Empfindlicher Metalldetektor. Schema, Beschreibung

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Empfindlicher Metalldetektor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren

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Zunächst einmal möchte ich sofort mit der vorgefassten Meinung aufräumen, dass ein Mann mit einem Metalldetektor ein Grabschänder oder ein „schwarzer Fährtenleser“ sei, der die Mafia mit Waffen aus dem Ersten Weltkrieg beliefert. Tatsächlich suchen die meisten „Schatzsucher“ auf Mülldeponien, in Brachland nach verschiedenen alten Metallgegenständen, die für den „Schatzsucher“ den gleichen Wert haben wie Briefmarken für einen Philatelisten. Ich versichere Ihnen, dass der gefundene Teelöffel aus dem 18. Jahrhundert oder das Kupfernickel aus dem 19. Jahrhundert vielleicht der wertvollste Fund von allen sein wird, der von einem Metalldetektor „entdeckt“ wird.

Die meisten selbstgebauten Metalldetektoren sind nach Zero-Beat-Schaltungen aufgebaut, bei denen es zwei Generatoren gibt – einen Referenzgenerator mit konstanter Frequenz und einen Suchgenerator, dessen Frequenz von den ihn umgebenden Metallobjekten abhängt. In diesem Fall sind die Frequenzen der Generatoren auf etwa 100 kHz eingestellt und ungefähr gleich. Die leichte Verstimmung des Suchgenerators, die zum Suchen eines Artikels erforderlich ist, erfolgt normalerweise mit einem Varicap oder einem variablen Kondensator.

Sie können die Empfindlichkeit eines nach diesem Prinzip aufgebauten Metalldetektors erhöhen, indem Sie die Frequenz des Referenzoszillators so erhöhen, dass sie zehnmal höher ist als die Frequenz

Suchgenerator. Dabei treten Schwebungen zwischen den Schwingungen des Referenzoszillators und der 10. Harmonischen der Schwingungen des Suchoszillators auf. Dadurch führt die Verstimmung des Suchgenerators um mindestens 10 Hz zu einer Erhöhung der Frequenz der Differenzpulsationen um 100 Hz, was bereits deutlich spürbar ist.

Mit diesem Prinzip war es möglich, einen Metalldetektor zu erhalten, der eine Penny-Münze in einer Tiefe von bis zu 100 mm oder einen größeren Gegenstand (z. B. einen Eimer) in einer Tiefe von bis zu 0,7 – 0,8 m erkennen kann.

Das schematische Diagramm des Metalldetektors ist in der Abbildung dargestellt. Die Schaltung verwendet zwei K561LA7-Mikroschaltungen, ein Suchgenerator (Elemente D1-D1.1) und ein Ausgangsverstärker (Element D1.3) sind auf der D1.4-Mikroschaltung angebracht. Auf dem D2-Chip befinden sich ein Referenzkristalloszillator (Elemente D2 1-D2.3) und ein Mischer (Element D2.4). Die Frequenz dieses Oszillators wird durch die Resonanzfrequenz des Quarzresonators Q1 bestimmt.

Empfindlicher Metalldetektor

Der Suchgenerator verwendet zwei Elemente D1.1 und D1.2. Die Erzeugungsfrequenz wird durch eine Schaltung bestehend aus einer Suchspule L1 und den Kapazitäten C1, C2, VD1 eingestellt. Der Varicap VD1 dient dazu, die Frequenz dieses Generators während des Betriebs in kleinen Grenzen anzupassen. Die Einstellung selbst erfolgt über einen variablen Widerstand R3, der die Spannung an diesem Varicap ändert. Gegenüber der Abstimmung mit einem variablen Kondensator hat die elektronische Abstimmung einen wesentlichen Vorteil, der darin besteht, dass das Abstimmelement (R3) beliebig aus dem Stromkreis entfernt werden kann und somit durch Platzieren des Gehäuses mit Generatoren in der Mitte des Such-„Stabs“ des Metalldetektors das Abstimmelement (R3) an das Ende des „Stabs“ gebracht werden kann, an dem sich der Gerätegriff befindet, und somit durch Entfernen des Generators aus den Händen eine Beeinträchtigung der Abstimmung externer Kapazitäten vermieden werden kann ( Kapazitäten des menschlichen Körpers).

Der Generatormodus (POS) wird durch die Elemente R2 C4 C5 C6 eingestellt. Tatsächlich handelt es sich um eine bekannte Multivibratorschaltung mit zwei Elementen, an deren Mittelpunkt jedoch eine RC-Schaltung angeschlossen ist, die die Erzeugungsfrequenz festlegt.

