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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Metalldetektor auf dem K176LP2-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren Auf nur einem K176LP2-Chip kann ein einfacher und gleichzeitig zuverlässiger und effizienter BFO-Metalldetektor montiert werden, der nach dem Prinzip der Beurteilung von Frequenzänderungen des Schwebungssignals arbeitet. Schematische Darstellung Eine Besonderheit des betrachteten Metallobjektdetektors ist nicht nur die Verwendung einer Mikroschaltung vom Typ K176LP2, sondern auch die Schaltungslösungen, die bei der Entwicklung von Generatoren und Analysatoren verwendet werden (Abb. 3.8). Gleichzeitig wird bei dieser Konstruktion die Änderung der Frequenz des Schwebungssignals nach Gehör abgeschätzt.
Dieses Gerät basiert auf Referenz- und Messoszillatoren, einem Mischer und einer akustischen Anzeigeschaltung. Im betrachteten Design werden zwei einfache LC-Oszillatoren verwendet, die auf den Elementen des IC1-Chips hergestellt werden. Die Schaltungslösungen dieser Generatoren sind nahezu identisch. In diesem Fall wird der erste Oszillator, der ein Referenzoszillator ist, auf dem IC1.1-Element montiert, und der zweite, messende oder abstimmbare Generator, wird auf dem IC1.2-Element hergestellt. Die Betriebsfrequenz des Referenzoszillators wird durch die Parameter der Elemente bestimmt, die seinen Schwingkreis bilden, also die Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 sowie die Induktivität der Spule L1. Im Messoszillatorkreis werden der Kondensator C4 und die Suchspule L2 verwendet. In diesem Fall sind beide Generatoren auf eine Betriebsfrequenz von ca. 100 kHz abgestimmt. Wenn sich die Suchspule L2 des Schwingkreises des abstimmbaren Generators einem Metallgegenstand nähert, ändert sich ihre Induktivität, was zu einer Änderung der Betriebsfrequenz des Generators führt. Befindet sich in diesem Fall ein Gegenstand aus Eisenmetall in der Nähe der Spule L2, erhöht sich dessen Induktivität, was zu einer Verringerung der Frequenz des Generators führt. Nichteisenmetall verringert die Induktivität der Spule L2 und die Betriebsfrequenz des Generators erhöht sich. Von den Ausgängen der Generatoren werden HF-Schwingungen den entsprechenden Eingängen des Mischers zugeführt, die am Element IC1.3 (Pins IC1 / 5,6) erfolgen. Die Last des Mischers ist der Widerstand R5, der auch als Lautstärkeregler fungiert. Dann gelangt das Niederfrequenzsignal über den Widerstand R6 und den Kondensator C8 zum Bassverstärker, montiert auf dem IC1.4-Element, und dann zum BF1-Kopfhörer. IC1 wird von einer 1-V-Quelle B9 über einen Filter, der aus den Kondensatoren C10 und C11 besteht, mit Strom versorgt. Details und Design Alle Teile des betrachteten Metalldetektors (mit Ausnahme der Suchspule L2, des Widerstands R5, der Anschlüsse X1 und X2 sowie des Schalters S1) werden auf einer 50 x 50 mm großen Leiterplatte (Abb. 3.9) hergestellt aus einseitig folienbeschichtetem Getinax oder Textolith.
