постепенное намагничивание ферромагнитных включений, оставшихся в вальце, что заставляет оператора машины уменьшать чувствительность металлодетектора для исключения ложных срабатываний системы защиты и частых остановок машины. Инструкцией фирмы «Kemper» на кормоуборочную приставку «Champion 3000» предусмотрена необходимость минимум два раза в год снимать валец с металлодетектором, разбирать его и подвергать размагничиванию (ЛЗ). Все это существенно снижает производительность кормоуборочного комбайна и увеличивает расходы, связанные с его обслуживанием. Целью предполагаемого изобретения является повышение реальной чувствительности металлодетектора и снижение затрат, связанных со сложной технологией изготовления вальцов и необходимостью их регулярного размагничивания во время эксплуатации комбайна. Для достижения указанной цели в металлодетектор, содержащий расположенный в вальце датчик в виде катушки индуктивности с постоянными магнитами, фильтр нижних частот, полосовой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, пороговое устройство, устройства управления и сигнализации, дополнительно введены М последовательно включенных синхронных режекторных фильтров, М датчиков синхронизирующих импульсов, где М 1,2,3, а также устройство блокировки выходного сигнала, причем сигнальный вход первого синхронного фильтра соединен с выходом полосового усилителя, выход последнего синхронного фильтра с сигнальным входом устройства блокировки, выход которого соединен со входом порогового устройства, а выходы датчиков синхронизирующих импульсов поданы на входы синхронизации соответствующих синхронных режекторных фильтров и на тактовые входы устройства блокировки. На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого металлодетектора. Металлодетектор содержит последовательно соединенные магнитостатический датчик 1, фильтр нижних частот 2, полосовой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 3, М синхронных режекторных фильтров 4, устройство блокировки 5 и пороговое устройство 6, а также устройство сигнализации 7, устройство 8 и М датчиков синхроимпульсов 9, причем выход порогового устройства 6 соединен одновременно со входами устройства сигнализации 7 и устройства управления 8, а выход каждого датчика синхроимпульсов 9 соединен со входом синхронизации соответствующего синхронного режекторного фильтра 4 и соответствующим тактовым входом устройства блокировки 5. Устройство работает следующим образом. При прохождении ферромагнитного предмета вместе с кормомассой в зоне действия датчика металлодетектора, расположенного в первом нижнем вальце питателя, изготовленного из немагнитного материала, в приемных катушках датчика наводится ЭДС и на выходе датчика 1 формируется импульс напряжения, который затем через фильтр нижних частот 2 поступает на вход полосового усилителя 3, осуществляющего частотную селекцию спектра полезного сигнала. Ввиду наличия в вальце ферромагнитных включений и наличия вращающихся стальных элементов конструкции комбайна в непосредственной близости от датчика 1 (вальцы питателя, механизмы передач, шнек подборщика, барабан измельчителя и т.п.) на выходе датчика 1 будут присутствовать сигналы помех, причем амплитуда сигналов помех в некоторых случаях может превышать амплитуду полезного сигнала. Значительная часть спектральных составляющих сигналов помех лежит в полосе спектра полезного сигнала, поэтому с помощью обычного полосового (частотно-избирательного) усилителя не удается эффективно от них отстроиться. Таким образом, на выходе полосового усилителя наряду с полезным сигналом будут присутствовать описанные выше помехи. Рассматриваемые помехи имеют одну общую особенность: они являются периодическими и синхронизированы с фазами вращения порождающих их элементов конструкции. Для подавления каждой из этих помех используется свой синхронный режекторный фильтр 4, настроенный на подавление данной помехи. Последовательное включение М таких фильтров после полосового усилителя 3, где М число элементов конструкции (узлов) комбайна, порождающих помехи, обеспечит подавление всех мешающих помех. Полезный сигнал от постороннего металлического предмета, попавшего в поток кормомассы, является импульсным и асинхронным, поэтому он пройдет на выход каскада синхронных режекторных фильтров практически без изменения. Структура синхронного режекторного фильтра и принцип его действия известны. В предлагаемой области применения удобно использовать Г-образное режекторное звено на коммутируемых конденсаторах, описанное, например, в а.