0

Металлодетектор

В статье описывается простой металлодетек­тор, позволяющий находить не только скрытую электропроводку, но и металлические предметы под слоем снега или грунта.

За основу металлодетектора взята схема из­вестного металлодетектора «Пират», но обработ­ка сигнала осуществляется иначе. Схема металлодетектора представлена на рис. 1.

Рис. 1

Задающий генератор DA1.1 задаёт частоту по­вторения зондирующих импульсов. Одновибратор DA1.2 формирует импульс управления сило­вым ключом VT3.

Одновибратор DA2 формирует строб управ­ления ключом VT4, VT5. Одновибратор DA4.2 формирует импульс индикации. Фильтр верхних частот DA3.1 усиливает сигнал до необходимого уровня.

Компаратор DA3.2 регистрирует изменение сигнала, который поступает с выхода фильтра верхних частот через транзистор VT4. Компара­тор DA4.2 вспомогательный. Частота задающего генератора 120 Гц, длительность зондирующего импульса 100 микросекунд, длительность строба 400 микросекунд.

Форма сигнала на выходе фильтра верхних ча­стот после зондирующего импульса достаточно сложная (рис.2). Поэтому информационная его часть (колоколообразный импульс) выделяется с помощью селектора — ключа VT4, VT5, который пропускает необходимую часть, остальное пода­вляет (рис.3). Очищенный сигнал поступает на компаратор DA3.2. Этот компаратор формирует короткие импульсы.

Рис. 2

Рис. 3

Вспышки светодиода такой малой длитель­ности глаз не воспринимает, поэтому импульсы с компаратора запускают одновибратор DA4.2, формирующий импульсы длительностью около 1 миллисекунды, которые глаз уверенно реги­стрирует. Перед работой производится калибров­ка металлодетектора с помощью компаратора DA4.1. Его функция — не дать усилителю фильтра верхних частот зайти в режим насыщения. При нажатии кнопки «Калибр» с помощью резистора R19 «Ампл.» увеличивают сигнал до уровня не более 21.5 В. В качестве опорного элемента ис­пользован светодиод VD5 синего свечения.

После этого отпускают кнопку и резистором R25 «Порог» опускают порог компаратора DAЗ.2 до момента возникновения вспышек светодиода с минимальной частотой. При попадании в зону индуктивного датчика металлического предмета частота и интенсивность вспышек светодиода уменьшается, что дублируется звуковым реги­стратором — наушником.

Источник питания

Устройство питается от однополярного источ­ника питания. Предохранитель FU1 и диод VD9 исполняют функцию «fool proof».

Операционные усилители металлодетекто­ра питаются двухполярным напряжением. Для этого используется DC/DC преобразователь. Преобразователь-стабилизатор напряжения +12 В включает в себя: генератор DA5 с частотой 100 килогерц, делитель частоты DD1 и стабили­затор на микросхеме DA6. Конденсаторы DC/DC преобразователя С16, С17, С18 с рабочим на­пряжением 25 В.

Трансформатор Т1 намотан на кольце К10x6x5 2000НМ и имеет первичную обмотку 60×2 витков провода диаметром 0.1 мм, вторичная — 90 вит­ков этого же провода.

Питается металлодетектор от аккумулятора с напряжением 12 вольт, ток потребления состав­ляет около 140 мА. Ток силового ключа в импуль­се равен 3 А.

Конструктивно металлодетектор размещён в пластмассовом корпусе типа Z38. Внешний вид платы металлодетектора в сборе приведен на рис.4.

Рис. 4

 

Индуктивный датчик L1 коаксиальной кон­струкции. Большая катушка диаметром 200 мм имеет 23.5 витка, меньшая (диаметром 100 мм) содержит 6.5 витка провода диаметром 0.63 мм. Индуктивность датчика 390 микрогенри, актив­ное сопротивление 1.3 Ома.

Особо следует отметить, что на обмотке опи­санного индуктивного датчика при запирании силового ключа возникает всплеск напряжения (рис.5). В случае применения в качестве ключа транзистора типа IRF740 длительность зонди­рующего импульса не должна превышать 100 микросекунд во избежание его пробоя. При ука­занной длительности всплеск достигает значе­ния 350 В.

Рис. 5

Во время испытания металлодетектора уста­новлено, что медная фольга размером 85×85 миллиметров уверенно регистрировалась на глу­бине 35 сантиметров в песчаном грунте, а совет­ская медная пятикопеечная монета на расстоя­нии 18 сантиметров в воздухе.

Литература:

  1. Г.В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетувошил, С. В. Страхов. Основы теории цепей. Энергия, 1965 г.
  2. Л. Фолкенберри. Применение операцион­ных усилителей и линейных ИС. Мир, 1985 г.
  3. В. Л. Шило. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. Радио и связь, 1982 г.
  4. В. И. Щербаков, Г. И. Грездов. Электрон­ные схемы на операционных усилителях. Технка, 1983 г.

Автор: Владимир Ходаковский, г. Киев
Источник: Радиоаматор №5-6/2020






Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.