Opracowany przeze mnie wykrywacz metali na razie nie dotyczy ani w operacjach pokojowych w celu wykrywania i unieszkodliwiania pól minowych, ani w dużych geologicznych lub archeologicznych odkryciach. Obliczony nie na profesjonalistów, a na miłośników, których pragnienie "zajrzeć pod ziemię" jest w stanie zaspokoić konstrukcja z parametrami zawartymi w tabeli, stanowi ulepszony wariant "metalu na dudnień".
Czułość u urządzenia zwiększona kosztem pobierania pożytków (utrwalenie jasne) zależności czasu trwania dociekliwe impulsu od intensywności samych paczek z wprowadzeniem do wyszukiwania alternator automatyczna regulacja częstotliwości (ARC). Przy czym dodatkowych środków do stabilizacji napięcia i kompensacji temperatury elektronicznych bloków nie zajęło.
A przepowiadane sceptyków "różnice nie do pogodzenia" (oj, zmiana częstotliwości u wyszukiwania obwodu strojonego w przypadku dostania się metalu w strefę pracy nie jest zgodne z normalnym funkcjonowaniem systemu ARC) pozwoliła sama praktyka. Okazało się, że podczas przenoszenia czujnika nad badaną powierzchnią z prędkością 0,5 - 1 m/s schemat urządzenia w ogóle nie wchodzi w konflikt z dobudowywaniem częstotliwości, które ma dużą bezwładność (dużą stałą czasu).
Już z analizy schematu blokowego wynika, że wykonać taki przyrząd notorycznie trudniejsze, niż którykolwiek z poprzednich mniej wrażliwych analogów, w tym wykrywacze metalu, opublikowane w nr 8'85 i 4'96 dziennika "Modeler-konstruktor". Przecież proponowanej przeze mnie opracowania, oprócz standardowego zestawu z wzorowego kwarcowego (1) i pomiarowego (2) generatorów, zewnętrzny cewki I. (wyszukiwania ramki czujnika), miksera (3) i audio rejestratora WA (numer telefonu zapłon ładunku z kapsułki), jest nowe, znacznie poprawiające wydajność urządzenia. To i integrator (4), produkujący zębów piły sygnał o amplitudzie proporcjonalnej zarządzającej częstotliwości dudnień, i shaper impulsu zapisu (5), który w połączeniu z kluczem (6) i wzmacniacza VТ stanowią analogowe urządzenie pamięci masowej, ustalający napięcie szczytowe z integratora.
Nie kosztuje wykrywacz metali bez komparator (7), zapewniającego automatyczne tłumaczenie elektroniki ze strefy maksymalnej czułości w obszar rejestracji dudnień "jeden do jednego" (i odwrotnie), bez specjalnego generatora VCO (8), przekształcanie napięcie generowane na powtarzaczu, elektryczne wahania częstotliwości 200-8000 Hz, a także bez wspomnianej wyżej oryginalnego systemu synchronizacji fazowej ARC (9) ze szczególnym węzłem spowalniającą reakcję urządzenia na zbyt gwałtowna zmiana napięcia sterującego. Znajduje się tu szereg innych rozwiązań technicznych, wśród których, oczywiście, nie można nie zaznaczyć "wzmacniacz operacyjny" i specjalny mikser (10).
Podstawowe parametry detektorów
- Wymiary płytka drukowana, mm................... 90x70x2
- Napięcie zasilania elektrycznego, W ................ 9
- Konsumowany przez przyrząd prąd, ma.............. 6
Głębokość wykrywania przedmiotów stalowych w czarnoziemu podczas zwyczajnego suchej pogodzie, mm
- a) dysk 10x2 mm..............100
- b) Dysk 100x20 mm.............680
- w) dysk 500x100 mm (właz)........1400
Jak pokazuje praktyka, to właśnie taki skład urządzeń przy wybranym sposobie formowania sygnału audio umożliwia słuchanie obie częstotliwości jednocześnie, znacznie ułatwiając konfigurację początkową urządzenia na pewną czułość. I niezawodność jest zapewniona jest dość wysoka. Nawet w sytuacji ekstremalnej, kiedy, powiedzmy, wyszukiwarka ramka-czujnik zbliża się do masywnemu metalowego obiektu na odległość, w którym inna częstotliwość staje się prawie krytycznej (70 Hz), przerw w pracy nie występuje - w bólach głowy telefonach słychać tylko zmieniająca się częstotliwość dudnień.
