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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK MI-2-Metalldetektor auf Transistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren In der ersten Hälfte der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts wurde in der Sowjetunion der Metalldetektor MI-2 entwickelt und in Massenproduktion hergestellt, der in der Volkswirtschaft weit verbreitet war. Das Schema und das Design dieses Geräts wurden immer wieder verfeinert und verbessert. Eine der bekannten Varianten des MI-2-Metalldetektors kann Anfänger-Funkamateuren zur Wiederholung empfohlen werden. Schematische Darstellung Der Metalldetektor MI-2 ist eine der vielen Varianten des Geräts vom Typ BFO (Beat Frequency Oscillator), das heißt, es handelt sich um ein Gerät, das auf dem Prinzip der Analyse der Schwebungen zweier Frequenzen basiert. Gleichzeitig erfolgt bei diesem Design die Beurteilung der Frequenzänderung nach Gehör (Abb. 2.12).
Die Geräteschaltung basiert auf Mess- und Referenzoszillatoren, einer kapazitiven Stufe, einem Emitterfolger, einem Schmitt-Trigger und Kopfhörern. Der Messgenerator besteht aus dem Transistor T1, der gemäß dem Schema mit einer gemeinsamen Basis verbunden ist. Die Betriebsfrequenz dieses Generators wird durch die Parameter des Schwingkreises bestimmt, der aus der Suchspule L1 und den Kondensatoren C3, C4 besteht. Die zur Selbsterregung erforderliche Rückkopplungsspannung wird vom Kollektor des Transistors T1 über einen kapazitiven Teiler C3, C4 dem Emitterkreis zugeführt. Dadurch entsteht am Ausgang des Messgenerators ein Sinussignal mit einer Frequenz von 510 kHz. Der Referenzoszillator ist auf dem Transistor T6 nach einem ähnlichen Schema wie der Messoszillator aufgebaut. Die Betriebsfrequenz dieses Generators wird durch die Parameter des Schwingkreises bestimmt, der aus einer L3-Spule mit einem Messing-Trimmerkern und den Kondensatoren C12, C13 und C14 besteht. Schwingungen der Referenz- und Messoszillatoren werden über die Kondensatoren C5 und C11 dem Eingang des Mischers zugeführt, der über den Transistor T2 erfolgt. Der Kollektorkreis des Transistors T2 umfasst einen Stromkreis bestehend aus einer Spule L2 und einem Kondensator C6, in dem die Schwingungen der Differenzfrequenz unterschieden werden. Die Suchspule L1, die Teil des Schwingkreises des Messgenerators ist, ist ein Sensor, der auf das Auftauchen von Metallgegenständen im Erfassungsbereich des Geräts reagiert. Nähert sich die Spule L1 einem solchen Objekt, ändert sich ihre Induktivität und damit auch die Frequenz des Signals des Messgenerators. Dadurch ändert sich auch die Frequenz des Signals am Ausgang der Mischstufe. Da die Mischschaltung, bestehend aus den Elementen L2 und C6, bei Abwesenheit von Metallgegenständen auf die Differenzfrequenz von Mess- und Referenzoszillator abgestimmt ist, führt eine Änderung der Signalfrequenz auch zu einer Abnahme der Signalamplitude am Mixer-Ausgang. Die Betriebsfrequenz der Mischschaltung beträgt 1 kHz. Als nächstes wird das ausgewählte Signal dem Emitterfolger zugeführt, der am Transistor T3 hergestellt wird und dazu dient, den Schmitt-Trigger mit dem Mischer abzustimmen. Der Schmitt-Trigger besteht aus den Transistoren T4, T5 und ist ein elektronisches Relais, das auf Änderungen der Amplitude des Eingangssignals reagiert. Die Betriebsarten der Transistoren T4 und T5 sind so gewählt, dass der Trigger ausgelöst wird, wenn die Signalspannung am Eingang mehr als 0,5 V beträgt. Das erzeugte akustische Signal wird dem Kopfhörer BF1 zugeführt. Der Metalldetektor wird von einer Quelle B1 mit einer Spannung von 9 V gespeist, während der Stromverbrauch 4-5 mA nicht überschreitet. Details und Design Strukturell besteht der Metalldetektor MI-2 aus zwei Blöcken. Der Suchblock umfasst Elemente, die den Messgenerator bilden, der Anzeigeblock umfasst einen Referenzgenerator, eine kapazitive Kaskade, einen Emitterfolger und einen Schmitt-Trigger. Beide Blöcke sind über ein abgeschirmtes Kabel miteinander verbunden. Für die beim Zusammenbau des Metalldetektors MI-2 verwendeten Teile gelten keine besonderen Anforderungen. Die einzige Einschränkung betrifft nur die Gesamtabmessungen, da die meisten Geräteteile auf zwei relativ kleinen Leiterplatten montiert sind. Die Details des Suchblocks werden auf einer Leiterplatte mit den Maßen 70x35 mm aus einseitig folienbeschichtetem Getinax oder Fiberglas platziert (Abb. 2.13).
