Metalldetektor auf Transistoren mit LED-Anzeige. Schema, Beschreibung

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Metalldetektor auf Transistoren mit LED-Anzeige. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren

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Mit diesem Gerät ist es leider nicht möglich, die ungefähren Abmessungen und die Tiefe des erkannten Objekts sowie die Art des Metalls, aus dem es besteht, zu bestimmen.

Schematische Darstellung

Transistor-Metalldetektor mit LED-Anzeige
Reis. 2.9. Schematische Darstellung eines Metalldetektors mit LED-Anzeige

Die Schaltung des vorgeschlagenen Metalldetektors basiert auf einem HF-Generator, einem HF-Oszillationsdetektor, einem Gleichstromverstärker mit LED-Anzeige und einem Versorgungsspannungsstabilisator. Der Hochfrequenzgenerator basiert auf einem Transistor T3, in dessen Kollektorkreis ein Schwingkreis enthalten ist, der aus einer Spule L1 und einem Kondensator C1 besteht, der von einem Widerstand R4 überbrückt wird. Die Betriebsfrequenz des HF-Generators beträgt etwa 100 kHz und wird durch die Induktivität der Spule L1, die auch eine Suchspule ist, und die Kapazität des Kondensators C1 bestimmt.

Befinden sich im Erfassungsbereich der Spule L1 keine Metallgegenstände, wird das in der Koppelspule L2 angeregte HF-Signal von einem speziellen Detektor, dem Emitterübergang des Transistors T4, erfasst. In diesem Fall öffnet der Transistor T4. Dadurch werden die Transistoren T5 und T6, auf denen der Gleichstromverstärker montiert ist, geschlossen und die LD1-LED leuchtet nicht.

Wenn sich ein Metallgegenstand in der Nähe der Suchspule L1 befindet, ändert sich dessen Induktivität. Dies führt zu einer Störung der Schwingungen des HF-Generators, die sofort vom Transistor T4 registriert und geschlossen wird. In diesem Fall öffnen die Transistoren T5 und T6 und die LD1-LED beginnt zu leuchten.

Das den Lesern angebotene Design ist eine der Varianten von Metalldetektoren vom Typ FM (Frequency Meter), das heißt, es handelt sich um ein Gerät, das auf dem Prinzip der Analyse der Frequenzabweichung des Referenzoszillators unter dem Einfluss von Metallgegenständen basiert, die in den Bereich der Suchspule gefallen sind. In diesem Fall wird die Entscheidung über das Vorhandensein eines Metallgegenstandes durch die Störung der Schwingungen des HF-Generators getroffen, die von einem speziellen Empfänger aufgezeichnet und visuell fixiert wird. Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieses Geräts sind ein interessanter Schaltungsaufbau des Analysators sowie die Verwendung einer LED als Anzeige (Abb. 2.9).

Der Metalldetektor mit LED-Anzeige wird von einer Quelle B1 mit einer Spannung von 9 V gespeist. In diesem Fall wird die Versorgungsspannung durch eine spezielle Schaltung aus den Transistoren T1 und T2 stabilisiert, bei der es sich um einen parallelen Spannungsstabilisator handelt.

Details und Design

Wie im vorherigen Design kann jedes Steckbrett zur Herstellung des jeweiligen Metalldetektors verwendet werden. Daher unterliegen die verwendeten Teile keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Gesamtabmessungen. Die Installation kann sowohl aufklappbar als auch gedruckt erfolgen.

Die Spulen L1 und L2 sind Spule für Spule auf einen runden Ferritkern der magnetischen Antenne eines Transistorradios gewickelt. In diesem Fall enthält die L1-Spule 120 Windungen und die L2-Spule 45 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,3 mm. Zu beachten ist, dass die Empfindlichkeit des Metalldetektors von der Länge des verwendeten Ferritstabs abhängt. Je länger der Ferritkern ist, desto höher ist die Empfindlichkeit des Geräts.

Anstelle der im Diagramm (Abb. 215) angegebenen Transistoren vom Typ SF2.9 können in diesem Design fast alle heimischen Silizium-Low-Power-Transistoren mit einer Verstärkung von mindestens 100 verwendet werden. Anstelle einer Diode vom Typ GA100 wird empfohlen, eine beliebige Germaniumdiode der Serie D2 oder D9 zu verwenden, und eine LED vom Typ VQA13 kann beispielsweise problemlos durch eine LED AL102 ersetzt werden.