Teraz o szczegółach, znalazły swoje odbicie w zasadniczym schemacie elektrycznym. Przykładowy generator jest na elemencie DD1.1. Jego częstotliwość stabilizowane rezonatorem ZQ1, włączonym w obwód pozytywne opinie. W celu zapewnienia wzbudzenia alternatora po włączeniu zasilania służy rezystor R1. Dostępny tutaj buforowy element DD1.2 odciąża alternator, a także kształtuje sygnał z cyfrowymi wskaźnikami. Rezystor R2 określa stopień obciążenia maksymalna moc rozpraszana na kwarcowym rezonatorze.
Ten generator może pracować praktycznie z dowolnymi rezonatory przy prądzie konsumpcji 500-800 µa. A idący za nim dzielnik częstotliwości na dwa (element DD2.1) generuje sygnał z symetrycznym meander, niezbędny do prawidłowej pracy baterii.
Pomiarowy generator zbudowany według schematu niesymetrycznego multiwibrator (tranzystory VT1 i VT2). Wyjście na tryb własny wzbudzenia zapewnia łańcuch pozytywnych opinii na skraplaczu (C7). Zadającymi częstość elementami służą NW - C5, VD1 i wyszukiwarka cewka-styk L1. Przy czym generowanie odbywa się w granicach od 500 khz do 700 khz, w zależności od posiadanego rezonatora kwarcowego.
Ryż. 1. Schemat wykrywacza metali
Ryż. 2. Wykresy napięć i prądów w punktach kontrolnych urządzenia
Ryż. 3. Zasadnicza elektryczna schemat wykrywacza metali (kliknij, aby powiększyć)
Taki ważny parametr, jak chwilowa niestabilność, u tego generatora jest niewielki. Pielęgnacja częstotliwości w ciągu pierwszych 10 s po włączeniu zasilania wynosi nie więcej niż 0,7 Hz (co 30 min-do 20 Hz), choć dla normalnej pracy urządzenia jest dopuszczalne nawet 1 Hz przez 1 min (bez ARC).
Zapomoga pomiarowym generator sinusoidalny sygnał, mając amplitudę 1-1,2, przechodzi przez rolkę kondensator C9 na wyzwalacz DDR3.2, który generuje impulsy prostokątne z cyfrowymi wskaźnikami i czynnika cła 2. R5R6 - dzielnik, niezbędny do prawidłowej pracy tego odcinka schematu. No a DDR3.3 pełni rolę bufora kaskady. Sygnał z niego jest podawane na mikser (T-wyzwalacz DD2.2). Tam wchodzi częstotliwość od dzielnika wzorowego alternatora.
Cechy pracy DD2.2 są takie, że jeśli na wejścia Z i D tego logicznego elementu przychodzą dwie impulsowe sekwencji, zbliżone do częstotliwości, to na wyjściach pojawia się sygnał różnicowy częstotliwości ze ściśle symetrycznym meander. A wszystko zrobione z wyjścia 12 miksera, ma postać przedstawioną na rysunku 2a.
Bezpośredni, a także zatrzymany (rys. 2b) odwrócony (dzięki łańcucha R8C11 i elementu DD4.2) sygnały są sumowane na kluczyku DD5.1, spełniającej rolę logicznego I/LUB z tworzeniem krótkich pozytywnych impulsów nagrywania (rys. 2b) do pracy analogowego urządzenia pamięci masowej (DD5.2, Z13, VT3). Ale to jeszcze nie wszystko. Obciążenie wyjścia DD4.2 sygnał przychodzi na integrator, wykonany wg schematu z wykorzystaniem VD2, R10 - R11, DA1, Z12. Rezystor R11 ogranicza prąd ładowania kondensatora Z12, pozostawia wyjście elementu DD4.2.
Zintegrowany sygnał (rys. 2l) przez klucz DD5.2, którym sterują impulsy z DD5.1, podawane na zapamiętującą pojemność Z13, gdzie powstaje i do nowego cyklu wpisów utrzymuje się z dużą dokładnością napięcie wynosi szczytowego wartości tego, co pochodzi od integratora (rys. 2d). Skraplacz С14 niweluje efekt typu "krok", który może wystąpić nagłe zmiany częstotliwości dudnień (rys. 2e).
Z przekaźnika sygnału sygnał na komparator DD4.3, GONG (generator sterowany napięciem) i w obwód pętli ARC. Dzielnik R21R22 wspólnie z R23 i R24 sprzężenia zwrotnego zawężają zakres napięcia sterującego do amplitudy 1,2 V. wzmacniacz Operacyjny DA2 porównuje otrzymany z tym, że ustawiona jest dzielnikiem R26R29, i tworzy napięcie sterowania аарикапом VD1.
