Günstiger Metalldetektor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Dieser einzigartige Metalldetektor besteht aus nur fünf Komponenten – einer billigen Mikroschaltung, einem variablen Kondensator, zwei Suchspulen und einer Hörmuschel. Aber trotz seiner Einfachheit hat es ziemlich gute Parameter.

Diese Schaltung gilt für Metalldetektoren. Und obwohl er einige Komponenten anderer Metalldetektoren enthält, unterscheidet sich sein Funktionsprinzip von diesen.

Es wäre nicht übertrieben zu sagen, dass die Eigenschaften der Schaltung denen eines kostengünstigen Detektors mit Induktionswaage (IB) entsprechen. Sammeln Sie es – und Sie werden es selbst sehen! Dieses Design ist noch einfacher als der ursprüngliche Beat-Detektor, dessen Design im Mai 2004 in EPE veröffentlicht wurde.

Bei Tests wurde festgestellt, dass der Old English Penny in der Luft in einer Entfernung von 15 cm nachweisbar ist. Aufgrund verschiedener Faktoren, die die Empfindlichkeit beeinflussen, kann der Erkennungsbereich jedoch auf 12,5 cm sinken.

Dennoch kann dieser Detektor mit preisgünstigen IS-Geräten mithalten und verfügt sogar über einige nützliche Funktionen, die von taktbasierten Detektoren übernommen wurden.

Einführung

Anstatt Such- und Referenzoszillatoren (wie bei Schwebungsdetektoren) oder Sende- und Empfangsspulen (wie bei IB-Detektoren) zu verwenden, verwendet dieser Detektor zwei Sender (oder Suchoszillatoren) mit überlappenden Spulen wie bei IB-Detektoren.

Reis. 1. Schematische Darstellung - einfacher geht es kaum

Hinweis zum Diagramm: Jede Spule enthält 70 Windungen PEL-0,32-Draht, die auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 12 cm gewickelt sind.

Die Spulen müssen sich überlappen, um Ton in den Kopfhörern zu erzeugen.

Wie aus Abbildung 1 ersichtlich ist, ist die Schaltung sehr einfach. Jeder Generator ist auf einem Quad-Operationsverstärker und einer Suchspule aufgebaut!

Die Signale dieser Generatoren werden gemischt (ähnlich einem Beat-Detektor) und dadurch ist ein Beat-Signal hörbar.

Doch neben all dieser Ähnlichkeit mit Beat-Detektoren gibt es auch einen Unterschied. Und dieser Unterschied, der die Empfindlichkeit des Detektors deutlich erhöht, besteht darin, dass jede der Spulen durch induktive Kopplung die Frequenz des Generators ändert. Das Ergebnis ist ein „Gleichgewicht“ wie bei IS-Detektoren und die Empfindlichkeit wird größer als die von auf Schwebungen basierenden Schaltkreisen.

Darüber hinaus ist ein Mittel zur Steuerung der Ausgangsschwebungsfrequenz erforderlich, damit das Gerät abgestimmt werden kann. Dies kann auf verschiedene Arten erreicht werden, in diesem Fall mithilfe eines standardmäßigen 100-pF-Variablenkondensators von einem AM-Empfänger, der zwischen zwei Oszillatoren angeschlossen ist.

Da das Konzept der Schaltung von Induktionswaagen und Schwebungsdetektoren übernommen wurde, nennen wir das Funktionsprinzip dieses Detektors „Schwebungswaage“ (BB).

Eigenschaften

Die Hauptmerkmale des Schemas sind:

• Je nach Design kann dieser Detektor die gleiche Empfindlichkeit wie ein IS-Detektor haben.
• Ein Empfangsverstärker oder Pegeldetektor ist nicht erforderlich, dies vereinfacht die Schaltung erheblich und reduziert ihre Kosten. Die vorgestellte Schaltung enthält nur zwei Hauptkomponenten, während eine preisgünstige Informationssicherheitsschaltung mit ähnlicher Empfindlichkeit etwa 10 bis 20 Komponenten enthält.
• Beide Suchgeneratoren sind identisch, daher ist die Schaltung resistent gegen Änderungen der Versorgungsspannung und der Umgebungstemperatur. Aus diesem Grund sind keine Kompensationsschaltungen und kein Spannungsstabilisator erforderlich.
• Jede der Spulen hat eine entgegengesetzte Reaktion auf das Ziel und ist daher äußerst immun gegen Erdmineralisierung. Gleichzeitig verfügt die Schaltung über eine gute Unterscheidung am Überlappungspunkt beider Spulen.

Fahren

Das Design basiert auf einem einfachen Inverter-Generator. Schauen wir uns zunächst den Generator auf IC1 an. Ab dem Moment, in dem die Induktivität anfängt, schnellen Spannungsänderungen standzuhalten (Antwort genannt), wird jede Änderung des Logikpegels am Ausgang (Pin 1) zeitverzögert an den invertierenden Eingang 2 übertragen. Die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung beträgt ca. 8V/MS, alle weiteren Schaltvorgänge von IC1 werden entsprechend verzögert und der Generator geht somit in den Betriebsmodus mit stetigen Ausgangsschwingungen über.