с. СССР кл. Н 03 Н 19/00, N 995283. Автоматическая настройка синхронного режекторного фильтра на конкретную помеху осуществляется с помощью подачи на его синхровход последовательности импульсов, синхронных с фазой вращения элемента конструкции комбайна, создающего эту помеху. Для этой цели предлагается использовать датчик синхроимпульсов 9, связанный с соответствующим вращающимся элементом (узлом) комбайна и вырабатывающий некоторое количество синхроимпульсов за один оборот этого элемента (узла). В результате на выход последнего синхронного режекторного фильтра 4 пройдет только полезный асинхронный сигнал, а помехи от вращающихся элементов конструкции будут значительно подавлены или вообще отсутствовать. Для предотвращения срабатывания металлодетектора во время переходных процессов в синхронных режекторных фильтрах, связанных с запуском или остановкой агрегатов комбайна, после цепочки синхронных фильтров 4 в схему введено устройство блокировки 5, функцией которого является запрещение прохождения сигнала на вход порогового устройства 6 на время переходного процесса. Один из вариантов построения устройства блокировки 5 приведен на фиг.2. Устройство состоит из М цепочек последовательно включенных частотных дискриминаторов 10 и одновибраторов 11, а также М входовой схемы ИЛИ 12 и ключа 13, причем выходы одновибратора 11 поданы на входы схемы ИЛИ 12, выход которой подключен к управляющему входу ключа 13. Частотныe дискриминаторы 10 могут быть построены любым из известных способов, например, в соответствии с а.c. СССР, кл. Н 03 К 5/22 N 839041. На вход каждого из них подается последовательность импульсов с выхода датчика синхроимпульса 9. Частотный дискриминатор 10 вырабатывает на выходе уровень лог.0 или лог.1 в зависимости от того, выше или ниже входная частота заданной граничной. Диапазон частот импульсов с выхода каждого датчика синхроимпульсов 9 известен заранее, так как он определяется скоростью вращения соответствующего элемента конструкции комбайна. Если установить граничную частоту частотного дискриминатора 10 немного ниже, чем минимальная рабочая частота следования импульсов на выходе соответствующего датчика синхросигналов 9, то фронт или спад его выходного сигнала будут сигнализировать о начале переходного процесса. Следующий за частотным дискриминатором 10 одновибратор 11 вырабатывает по любому из фронтов импульс с уровнем лог.1, длительность которого должна быть больше времени переходного процесса в соответствующем синхронном фильтре 4. Эти импульсы логически суммируются на схеме ИЛИ 12, выходной сигнал которой с уровнем лог.1 разрывает цепь прохождения сигнала через ключ 13 на время переходных процессов. Полезный сигнал, пройдя через устройство блокировки 5, компанируется пороговым устройством 6, сигнал с выхода которого подается на устройство индикации 7, сигнализирующее о попадании постороннего предмета в питатель комбайна, и на устройство управления 8, обеспечивающее остановку вальцов питателя комбайна. Таким образом, благодаря введению в известное устройство дополнительных элементов с соответствующими связями, заявляемое устройство позволяет: Повысить реальную чувствительность металлодетектора. Существенно упростить технологию изготовления вальца из немагнитной нержавеющей стали, устранив операции травления и размагничивания, при сохранении исходных характеристик металлодетектора. Устранить трудоемкую операцию по размагничиванию вальцов в процессе эксплуатации комбайна.Формула изобретения
Металлодетектор для кормоуборочного комбайна, содержащий последовательно соединенные индуктивный датчик, фильтр нижних частот, полосовой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, пороговое устройство, а также устройство сигнализации и устройство управления, входы которых соединены с выходом порогового устройства, отличающийся тем, что он снабжен M последовательно включенными синхронными режекторными фильтрами, M датчиками синхроимпульсов, где M= 1,2, а также устройством блокировки, причем сигнальный вход первого синхронного режекторного фильтра соединен с выходом полосового усилителя, выход последнего синхронного режекторного фильтра соединен с сигнальным входом устройства блокировки, выход которого соединен с входом порогового устройства, а выходы датчиков синхроимпульсов соединены с входами синхронизации соответствующих синхронных режекторных фильтров и тактовыми входами устройства блокировки.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2findpatent.ru
схема глубинного и простейшего металло детектора
Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.
Металлоискатель X-Terra 305.Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.