Die Details der Anzeigeeinheit werden auf einer Leiterplatte mit den Maßen 150x75 mm, ebenfalls aus einseitig folienbeschichtetem Getinax oder Fiberglas, platziert (Abb. 2.14).
Im serienmäßig hergestellten Metalldetektor MI-2 wurden Widerstände vom Typ MLT-0,125, Kondensatoren C1, C2, C8, C9, C15 und C16 vom Typ KLS-1 verwendet; C5, C11, C13 – KSO-1; Kondensatoren C3, C4, C12, C14 - Typ KSO-2; C6 – MBM oder MBM-2; Elektrolytkondensatoren C7 und C10 - Typ K50-3. Natürlich können Sie bei der Wiederholung dieses Geräts alle ähnlichen Teile aus der modernen Elementbasis verwenden. Als Quelle eines akustischen Signals eignen sich Kopfhörer vom Typ TON-1. Die Suchspule L1 ist in Form eines Rings mit einem Durchmesser von etwa 300 mm ausgeführt. Die Windungen der Spule sind von einem elektrostatischen Schirm aus Duraluminiumrohr mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Wandstärke von 1 mm umgeben. Um eine Spule herzustellen, muss ein Bündel aus zehn PEV-2-Drahtstücken mit einem Durchmesser von 0,96 mm und einer Länge von 1250 mm hergestellt werden. Zuerst muss das Tourniquet in ein 1000 mm langes PVC-Rohr und dann in ein 960 mm langes Duraluminiumrohr gezogen werden. Das Duraluminiumrohr mit den darin befindlichen Drähten muss gemäß der Schablone zu einem Ring gebogen werden. Als Sichtschutz kann auch normale Alufolie verwendet werden. Drahtstücke werden durch Löten an dem im Gehäuse der Sucheinheit installierten Block in Reihe geschaltet. Bei der Herstellung der L1-Spule muss darauf geachtet werden, dass sich die Enden des Abschirmrohrs nicht verschließen, da in diesem Fall eine kurzgeschlossene Spule entsteht. Daher ist es wünschenswert, die Enden des Schirms mit einem Gummischlauch zu isolieren. Die Spule L2 des Mischers ist auf einen ringförmigen Ferritkern M2000 NM-A-K38x24x7 gewickelt. Es besteht aus 200 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,47 mm und wird auf der Leiterplatte der Anzeigeeinheit installiert. Die Spule L3 des Referenzgenerators enthält 135 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm, die auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 7–9 mm mit einem Messingkern gewickelt sind. Eine ausführliche Beschreibung des besonderen Aufbaus der L3-Spule findet sich bei Bedarf in der Radiozeitschrift Nr. 4, 1973. Der Körper des Suchblocks besteht aus Duraluminium. Die Suchspule L1 und die Sucheinheit sind an der Unterseite eines speziellen Griffs befestigt. Das Gehäuse der Anzeigeeinheit besteht ebenfalls aus Duraluminium. Am Gehäusedeckel sind ein Anschluss zum Anschluss einer Sucheinheit (im Schaltplan nicht dargestellt), ein S1-Schalter und ein X1-Anschluss zum Anschluss eines BF1-Kopfhörers verbaut. Die Abdeckung sollte auch ein Loch für den L3-Spulen-Einstellknopf haben. Als Stromquelle B1 können Sie beispielsweise zwei in Reihe geschaltete 3336L-Batterien verwenden. Einrichtung Die Hauptschritte beim Einrichten des MI-2-Metalldetektors sind das Einstellen der Auslöseschwelle und die Auswahl der Referenzoszillatorfrequenz. Die Auslöseschwelle wird durch die Wahl des Widerstandswerts des Widerstands R11 eingestellt. Lösen Sie dazu den Ausgang des