Das Schema des vorgeschlagenen Metalldetektors kann erheblich vereinfacht werden, wenn anstelle eines parallelen Spannungsreglers aus den Elementen T1, T2 und R1-R3 eine Zenerdiode KS139 oder ein beliebiger integrierter Regler für eine Spannung von 4 V installiert wird.

Als Stromquelle V1 können Sie beispielsweise einen Krona-Akku oder zwei in Reihe geschaltete 3336L-Akkus verwenden.

Die Platine mit den darauf befindlichen Elementen und das Netzteil werden in eine geeignete Kunststoff- oder Holzkiste gelegt. Der Gehäusedeckel ist mit LED LD1 und Netzschalter S1 ausgestattet. Diese Elemente werden mit einer flexiblen Litze mit der Platine verbunden. Der Körper des Geräts kann am Ende eines beliebigen praktischen Griffs platziert werden.

Am unteren Teil des Gehäuses ist von innen ein Ferritstab mit einer Suchspule L1 und einer Kommunikationsspule L2 angebracht. In diesem Fall sollten die Drähte, die von den Spulen zur Platine führen, so kurz wie möglich sein. Der Ferritkern mit Spulen kann auch in einem speziellen Gehäuse aus Isoliermaterial untergebracht werden. Als solche Abdeckung verwendete der Autor vor vielen Jahren ein Kunststoffgehäuse für eine Zahnbürste, das von außen auf die Unterseite des Metalldetektorgehäuses geklebt wurde.

Einrichtung

Die Hauptbedingung, die eine qualitativ hochwertige Abstimmung dieses Geräts gewährleistet, ist das Fehlen großer Metallgegenstände in einem Abstand von mindestens einem Meter von der Suchspule L1. Die Einrichtung eines Metalldetektors sollte mit der Einstellung eines solchen Betriebsmodus des HF-Generators beginnen, in dem die angeregten Schwingungen kurz vor dem Zusammenbruch stehen würden. Dazu müssen zunächst durch Einstellen der Widerstände R5 und R7 HF-Schwingungen angeregt werden, bei denen die LED zu leuchten beginnt. Der Vormotor-Tuning-Widerstand R6 muss auf die mittlere Position eingestellt werden. Anschließend muss durch langsames Drehen des Schiebers des Widerstands R6 sichergestellt werden, dass die LED erlischt.

Wird nun ein Metallgegenstand in die Nähe des Ferritstabs gebracht, blinkt die LED erneut. Es empfiehlt sich, den Abgleich mehrmals zu wiederholen und dabei die Positionen der Trimmerwiderstände R5 und R7 zu finden, bei denen die maximale Empfindlichkeit des Gerätes erreicht wird.

Ablauf der Arbeit

Die Vorgehensweise beim Arbeiten mit dem jeweiligen Gerät ist einfach und bedarf keiner weiteren Erläuterung. Wenn sich die Suchspule L1 einem Metallgegenstand nähert, sollte die LED zu leuchten beginnen.

Gemäß den in der Originalquelle angegebenen Daten sollte dieser Metalldetektor folgende Empfindlichkeit aufweisen: Große Metallgegenstände, wie z. B. Heizkörper einer Zentralheizung, können in einer Entfernung von 200 mm, kleine Metallgegenstände (Scheren) in einer Entfernung von 50 mm und ein Kupferstromkabel in einer Entfernung von 40 mm erkannt werden. Darüber hinaus sollte das Gerät ab einer Entfernung von 30 mm auf einen kleinen Schraubenzieher, ab einer Entfernung von 20 mm auf einen in die Wand eingeschlagenen kleinen Nagel und ab einer Entfernung von 10 mm auf eine Kupfertelefonleitung reagieren.

Es ist zu beachten, dass die Parameter der nach dem obigen Schema hergestellten Probe um etwa 25–30 % unter den angegebenen lagen.

Autor: Adamenko M. V.

Siehe andere Artikel Abschnitt Metalldetektoren.

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