Rezystora R26 można ustawić punkt początkowy przechwytywania ARC (czułość) z grubsza, a R27 - dokładnie. Ponadto, podczas przesuwania suwaka R26 w kierunku skrajnego (górnego lub dolnego schematu) postanowienia łatwo wyjść ze strefy przechwytywania ARC (±300 Hz), realizując tryb częstotliwości dudnień "jeden do jednego", co sprawia, że praca z urządzeniem jest bardziej elastyczny.
Dla uświadomienia cech funkcjonowania węzła, opóźniający reakcję ARC na nagłe zmiany częstotliwości dudnień, załóżmy, że na bazie tranzystora VT4 jest, na przykład, jakiś settled Uб. Załóżmy również, że w pewnym momencie następuje gwałtowna zmiana częstotliwości dudnień i, odpowiednio, napięcia na С14. Sprawny układ naszego detektora metalu na pewno odpowie na taki "układ" odpowiednie odchylenie Uб tranzystora VT4 od poprzedniej wartości (dzięki dużym zalecanej wartości bezpiecznika R19, R20 i С16). A oto odpowiedź na płynną zmianę częstotliwości dudnień na pewno będzie reakcja w postaci powolnej zmiany tych napięć.
Kiedy w strefę czułości wyszukiwania ramki czujnika wchodzi metalowy przedmiot i jest tam stosunkowo długo, na bazie VT4 ustawia się napięcie, którego zwykle brakuje, aby powrócić na zadane częstotliwości tryb. Ale podczas gwałtownego wyłączenie czujnika w kierunku sytuacja zmienia się, U6 tranzystora VT4 nie będzie mógł szybko wrócić na poprzedni poziom. Czyli tworzone są warunki do przejścia przez "0" (wystąpienia pozytywnych opinii). Aby ostatnia wykluczyć, wprowadzono elana R19 diodą VD3, przez który następuje szybkie rozładowanie pojemności С16 (powrót U6 na ustalony poziom).
Faktycznie ARC ma (w zależności od tego, w którą stronę następuje zmiana częstotliwości dudnień) dwie stałe czasu. A tak jak szczególne wykonanie czujnika praktycznie niweluje wpływ właściwości ferromagnetycznych wykrywanych przedmiotów na wzrost f poszukiwawczego alternatora , to i ARC, i urządzenie w ogóle działa we wszystkich trybach bardzo poprawnie. GONG (DD4.4, i R18, С15) konwertuje napięcie zmienne o częstotliwości dudnień, w częstotliwość. A skonfigurowany za pomocą dzielnika R16R17 komparator DD4.3 zezwala mu się to zrobić w strefie maksymalnej czułości, gdy f bić= 0-70 Hz.
Częstotliwość VCO wchodzi na wejście A mieszacza (klucz DD5.4). Na wejście ZE pochodzą od logicznego elementu DD4.1 i inna f bić, i ukształtowany różnicującej łańcuchem C10R9 (dla lepszego brzmienia słuchawek, zmniejszenia poboru mocy) krótki ujemny impuls. W rezultacie na wyjściu mieszacza jest obecny lub modulowane f bić częstotliwość VCO, lub tylko częstotliwość dudnień. Przy czym przejście z jednego trybu na inny schemat wykonuje automatycznie. Zmienny rezystor R30 służy obciążeniem i regulatorem głośności, a łączący się z nim SA1 - wyłącznik zasilania.
Korzystanie z układów z serii CMOS, wzmacniaczy operacyjnych pracujących w mikroprąd czasie, pozwoliło zmniejszyć prąd konsumpcji do poziomu 6 ma, co dopuszczalne użycie baterii "Szwedzka" jako źródła zasilania.
Jak i inne analogi, prawie cały wykrywacz metali zamontowany na płytce drukowanej z jednostronnie folgirowannogo stiekłotiekstolita. Wyszukiwania generator umieszczony w ekran należy pudełko z blachy. Za wymiary płyty wydane tylko regulacyjne oporu R26, R27, R30, gniazda zasilania i słuchawek, a także ramka-czujnik.
Technologia i dokładność wykonania ramki czujnika tak ważne dla kondycji całego wykrywacza metali, wymagają, podobno bardziej szczegółowej prezentacji. Jako podstawę tu użyty wiązka, złożony z jedenastu 1100 mm odcinków przewodu ПЭВ2-1.2. Szczelnie owijając warstwą izolacyjną, jego wciskają w rurę aluminiową, mającą średnica wewnętrzna 10 mm i długości 960 mm. Uzyskanych obrabianego elementu w kształcie prostokątnej ramki 300x200 mm z zaokrąglonymi narożnikami.
