Высокочувствительный металлоискатель на принципе биений (К561ЛА7, К561ЛА9)

Металлоискатель работает на принципе биений, образующихся из-за разницы колебаний опорного и поискового генераторов (на 5—10-й гармонике, выбирается ближайшая но частоте).

Это позволяет доводить чувствительность прибора до высокого уровня, что становится возможным обнаруживать:

  • пятикопеечную монету в грунте на глубине 10 см;
  • стальную крышку люка или трубу — на глубине 65 см.

Выполняемый на доступной элементной базе, металлоискатель не требует тщательной настройки и неприхотлив в эксплуатации. Электропитание — от гальванической батареи «Крона».

Принципиальная схема

Принципиальная схема самодельного металлоискателя на принципе биений изображена на рисунке 1.

Поисковый генератор собран по так называемой схеме «емкостной трехточки» на логических элементах DD1.1, DD1.2 ИМС К561ЛА7. Его колебательный контур образован:

  • поисковой катушкой L1;
  • конденсаторами С2—С4;
  • варикапом VD1, управляющее напряжение на который поступает с потенциометра R2, выполняющего функцию органа настройки на низкую частоту биений.

В схему дополнительно введен транзистор VT1. Его предназначение — обеспечить термокомпенсацию варикапа VD1. Если же изготавливаемому металлоискателю суждено работать в благоприятных условиях, при небольших колебаниях температуры окружающей среды, то VT1 можно исключить из данного устройства.

металлоискатель

Рис. 1. Принципиальная схема  самодельного металлоискателя с повышенной чуствительностью, работающего на принципе биений.

Опорный генератор реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ микросхемы DD2 (K561ЛA9). Частота стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц).

И у перестраиваемого, и у опорного генераторов имеется по буферному каскаду (логический элемент DD1.3 и, соответственно, DD2.3), работающему на смеситель DD1.4. Выделяемый в смесителе сигнал разностной частоты поступает на усилитель (транзистор VT2) с эмиттерным повторителем (ѴТЗ).

Звуковым индикатором обнаружения металла в грунте служит микротелефонный капсюль BF1 от слухового аппарата.

Стабилизатор напряжения DA1 на 5 В обеспечивает «электронику» питанием, а полупроводниковый диод VD2 защищает от ошибочной полярности при подключении батареи.

Детали и настройка

Поисковый генератор нужно «вывести» на требуемую частоту 100—200 кГц, подбирая конденсаторы С2, СЗ. При среднем положении движка потенциометра R2 следует добиться, чтобы при возможно большем отношении частот опорного и поискового генераторов получить громко воспроизводимый капсюлем BF1 сигнал биений.

Усилитель с эмиттерным повторителем нужно настраивать подбором резисторов R10 и R12. Ориентиром должно служить напряжение 2,5 В на коллекторе ѴТ2 и на нагрузочном резисторе R14.

Юстировку термокомпенсации, выполненной на транзисторе VT1, следует осуществлять подбором резистора R5.

При этом нужно добиться, чтобы напряжение между коллектором и эмиттером VT1 находилось в пределах 2—2,5 В.

Поисковую катушку L1 рекомендуется наматывать на болванке диаметром 160 мм. Она должна содержит 60 витков провода ПЭЛ-0,2. Затем нужно произвести однослойную обмотку изолентой.

После этого катушку следует обертывать (с небольшим разрежением между соседними витками) полоской из алюминиевой фольги — для электростатического экранирования. Электрический контакт между концами такого экрана недопустим (в противном случае образуется замкнутый виток).

Полученную рамку-датчик еще нужно обмотать для защиты от повреждений двумя-тремя слоями изоляционной ленты, приклеить «эпоксидкой» к основанию из стеклотекстолита (нефольгированного!) толщиной 2—4 мм. С помощью кронштейна устройство можно прикрепить к несущей штанге, например, стеклопластиковой лыжной палке с ручкой и блоком.

металлоискатель

 

Рис. 2. Печатная плата самодельного металлоискателя на принципе биений.

В корпусе блока нужно разместить гальваническую батарею «Крона» и всю «электронику», смонтированную на печатной плате. Соединение поисковой катушки с платой — коаксиальным кабелем, проходящим внутри несущей штанги.

Теперь о радиодеталях, необходимых для сборки металлоискателя. Все их, включая полупроводниковые приборы и микросхемы, можно выбрать из разряда недорогих и широко распространенных. В частности, постоянные резисторы типа МЛТ-0,125.

В качестве потенциометра R2 может быть использован любой малогабаритный, желательно с выключателем. Последний на принципиальной электрической схеме условно не показан.

Конденсаторы постоянной емкости C1, С9 и С11 могут быть любыми малогабаритными, но с номиналами, указанными на принципиальной электрической схеме.

Более жесткие требования у конденсаторов С2, С4—С8: для большей надежности и долговечности их работы в разных условиях эти конденсаторы желательно выбирать из числа термостабильных. В частности, выполняющий роль «подстроечника» конденсатор СЗ предпочтительно установить керамический, как наиболее устойчивый к значительным резким перепадам температур (например, типа КТ4-23 емкостью 4—20 пФ).

А в качестве С10, С12—С15 можно использовать конденсатор К53-2, гарантирующие стабильную работу схемы.

Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. - Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.

7 1787 Металлоискатели
металлоискатель металлодетектор
Комментарии (6):
#1 Богдан Июнь 19 2015
0

Какой емкости брать конденсаторы С4,С7,С8,С5???
там обозначений нет, просто цифры, а номиналы какие я не в курсе.

#2 root Июнь 19 2015
0

Для конденсаторов С2-С8 емкость указана в пикофарадах (пФ). Например: возле С8 указано число 390 - это значит что конденсатор имеет емкость 390пФ (390pF).

#3 гена матушков Март 18 2017
0

В схеме ошибки! Транзистор V1 так не может работать, а диод V2 садит батарейку.

#4 root Март 18 2017
0

Гена, насчет VT1 в схеме все хорошо, почитайте в описании для чего он предназначен. Назначение диода VD2 - защита схемы в случае не верного подключения батареи (переполюсовки). Это диод включен в обратном направлении к батареи, тем не менее, он имеет сравнительно небольшой обратный ток. Возможно лучшим решением для подобной защиты будет использование диодного моста.
Дорисовали на схеме включатель питания, добавили цоколевку транзисторов, варикапа и микросхемы-стабилизатора 78L05.

#5 гена матушков Март 19 2017
0

Диод надо подсоединить не параллельно, а последовательно ..а к транзистору vt1 питание надо подавать до стабилизации напряжения 5 вольт и вообще это питание нужно для варикапа кв102д или д901 в который регулируется переменным резистором r2 где нужно напряжение 6 вольт что естественно не получится с такими препятствиями)))

#6 root Март 19 2017
0

Из справочника:

  • КВ102Д при Uобр=4В, емкость=19-30пФ
  • Д901 при Uобр=4В, емкость=27-39пФ

Если на схему питания варикапа подавать не стабилизированное напряжение то частота генератора будет плавать в зависимости от степени разряда батареи.
Диод по питанию для защиты схемы можно и не ставить, главное быть внимательным при подключении КРОНЫ.

кэшбек