Einer der Suchspulen-Pins ist mit einem nicht invertierenden Eingang (Pin 3) verbunden, was den Betrieb stabilisiert. Prinzipiell könnte Pin 3 unbeschaltet bleiben, dies wäre jedoch keine optimale Lösung.

Da verschiedene integrierte Schaltkreise unterschiedliche Anstiegsgeschwindigkeiten und Eingangswiderstände haben, ist es unwahrscheinlich, dass sie in diesem Schaltkreis funktionieren. Der TL074CN ist jedoch weit verbreitet und die Verfügbarkeit sollte kein Problem darstellen.

Die Suchspule ist ein wichtiger Teil des Generators und muss ordnungsgemäß ausgelegt sein, damit der Generator funktioniert und die erforderliche Ausgangsfrequenz erhält.

Diese Frequenz sollte hoch genug sein, aber nicht so hoch, dass sie durch Rauschen oder Instabilität der Parameter beeinflusst wird.

Die Eigenschaften von IC1 und die Induktivität der Spule beeinflussen die Schwingfrequenz, die bei etwa 260 kHz liegt (ohne angeschlossene Faraday-Abschirmung). Die Faraday-Abschirmung erhöht die Induktivität der Spule um etwa das Zweifache und dementsprechend wird die Frequenz am Generatorausgang etwa um das Zweifache geringer.

Der Oszillator auf IC1b ist genauso verdrahtet wie IC1a, außer dass seine Suchspule phasenverschoben verdrahtet ist.

Wenn die Suchspule parallel zum Boden bewegt wird, erhöht das Einbringen von Metall zunächst die Induktivität L1 und dann L2 oder umgekehrt, wodurch die Schwingfrequenz leicht abnimmt. Der dritte Verstärker IC1c dient der Mischung der Signale der beiden Oszillatoren und erzeugt am Ausgang eine Schwebungsfrequenz, die im Audiobereich liegt.

All dies ist ein charakteristisches Merkmal des BB-Detektors. Das Vorhandensein von Metall verändert nicht nur die Frequenz des Suchgenerators, sondern beeinflusst auch, wie beim IB-Detektor, die andere Spule. In Wirklichkeit beeinflussen sich beide Kotarten gegenseitig durch gegenseitige Induktion, und dies ist der Grund für die deutlich erhöhte Empfindlichkeit des Systems.

Darüber hinaus müssen Sie eine Möglichkeit finden, den Detektor zu konfigurieren. Dies wird durch einen variablen Kondensator VC1 erreicht, der mit zwei Induktivitäten (Suchspulen) verbunden ist. Fast jeder variable Kondensator funktioniert als VC1, es ist nur wünschenswert, dass er eine nicht zu große Kapazität hat – von 47 pF bis 100 pF. Ist dies nicht der Fall, können Sie einen Kondensator mit einem größeren Wert verwenden, indem Sie eine 47-pF-Kapazität in Reihe schalten.

Als Kopfhörer kommen Piezophone zum Einsatz. Wenn die Lautstärke zu hoch ist, kann sie reduziert werden, indem ein Widerstand mit geeignetem Wert in Reihe mit dem Kopfhörer geschaltet wird. Ein induktiver Lautsprecher wird wegen der Gefahr einer Überlastung von IC1c nicht empfohlen.

Der von der Schaltung verbrauchte Strom beträgt ca. 15 mA. Acht AA-Batterien halten etwa 70 Stunden.

Design

Da das Diagramm nicht viele Teile enthält, ist es schwierig, Fehler zu machen. Es ist wichtig, bei der Einbindung der Mikroschaltung und der Phasenlage der Suchspulen keine Fehler zu machen. Ansonsten sollte es keine weiteren Probleme geben.

Stecken Sie 12 Pins in die Platine und löten Sie sie, dann löten Sie zwei Drähte, die zum Schalter führen. Als Stifte verwenden Sie verzinnten dicken Kupferdraht.

Jetzt ist es an der Zeit, die Platine zu füllen. Da es sich um einen empfindlichen Hochfrequenzkreis handelt, empfiehlt es sich, IC1 direkt, ohne Sockel, einzulöten. Stellen Sie nach dem Einsetzen dieses Chips sicher, dass er korrekt installiert ist. TL074CN ist ein ziemlich zuverlässiger Chip. Löten Sie ihn so schnell wie möglich, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Verlöten Sie den Drehkondensator VC1, den Kopfhöreranschluss, die Batterien und den Schalter (beachten Sie die Polarität – ein Fehler kann den Schaltkreis beschädigen). Der Netzschalter wird normalerweise an den Pluspol der Batterien angeschlossen. Einige Batterien haben einen verzinnten Kontakt, andere (wie die von uns verwendeten) benötigen zum Anschluss einen 9-V-Adapterblock. Auch hier auf Polarität achten!

Befestigen Sie nun den Netzschalter und die Kopfhörerbuchse am Gehäuse.

Ich habe lange Schrauben verwendet, um VC1 unter der Platine zu befestigen. Dies ist eine einfache und effiziente Möglichkeit, einen variablen Kondensator im Gehäuse zu installieren.

Verwenden Sie ein Stück nicht leitenden Gummi, um VC1 von der Leiterplatte zu isolieren.

Autor: Thomas Scarborough

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