Koniec pierwszego z przewodów, umieszczonych w obudowie aluminiowej - электростатическом ekranie, konsekwentnie przylutować do początku drugiego i tak dalej aż do powstania swego rodzaju 11-obrócić cewki. Zrosty izolują od siebie taśmy papierowej i zalać żywicą epoksydową, eliminując przy tym wygląd pętli rundy kosztem najniższej zagiętej w ramkę rurki.
Wskazane jest tutaj przewidzieć każdy basen wysokiej częstotliwości złącze i odpowiednie (nie metalowy) uchwyt do drążka ręki, w ramach której można korzystać z jedną-dwie sekcje od składaną wędkę. Kabel łączący ramkę z blokiem, najlepiej użyć koncentryczny, telewizyjny, na przykład, РК75.
Dławik 1_2 wyszukiwania alternatora (oznaczenie tu i dalej - wg rys. 1 i zgodnie z zasadniczym schematem połączeń wykrywacz metalu, opublikowanym w poprzednim numerze magazynu) ma 450 zwojów drutu PEL 1-0,01. Zwój - na karkasie o średnicy 4 i długości 15 mm z ferromagnetycznym rdzeniem М600НН (można zastosować odpowiednią konturu cewkę od starego radia). Indukcyjność tego dławika 1 - 1,2 мГн.
W urządzeniu wykorzystano kondensatory CSR lub CTC (NW, C4, C5), KLS lub KM (C1, C2, C6 - Z13, С15), K-50-6 lub К53-1 (С14, С16, С17). Jest wybór i rezystorów. W szczególności, dla "trymery" R26, R27 podejdą СП5-2 lub SP-3. To samo można powiedzieć o zmiennym R30, tylko musi być połączona z wyłącznikiem.
Wszystkie pozostałe rezystory - МЛТ-0,125 (SUN-0,125).
Topologia obwodu drukowanego (kliknij, aby powiększyć)
Wymiary montażowe
Przyrząd, który widzi w ukryciu przez ziemię
Cyfrowe MS można zastąpić odpowiednikami z dobrze sprawdzonej serii К176. DD1, DDЗ-wszystkie z tego samego szeregu, by zawierały odpowiednią ilość falowników.
Pozwalają na wymianę i tranzystory. Jako VТ1 i VТ2, na przykład, odpowiednie КПЗ0ЗБ (-G). Na miejscu \/TK dopuszczalne КПЗ0З lub КП305 (literalnie indeks na końcu nazwy w tym przypadku nie ma znaczenia), a КТ3102Г (VТ4)zastąpi КТ3102Е.
Kwarc - z tych, które są przeznaczone na 1,0 - 1,4 mhz. Wybór słuchawek też nie jest ograniczony. Jak pokazuje praktyka, doskonale nadają TON-1 lub TON-2. Varicap Д901 można wymienić na Д902. Diody VD2 i VD3 - КД522 (КД523) z każdym użyciu indeksu.
Dla ustawienia zmontowanego urządzenia potrzebne oscyloskop i... dokładność w pracy. Dokładnie obejrzał cały montaż, schemat zaprasza na zasilanie. Następnie sprawdzają prąd konsumpcji, który w prawidłowo wykonanej dobrej konstrukcji powinna wynosić 5,5 - 6,5 ma. Po wyjściu za podane wartości szukają i eliminują błędy w lutowaniu i gd.
W działaniu wzorowej alternatora przekonują się na podstawie obecności na pin 1 układu DD2 częstotliwości równej 0,5 f kwarcowego rezonatora o współczynniku trwania 2. Następnie przejść do "search" W punkt kontrolny na płytce drukowanej, gdzie zbiegają się R3 i C8, zaprasza na połowę napięcia zasilania, odłączając przy tym wyjście układu DА2. I oscyloskopem, podłączone do wody tranzystora VT2, sprawdzają amplitudę napięcia wyjściowego. Musi to być od 1 do 1,2 V. Jeśli odchylenie jest większe niż 0,1 V. korygują liczba zwojów w gazie L2.
A z pomocą kondensatorów C3 i C4 wykazują optymalną częstotliwość sygnału równą 0,5 f kwarcu . A sam czujnik musi znajdować się nie bliżej dwóch metrów od metalowych przedmiotów. W razie potrzeby, dobierając R5, starają się uzyskać symetryczne wyjście sygnału na pin 9 układu DDR3 (w tym mikser powinien dać sygnał różnicowy częstotliwości z meander, równy 2). Następnie, po zainstalowaniu zmianą napięcia na varikape częstotliwość dudnień, równą 8 - 9 Hz, dokonują pomiaru sygnał na pin 6 integratora DA1 - to musi być "na skraju ograniczenia od dołu". Odpowiedni samo dostosowanie się sprawują doborem wartości nominalnej u rezystora R10.