Kondensators C2 vom Kollektor des Transistors T8 ab und legen Sie an diesen Kondensator ein Signal eines Tongenerators mit einer Spannung von 0,5 V und einer Frequenz von 1 kHz an. Der Widerstandswert des Widerstands R11 muss so gewählt werden, dass bei einer leichten Abnahme der Amplitude des Signals des Tongenerators der Ton im Kopfhörer verschwindet und der Kollektorstrom des Transistors T5 gleich Null wird. Eine grobe Einstellung der Frequenz des vom Referenzoszillator erzeugten Signals erfolgt durch Auswahl der Kapazität des Kondensators C12. Genauer gesagt wird der Frequenzwert durch Auswahl der Kapazität des Kondensators C18 eingestellt. Diese Einstellungen sollten unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen Metallgegenstände in einem Abstand von mindestens 1 m von der Suchspule L1,5 entfernt werden. Die Frequenz des Referenzoszillators wird mit einem Frequenzmesser oder einem Oszilloskop bestimmt. In diesem Fall muss der Kondensator C11 vom Emitter des Transistors T6 angelötet werden. Dann müssen Sie die Mittenfrequenz des Referenzoszillators einstellen. Stellen Sie dazu die Verbindung des Kondensators C11 mit dem Emitter des Transistors T6 wieder her, trennen Sie die Sucheinheit von der Anzeigeeinheit und messen Sie die Frequenzen des Referenzoszillators mit einem Frequenzmesser, wenn der Abstimmknopf der Spule L3 auf das Äußerste eingestellt ist Positionen. Die mittlere Frequenz des Referenzoszillators wird als arithmetisches Mittel der gemessenen Frequenzen ermittelt. Bei Bedarf werden die Kapazitäten der Kondensatoren C12 und C13 so gewählt, dass die mittlere Frequenz des Referenzoszillators um 1 kHz von der Frequenz des Messoszillators abweicht. Nachdem Sie die Frequenzen der Mess- und Referenzoszillatoren durch Drehen des Abstimmkerns der L3-Spule eingestellt haben, müssen Sie am Ausgang der Mischstufe den Signalspannungspegel auf etwas mehr als 0,5 V einstellen. In diesem Fall der Trigger wechselt mit der Frequenz des eingehenden Signals und im Kopfhörer ist ein Tonsignal zu hören. Ablauf der Arbeit Die Durchführung von Suchaktionen mit Hilfe des Metalldetektors MI-2 weist keine Besonderheiten auf. Befindet sich ein Metallgegenstand im Erfassungsbereich dieses Geräts, ist bei Annäherung der Suchspule L1 im Kopfhörer ein Ton unterschiedlicher Frequenz zu hören, dessen Lautstärke abnimmt. Wird die Spule dennoch näher an einen Metallgegenstand gebracht, so wird die Signalspannung am Mischerausgang kleiner als die Triggerschwelle. Der Auslöser hört auf zu schalten und das Audiosignal im Kopfhörer verschwindet. Bei Bedarf können Sie während des Suchvorgangs den Metalldetektor an die Schlagfrequenz anpassen, indem Sie die Position des L3-Spulenkerns anpassen. Gemäß den im praktischen Einsatz des Metalldetektors MI-2 gewonnenen Daten können große Metallgegenstände (z. B. eine Brunnenabdeckung) in einer Entfernung von 600–800 mm erkannt werden, kleine (z. B. ein Schraubenzieher) - Bei einem Abstand von 70-100 mm und Münzen mit durchschnittlichem Wert beginnt das Gerät ab einem Abstand von 30-50 mm zu reagieren. Autor: Adamenko M. V.
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