Metalldetektor auf einem Chip der Serien K176, K561, K564. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren

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Arbeitsprinzip

Das Funktionsprinzip dieses Metalldetektors basiert auf dem Vergleich der Frequenzen zweier Generatoren, von denen einer eine Referenz mit einer stabilen Frequenz ist und sich die Frequenz des anderen (Such-) unter dem Einfluss eng beieinander liegender Metallobjekte ändert.

Schematische Darstellung

Das schematische Diagramm ist in Abb. dargestellt. 2.24 a. Der Referenzoszillator ist auf dem Element DD1.1 montiert. Über den Widerstand R1 und die Induktivität L1 wird eine negative Gleichstromrückkopplung zwischen Ausgang und Eingang des Elements bereitgestellt. Dadurch gelangt das Element in den linearen Abschnitt der Übertragungskennlinie. Dadurch werden Voraussetzungen für eine Anregung der Kaskade mit einer Frequenz von etwa 100 kHz geschaffen. Diese Frequenz wird durch die Parameter der L1C1C2C3-Schaltung bestimmt.

Reis. 2.24. Metalldetektor auf einer Mikroschaltung der Serien K176, K561, K564: a - schematisches Diagramm; b - Leiterplatte; c – zusätzliche Matching-Stufe

Das logische Element der Mikroschaltung hat eine hohe Eingangsimpedanz, daher sind die Güte der Schaltung und die Stabilität der Generatorfrequenz relativ hoch. Der Widerstand R1 schwächt den Nebenschlusseffekt des Ausgangswiderstands des Elements im Stromkreis. Die Form der Schwingungen im Stromkreis ist sinusförmig und am Ausgang des Elements rechteckig. Die Schwingfrequenz kann in kleinen Grenzen durch einen variablen Kondensator C2 verändert werden.

Der Suchgenerator wird auf ähnliche Weise auf dem DD1.2-Element montiert, der Induktor L2 ist jedoch entfernt und in einem abschirmenden Metallrohr eingeschlossen. Rechteckschwingungen der Referenz- und Suchgeneratoren werden den Eingängen des DD1.3-Elements zugeführt, das als Signalmischer fungiert.

Am Ausgang des Elements stehen sowohl Signale der Grundfrequenzen der Generatoren als auch der Differenz- und Summenfrequenzen (einschließlich der Frequenzen der harmonischen Komponenten) zur Verfügung. Eines der leistungsstärksten wird das Differenzfrequenzsignal sein – es wird am Widerstand R4 abgegeben. Die restlichen Signale werden durch den R3C6-Filter unterdrückt. Die Amplitude des Ausgangssignals des Elements DD1.3 ist groß genug, einige Volt. Daher ist kein zusätzlicher Verstärker 34 erforderlich.

An den Ausgangsanschluss XS1 werden hochohmige Kopfhörer angeschlossen, zum Beispiel TON-2 mit in Reihe geschalteten Kapseln. Die Lautstärke wird durch einen variablen Widerstand R4 reguliert. Bei Verwendung von Telefonen mit niedrigem Widerstand sollte der Metalldetektor durch eine Kaskade auf dem Transistor VT1 (Abb. 2.24, c) ergänzt werden, indem ein Widerstand R3 mit einem Widerstand von 10 kOhm und ein Kondensator C6 mit einer Kapazität von 1000 pF installiert werden.

Elementbasis und empfohlene Ersatzteile

In einem Metalldetektor können Sie Mikroschaltungen der Serien K176, K561, K564 verwenden, die mindestens drei OR-NOT- oder NAND-Logikelemente enthalten, zum Beispiel K561LE5, K561LA7, K561LA9, K561LE10. Variabler Kondensator – vom Funkdesigner Yunost KP101 oder einem anderen kleinen mit einer maximalen Kapazität von mindestens 150 pF. Die restlichen Kondensatoren sind KLS, KM, KT und die Kondensatoren C1, C3-C5 dürfen mit TKE nicht schlechter als M750, M1500 sein. Dadurch wird die thermische Stabilität des Geräts erhöht.

Variabler Widerstand R4 - SP3-3V mit einem Widerstand von 68, 47, 33, 22 und sogar 10 kOhm, aber mechanisch mit dem SA1-Leistungsschalter verbunden, die restlichen Widerstände sind MLT mit einer Leistung von 0,125 W. Die Spule L1 besteht aus einem dreiteiligen Rahmen der ZF-Schaltung des Funkempfängers Sokol-403, der in einem gepanzerten Kern mit einem Durchmesser von 8,6 mm aus 600NN-Ferrit mit einem Trimmer mit einem Durchmesser von 2,8 mm und einer Länge von 12 platziert ist mm vom gleichen Ferrit. Es sollte 200 Windungen PEV-2,0,09-Draht enthalten.