Wyjęcie oscyloskop do źródła tranzystora VT3, sprawdzają zmiana poziomu napięcia w zależności od częstotliwości dudnień. Rezystory R16 i R17 domagają się, aby logiczne zero na wyjściu komparatora (wyjście 10 układu DD4) pojawiał się tylko wtedy, gdy f bić będzie powyżej 70 Hz.
GONG przybudowują za pomocą rezystora R15, tak aby alternator zaczyna pracować, gdy sygnał integratora "wychodził z ograniczenia z dołu". W przyszłości będzie to znacznie ułatwi dostosowanie urządzenia przed pracą, tak jak minimalna częstotliwość VCO i będzie pasował do konfiguracji detektorów na maksymalną czułość.
Przywrócenie na płytce drukowanej specjalnie odlutowane wcześniej połączenie R3 i C8 z DA2, przechodzą do ostatniego etapu debugowania urządzenia. Silnik "trymer" R26 skręcają w lewo("pozytywne") pozycji, co będzie odpowiadać maksymalnej częstotliwości dudnień(przy czym f poszukiwawczego alternatora> f doskonałości). Następnie, powoli obracając silnik w przeciwnym kierunku, zaczynają kontrolować sygnał na pin 6 DA1. Zauważają, jak (przy określonym położeniu silnika R26) na ekranie oscyloskopu wyłania momencie dostania sygnału do strefy przejęcia ARC.
Kontynuując obrót klamki rezystora 1327, osiągają częstotliwości dudnień, równej 10 Hz, sprawdzając pracę ARC (na dążeniu sygnału wrócić do stanu pierwotnego).
Silniki rezystorów 1326, 1327, należy przesuwać powoli, biorąc pod uwagę większą bezwładność ARC. Przy tym kierowniczych w telefonach będą startować minimalna częstotliwość VCO i słabe trzaski z f,dudnień. W niektórych 1
przypadkach może wystąpić efekt "pływania" dźwięku względem pewnego ustalonego stanu. W tym przypadku należy bardziej precyzyjnie dobrać wartości rezystorów R23, R24 lub zmniejszyć wartość rezystorów 1319, R20.
Jak już wspomniano, e-część detektorów (a to prawie jest całe urządzenie można zamontować w dowolnym odpowiednim obudowie, zamocowanym w uchwycie. Należy zadbać, aby wyszukiwarka ramka-czujnik, a także przewody były sztywno zamocowane względem siebie. Przecież nawet niewielkie drgania tych części, które powstają podczas jazdy operatora, są w stanie wywołać fałszywy alarm (szczególnie przy maksymalnej czułości schematu i niewielkim doświadczeniem w pracy z przyrządem). Z tego samego powodu łopatkę należy nosić za plecami bagnetem w górę (z dala od ramy-czujnika). A metalowe końcówki sznurowane buty operatora w ogóle niedopuszczalne. Wprowadzane nimi zakłócenia grożą zniweczyć wszystkie wysiłki ponadwrażliwy urządzenia znaleźć w ziemi to, z czym ona tak niechętnie rozstaje.
Praca z detektorem metalu niewiele różni się od działania z nowoczesnym napędem ręcznym wykrywacz min. Oczywiście, tak dokładne urządzeń potrzebna jest kalibracja. W naszym konkretnym przypadku - jest to obrót silnika rezystora R26 w skrajnej ("pozytywne") pozycji, a R27 - średnia. Składając na aparaturę zasilanie, obracać pokrętło regulacji R26 w przeciwną stronę do momentu pojawienia się w kierowniczych telefonach sygnału GONG. Po tym rezystorem R27 ustawiają odpowiednią czułość. A z pomocą R26 dowolnie wystawiają (podczas pracy z urządzeniem w trybie dudnień "jeden do jednego") f bić w granicach 200 -300 Hz.
ARC i GONG, w rzeczywistości, są wyłączone, więc szukaj prowadzą jak zwykle. Dla bardziej precyzyjnego określenia miejsca lokalizacji małych obiektów ramkę-czujnik zbliżeniu się do strefy wyszukiwania lub poziomo (zaokrąglonym rogiem do przodu) lub pod kątem 45 - 90° do badanej powierzchni (z wyraźną przewagę pozycyjną jednej z bocznych części ramy).