Работа сапера с металлоискателем
Еще не так давно, такие приборы можно было чаще всего увидеть у саперов, то теперь, ими пользуются спасатели, кладоискатели, работники коммунальных служб при поиске труб, кабелей и пр. Более того, многие «кладоискатели» применяют металлодетекторы, которые они собирают своими руками.
Конструкция и принцип работы прибора
Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.
Принцип работы металлоискателя
Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.
Схема металлоискателя
Приборы этого класса обладают следующими достоинства:
- простота конструкции;
- большие возможности для обнаружения металлических материалов.
В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:
- металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
- технологические сложности при производстве изделия.
Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.
Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.
Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.
Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.
Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.
Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.
Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.
Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.
Типовая конструкция
В состав металлоискателя входят следующие составные части:
- Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
- Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
- Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
- Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
- Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.
Конструкция металлоискателя
Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.
Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.
Разновидности металлодетекторов
На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:
- Грунтовые. Эти приборы предназначены для поиска своими руками металлического лома, ювелирных украшений, монет и пр.
- Глубинные. Эти приборы применяют для поиска вышеназванных металлических изделий на большой глубине.
- Подводные. Устройства этого типа предназначены для работы подводой. Они могут работать на разных глубинах.
- Металлодетекторы для поиска золота. Эти приборы позволяют найти золото и украшения для него в любых средах.
- Охранные устройства. Эти приборы применяют для обнаружения металлических изделий на теле человека и в багаже. Такие устройства выполняют в виде арок и устанавливают на входе в места большого скопления людей, например, на вокзалах, торговых центрах и пр.
- Промышленные. Это оборудование входит в состав конвейерных линий. Их основная задача обнаружение металла в других веществах. Например, в добываемой песчано-грунтовой смеси.
- Армейские. Военные применяют такие приборы для обнаружения своими руками мин, неразорвавшихся снарядов, бомб и пр. Военные называют такие приборы миноискателями.
- Устройства собранные своими руками, чаще всего их собирают начинающие «кладоискатели».
Использование современных материалов позволяет проектировать и изготавливать приборы с высокой точности обнаружения металлов в разных средах. Применение микроэлектроники позволило минимизировать их габаритно-весовые параметры. Кроме этого, простота электрической схемы позволяет с минимальными затратами изготовить металлодетектор своими руками.
Основные параметры
Как и любое техническое устройство металлодетектор обладает определенными параметрами, характеризующими их функциональные свойства.
Глубина обнаружения
На первом месте стоит глубина обнаружения металла. Кстати, многие компании, производящие подобные устройства не показывают предельную глубину, на которой их продукция может обнаружить металлические изделия. И если такая цифра и указана, то, скорее всего, это данные полученные во время лабораторных испытаний. То есть, реальные, полевые условия существенно отличаются от лабораторных (полигонных).
Это значит, что при выполнении реальной работы своими руками, глубина обнаружения будет несколько меньше, чем указано в паспорте. Почему так происходит? Дело в том, что состав грунта оказывает существенное влияние на способности металлодетектора. В самом деле, одно дело вести поиск в речном песке, а другое в грунте с высоким содержанием железа. Металлические изделия, особенно те, которые длительное время находятся на глубине, окисляются и изменяют свои свойства и это оказывает влияние на возможности обнаружения объекта.
Глубина обнаружения металлоискателем
Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.
Частота работы
Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.
Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.
Металлоискатель с дискриминацией металлов
Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.
Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.
Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.
Металлоискатель с дискриминацией металлов
Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.
Как собрать самодельный металлоискатель своими руками
На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.
Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:
- контроллер;
- резонатор;
- конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
- резисторы;
- излучатель звука;
- стабилизатор напряжения.
Металлоискатель простейший своими руками
Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.
Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.
Металлоискатель простейший в домашних условиях
Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.
Металлоискатель без микросхем
Если у начинающего «кладоискателя» нет желания связываться с микросхемами, существуют схемы и без них.
Простая схема на тронзисторных генераторах
Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.
Схема глубинного металлоискателя
Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.
Схема глубинного металлоискателя
Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:
- конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
- резисторы разного номинала;
- полупроводники – транзисторы и диоды.
Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.
Процесс сборки глубинного металлодетектора
Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.
После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.
Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.
Немного о смартфонах
Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.
Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