Von den Ausgängen beider Generatoren gelangen die Impulse zum Element D2.4, auf dem der Mischer aufgebaut ist, und an dessen Ausgang erscheint ein Frequenzschwebungssignal. Dieses Signal wird durch das Element D1.4 zusätzlich leistungsverstärkt und gelangt zum Schallsender B1, dessen Rolle elektromagnetische Kopfhörer vom Typ TK-47 mit einem Widerstand von 47 Ohm übernehmen. Sie können auch normale kleine Telefone über einen Audioplayer nutzen, indem Sie beide Kapseln in Reihe einschalten. In dieser Schaltung sind die Telefone B1 zwischen dem Ausgang D1.4 und dem positiven Energiebus angeschlossen, sodass der Strom durch die Telefone fließt, wenn am Ausgang des Elements D1.4 eine logische Null vorliegt. Dies ist kein Zufall, Tatsache ist, dass die Elemente der K561-Mikroschaltungen, nämlich die K561LA7-Mikroschaltungen, am Ausgang einen viel höheren Strom im Nullzustand (fast gleich 6 mA) und einen niedrigeren Einheitsstrom (2-3 mA) entwickeln. Dadurch wird bei dieser Einbeziehung die maximale Lautstärke höher sein.

Zur Einstellung der Lautstärke dient ein variabler Widerstand R6. Die Power-Batterie besteht aus zwei „flachen“ galvanischen Batterien mit je 4,5 V (alte Kennzeichnung „3336L“). Die Wahl fiel auf diese Batterien, da sie bei relativ geringen Abmessungen einen langfristigen Betrieb des Geräts gewährleisten, relativ kostengünstig sind und aufgrund der vorhandenen verzinnten Streifen- oder Messingkontakte durch Löten miteinander verbunden werden können, was bei der Zusammenstellung einer Batterie aus sechs einzelnen Elementen nicht möglich ist (spezielle Kassetten mit Federkontakten sind erforderlich). Auch die Verwendung der beliebten „Krona“ ist möglich, allerdings weniger zu bevorzugen, da diese über ein geringeres Fassungsvermögen verfügt.

Der elektronische Teil ist in einem aus Glasfaserfolie gelöteten Gehäuse montiert. Es enthält Generatoren. Das Gehäuse verfügt über eine Abschirmungstrennwand zwischen den Mikroschaltungen, die so angeordnet ist, dass D1 und die Kondensatoren des Suchoszillators in einem Fach und D2 und die Elemente des Referenzoszillators im anderen Fach untergebracht sind. Die Partition dient dazu, den Einfluss des Referenzgenerators auf den Suchgenerator auszuschließen.

Die Suchspule ist auf einen Ring aus Hartbatist mit einem Außendurchmesser von 15 mm gewickelt. Es kann jedes andere Kunststoffrohr oder jeder andere weiche Kunststoffstift mit dem gleichen Durchmesser verwendet werden. In jedem Fall wird ein solcher Rohling zu einem Ring mit einem Außendurchmesser von 200 mm gebogen und entweder thermisch oder mit Kleber fixiert. Auf den resultierenden Ring werden 50 Windungen PELSHO 0,27-Draht gewickelt (im schlimmsten Fall ist auch PEL 0,27-0,35 möglich). Nachdem die Wicklung abgeschlossen ist, wird der Ring mit einer Lage Isolierband umwickelt und die Spule anschließend mit Aluminiumfolie abgeschirmt. Für eine höhere Spannung ist es praktisch, dünne Folie von alten Papierkondensatoren wie MBM, BM oder BMT zu verwenden (die Folie wird dicker und stärker). Das Folienband wird so gewickelt, dass sich seine Windungen nicht berühren, d. h. die Wicklung erfolgt in Schritten von 1-5 mm. Anschließend wird die Folie mit einer weiteren Lage Isolierband fixiert. Die Rolle des Steifigkeitsrahmens der Spule übernimmt eine Scheibe mit einem Durchmesser von 250 mm aus dünnem (1 mm) Glasfaser ohne Folie. Die Spule wird darauf mit Gewinden befestigt, die durch zuvor in die Scheibe gebohrte Löcher geführt werden. An einer Kante der Scheibe ist ein Verbindungsstück im Militärstil angebracht, das mit einer Buchse am Ende eines Aluminiumrohrs mit einem Durchmesser von 15–20 mm verschraubt ist. Am anderen Ende der Röhre befindet sich ein Griff mit Reglern, einem Schalter und einer Telefonbuchse, und in der Mitte der Röhre werden das Gehäuse des elektronischen Geräts und die Batterien (mit Hilfe von Klemmen) befestigt.

Die Einstellung läuft darauf hinaus, die L1C1-Schaltung auf 100 kHz mit der mittleren Position von R3 einzustellen (steuern Sie die Frequenz an Pin 10 D1.3).

Autor: Somov M.P.

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