Spulenherstellung

Spule L2 führt dies aus. Fädeln Sie 7 MGTF-950-Leiter in ein dünnwandiges Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von etwa 18 mm und einer Länge von etwa 0,07 mm ein. Biegen Sie dann das Rohr auf dem Dorn und verbinden Sie die Windungen in Reihe miteinander.

Die Induktivität der Spule sollte etwa 350 uH betragen. Lassen Sie die Enden des Rohrs offen, schließen Sie jedoch an eines davon einen Leiter an, der mit einem gemeinsamen Draht verbunden ist.

Design

Anschluss XS1 – Buchse zum Anschluss von Kopfhörern. Stromquelle - Batterie „Krona“ oder Batterie. Details des Metalldetektors, mit Ausnahme der L2-Spule, der Batterie und des Steckers, sollten auf einer Leiterplatte (Abb. 2.24, b) aus Folienglasfaser mit einer Dicke von 1–1,5 mm auf der Seite der Leiterbahnen platziert werden .

Unbenutzte Eingangsklemmen des vierten Elements der Mikroschaltung sollten mit einem gemeinsamen Draht verbunden werden. Es empfiehlt sich, die Leiterplatte in einem Metallgehäuse (vorzugsweise Aluminium) unterzubringen. Es müssen Fenster unter den Griffen des Widerstands R4 und des Kondensators C2 geschnitten werden. Die L2-Spule muss am oberen Teil des Gehäuses befestigt werden, und der Griff, in dem sich die Stromquelle befindet, wird am unteren Teil befestigt, und der XS1-Stecker wird außen angebracht.

Einstellung

Bei ordnungsgemäßer Installation und wartungsfähigen Teilen besteht die Einstellung lediglich darin, die erforderliche Frequenz des Referenzoszillators einzustellen. Dazu sollte der Drehknopf des Kondensators C2 etwa auf Mittelstellung gestellt werden. Es ist wünschenswert, bei Telefonen mit dem Trimmer der L1-Spule null Schwebungen (Tonverlust) zu erreichen.

Wenn die Einstellung korrekt ist, erzeugt eine leichte Drehung des Kondensatorknopfs nach einer Seite einen tiefen Ton in den Telefonen. Diese Einstellung muss in einem Abstand von mindestens einem Meter zu massiven Metallgegenständen erfolgen.

Einsatz eines Metalldetektors

Verwenden Sie einen solchen Metalldetektor. Der Kondensator C2 stellt die möglicherweise niedrigere Schwebungsfrequenz ein. Dadurch wird die Empfindlichkeit erhöht, da bereits kleine Änderungen in der Frequenz des abstimmbaren Oszillators spürbar sind. Leider ist es nicht möglich, eine sehr niedrige Frequenz einzustellen, da die Lautstärke bei Telefonen dabei stark abnimmt.

Wenn sich die Spule L2 einem Metallgegenstand nähert, ändert sich ihre Induktivität und damit auch die Frequenz des Suchgenerators. Wenn das erkannte Objekt aus magnetischem Material (Eisen, Ferrit, Nickel) besteht, erhöht sich die Induktivität und die Frequenz verringert sich. Wird ein Gegenstand aus nichtmagnetischem Material (Aluminium, Kupfer, Messing) erkannt, sinkt die Induktivität und die Frequenz steigt.

Gemäß der oben genannten Regel sollte bei der Suche nach magnetischen Materialien die Frequenz des Referenzoszillators höher eingestellt werden als die Frequenz des Suchoszillators. Wenn man sich dann einem solchen Material nähert, verringert sich die Frequenz des Suchgenerators und die Schwebungsfrequenz erhöht sich.

Bei der Suche nach nichtmagnetischen Materialien sollte die Referenzoszillatorfrequenz unterhalb der Suchfrequenz eingestellt werden. Wenn Sie die Frequenz des Referenzoszillators sofort um 400-500 Hz höher als die Suchfrequenz einstellen, zeigt eine Erhöhung der Schwebungsfrequenz an, dass sich der Metalldetektor einem magnetischen Metallobjekt nähert, und eine Verringerung dieser Frequenz weist darauf hin, dass sich der Metalldetektor einem magnetischen Metallobjekt nähert -magnetisch.

Autor: Nechaev I.

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