Für die in diesem Gerät verwendeten Teile gelten keine besonderen Anforderungen. Es empfiehlt sich die Verwendung beliebig kleiner Kondensatoren und Widerstände, die sich problemlos auf einer Leiterplatte platzieren lassen. Gleichzeitig ist die Platine für den Einbau von Festwiderständen vom Typ MLT-0,125 oder anderen kleinen Widerständen (z. B. MLT-0,25 oder VS-0,125) ausgelegt. Die Kondensatoren C2-C7 können vom Typ KT-1 sein, die Kondensatoren C8-C10 vom Typ KM-4 oder K10-7V und der Kondensator C11 vom Typ K50-6. Als Kondensator C1 wird empfohlen, einen beliebigen variablen Kondensator eines kleinen Funkempfängers (z. B. eines Mir-Transistorempfängers) zu verwenden. Sie können auch Abstimmkondensatoren vom Typ KPK-3 mit einer Kapazität von 25-150 pF verwenden. Die maximale Kapazität des Kondensators C1 muss mindestens 150 pF betragen. Der variable Widerstand R5 kann beliebig klein sein, es wird jedoch nicht empfohlen, mechanisch mit dem Leistungsschalter S1 verbundene Widerstände als solchen Regler zu verwenden. Die Spule L1 des Referenzoszillatorkreises besteht aus einem Rahmen aus einem Ringmagnetkreis 600NN K8x6x2 und enthält 180 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,14 mm, die gleichmäßig um den gesamten Umfang des Magnetkreises gewickelt sind. Die Suchspule L2 enthält 100 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,27 mm und ist in Form eines Rings mit einem Durchmesser von 230–250 mm gefertigt. Diese Spule lässt sich einfacher auf einem starren Rahmen herstellen, aber Sie können darauf verzichten. In diesem Fall kann jeder geeignete runde Gegenstand als temporärer Rahmen verwendet werden. Die Windungen der Spule werden in großen Mengen gewickelt, anschließend vom Rahmen entfernt und mit Epoxidkleber imprägniert, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen. Dann wird die Spule L2 mit einer elektrostatischen Abschirmung abgeschirmt, bei der es sich um einen offenen Streifen Aluminiumfolie handelt, der über ein Bündel von Windungen gewickelt ist. Der Abstand zwischen Anfang und Ende der Bandwicklung (der Abstand zwischen den Enden des Siebes) sollte mindestens 15-20 mm betragen. Bei der Herstellung der Spule L2 ist insbesondere darauf zu achten, dass sich die Enden des Abschirmbandes nicht verschließen, da in diesem Fall eine kurzgeschlossene Spule entsteht. Zum Schutz vor Beschädigungen kann die Folie mit einer oder zwei Lagen Isolierband umwickelt werden. Als Quelle für Tonsignale können hochohmige Kopfhörer wie TON-2, TA-4 o.ä. dienen. Als Stromquelle V1 können Sie beispielsweise einen Krona-Akku oder zwei in Reihe geschaltete 3336L-Akkus verwenden. Die Leiterplatte mit den darauf befindlichen Elementen und das Netzteil werden in einem geeigneten Metallgehäuse untergebracht. Am Gehäusedeckel sind ein variabler Widerstand R5, ein Anschluss X1 zum Anschluss eines Kopfhörers BF1, ein Anschluss X2 zum Anschluss einer Suchspule L2 und ein Schalter S1 verbaut. Einrichtung Dieses Gerät sollte unter Bedingungen eingestellt werden, bei denen Metallgegenstände in einer Entfernung von mindestens 2 m von der Suchspule L1,5 entfernt werden. Mithilfe eines Frequenzmessers oder Oszilloskops müssen die Betriebsfrequenzen der Referenz- und Messoszillatoren angepasst werden. Durch Wahl der Kapazität des Kondensators C100 und ggf. Anpassung des Kerns der Spule L2 wird die Frequenz des Referenzoszillators auf ca. 1 kHz eingestellt. Zuvor sollte der Rotor des Kondensators C1 etwa in Mittelstellung gebracht werden. Darüber hinaus wird durch die Wahl der Kapazität des Kondensators C4 die Frequenz des Messoszillators so gewählt, dass sich ihr Wert um etwa 500–1000 Hz von der Frequenz des Referenzoszillators unterscheidet. Damit ist die Einrichtung des Geräts abgeschlossen. Ablauf der Arbeit Im praktischen Einsatz dieses Geräts muss die erforderliche Frequenz des Schwebungssignals durch den variablen Kondensator C1 aufrechterhalten werden, der sich unter dem Einfluss verschiedener Faktoren ändern kann (z. B. wenn sich die magnetischen Eigenschaften des Bodens ändern, die Umgebungstemperatur usw.). der Akku ist entladen). Wenn während des Betriebs ein Metallgegenstand im Erfassungsbereich der Suchspule L2 erscheint, ändert sich die Signalfrequenz in den Telefonen. Bei Annäherung an einige Metalle erhöht sich die Frequenz des Schwebungssignals, bei Annäherung an andere nimmt sie ab. Durch Ändern des Tons des Schwebungssignals und mit etwas Erfahrung kann man leicht feststellen, aus welchem Metall, ob magnetisch oder nicht magnetisch, das erkannte Objekt besteht. Mit diesem Gerät können kleine Objekte (z. B. eine mittelgroße Münze) in einer Tiefe von bis zu 50 mm und ein Kanaldeckel in einer Tiefe von bis zu 0,4 m detektiert werden. Autor: R. Sketeris
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