Ein unprätentiöser Metalldetektor mit erhöhter Empfindlichkeit, der nach dem Beat-Prinzip arbeitet. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren

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Funktionsprinzip und Hauptmerkmale

Der Metalldetektor (Abb. 2.28, a) arbeitet nach dem Prinzip der Schwebungen, die aufgrund der unterschiedlichen Schwingungen des Referenz- und Suchoszillators entstehen (bei der 5.-10. Harmonischen wird die nächstliegende Frequenz ausgewählt).

Dadurch können Sie die Empfindlichkeit des Geräts auf ein hohes Niveau erhöhen, wodurch Folgendes erkannt werden kann:

• eine Fünf-Kopeken-Münze im Boden in einer Tiefe von 10 cm;
• Kanaldeckel oder Rohr aus Stahl - in einer Tiefe von 65 cm.

Reis. 2.28. Schematische Darstellung eines unprätentiösen Metalldetektors mit erhöhter Empfindlichkeit, der nach dem Beat-Prinzip arbeitet (zum Vergrößern anklicken)

Der Metalldetektor basiert auf einer Basis zugänglicher Elemente, erfordert keine sorgfältige Konfiguration und ist unprätentiös in der Bedienung. Die Stromversorgung erfolgt über eine galvanische Batterie „Krona“.

Schematische Darstellung

Der Suchgenerator ist nach der sogenannten „kapazitiven Dreipunkt“-Schaltung unter Verwendung der Logikelemente DD1.1, DD1.2 des K561LA7-ICs aufgebaut. Sein Schwingkreis wird gebildet:

• Suchspule L1;
• Kondensatoren C2-C4;
• Varicap VD1, dessen Steuerspannung vom Potentiometer R2 geliefert wird, das als Abstimmelement für niedrige Schwebungsfrequenzen dient.

Zusätzlich wird ein Transistor VT1 in die Schaltung eingefügt. Sein Zweck ist die thermische Kompensation des Varicap VD1. Wenn der hergestellte Metalldetektor unter günstigen Bedingungen mit geringen Schwankungen der Umgebungstemperatur betrieben werden soll, kann VT1 von diesem Gerät ausgeschlossen werden. Der Referenzoszillator ist auf zwei 3I-NOT-Logikelementen des DD2-Chips (K561LA9) implementiert. Die Frequenz wird durch einen ZQ1-Quarzresonator (1 MHz) stabilisiert.

Sowohl der abstimmbare Oszillator als auch der Referenzoszillator verfügen über eine Pufferstufe (logisches Element DD1.3 bzw. DD2.3), die auf dem Mischer DD1.4 arbeitet. Das im Mischer abgegebene Differenzfrequenzsignal wird einem Verstärker (Transistor VT2) mit Emitterfolger (VT3) zugeführt. Die BF1-Mikrotelefonkapsel eines Hörgeräts dient als akustischer Indikator zur Erkennung von Metall im Boden.

Der 1-V-Spannungsregler DA5 versorgt die „Elektronik“ mit Strom und die Halbleiterdiode VD2 schützt vor Verpolung beim Anschließen der Batterie.

Aufbau der Metalldetektorschaltung

Der Suchgenerator muss durch Auswahl der Kondensatoren C100, C200 auf die erforderliche Frequenz von 2-3 kHz „gebracht“ werden. Mit dem Schieber des Potentiometers R2 in der Mittelstellung ist darauf zu achten, dass bei möglichst hohem Verhältnis der Frequenzen von Referenz- und Suchoszillator ein von der BF1-Kapsel lautstark wiedergegebenes Schwebungssignal entsteht. Ein Verstärker mit Emitterfolger muss durch Auswahl der Widerstände R10 und R12 konfiguriert werden. Als Referenz sollte eine Spannung von 2,5 V am Kollektor VT2 und am Lastwiderstand R14 dienen.

Die Einstellung der thermischen Kompensation am Transistor VT1 sollte durch Auswahl des Widerstands R5 erfolgen. In diesem Fall muss sichergestellt werden, dass die Spannung zwischen Kollektor und Emitter von VT1 innerhalb von 2 bis 2,5 V liegt.

Herstellung von Suchspulen

Es wird empfohlen, die L1-Suchspule auf einen Rohling mit einem Durchmesser von 160 mm zu wickeln. Es sollte 60 Windungen PEL-0,2-Draht enthalten. Dann müssen Sie eine einlagige Wicklung mit Isolierband herstellen. Anschließend sollte die Spule zur elektrostatischen Abschirmung mit einem Streifen Aluminiumfolie umwickelt werden (mit leichtem Vakuum zwischen benachbarten Windungen). Ein elektrischer Kontakt zwischen den Enden eines solchen Schirms ist nicht akzeptabel (andernfalls entsteht ein geschlossener Kreislauf).

Der resultierende Sensorrahmen muss noch mit zwei bis drei Lagen Isolierband umwickelt werden, um ihn vor Beschädigungen zu schützen, und mit „Epoxidharz“ auf eine 2–4 mm dicke Unterlage aus Glasfaser (keine Folie!) geklebt werden. Mithilfe einer Halterung kann das Gerät an einer Stützstange befestigt werden, zum Beispiel an einem Glasfaser-Skistock mit Griff und Block.

Verbindungen

Im Gehäuse des Geräts müssen Sie eine galvanische Batterie „Krona“ unterbringen und die gesamte „Elektronik“ auf einer Leiterplatte montieren. Die Verbindung zwischen Suchspule und Platine erfolgt über ein Koaxialkabel, das im Inneren der Haltestange verläuft.

Elementare Basis

Nun zu den Funkkomponenten, die zum Zusammenbau des Metalldetektors benötigt werden. Sie alle, einschließlich Halbleiterbauelemente und Mikroschaltungen, können aus der Kategorie kostengünstig und weit verbreitet ausgewählt werden. Insbesondere Festwiderstände wie MLT-0,125.

Als Potentiometer R2 kann jedes kleine Potentiometer, vorzugsweise mit Schalter, verwendet werden. Letzteres ist im Schaltplan nicht dargestellt. Die Festkondensatoren C1, C9 und C11 können beliebig klein sein, jedoch mit den im Schaltplan angegebenen Nennwerten.

Für die Kondensatoren C2, C4-C8 gelten strengere Anforderungen: Für eine höhere Zuverlässigkeit und Haltbarkeit ihres Betriebs unter verschiedenen Bedingungen ist es ratsam, diese Kondensatoren aus den thermisch stabilen zu wählen. Insbesondere ist es vorzuziehen, einen Keramikkondensator C3 zu installieren, der die Rolle eines „Tuners“ übernimmt, da er am widerstandsfähigsten gegen starke plötzliche Temperaturänderungen ist (z. B. Typ KT4-23 mit einer Kapazität von 4-20 pF). . Und als C10, C12-C15 können Sie den Kondensator K53-2 verwenden, der einen stabilen Betrieb der Schaltung garantiert.

Eine Skizze der Leiterplatte eines selbstgebauten Metalldetektors ist in Abb. 2.29 dargestellt. XNUMX.

Reis. 2.29. Leiterplatte eines unprätentiösen Metalldetektors mit erhöhter Empfindlichkeit, der nach dem Beat-Prinzip arbeitet

Autor: Grichko V.

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