Принцип дії
В якості передавача використаний мультивібратор, а в якості приймача - підсилювач звукової частоти. До виходу першого з цих пристроїв і другого входу підключені однакові за розмірами і намоточным даними котушки.
Для того щоб система з таких передавача і приймача стала металошукачем, необхідно розташувати котушки так, щоб у відсутність сторонніх металевих предметів зв'язок між ними практично відсутня, тобто сигнал передавача не потрапляв прямо в приймач.
Як відомо, індуктивний зв'язок між котушками мінімальна, якщо їх осі взаимноперпендикулярны. Тому, якщо котушки передавача і приймача розташувати саме так, то сигнал передавача в приймачі не прослуховуватися буде.
При появі поблизу від цієї збалансованої системи металевого предмета в ньому під дією змінного магнітного поля передавальної котушки виникають так звані "вихрові струми" і, як наслідок, власне магнітне поле, яке наводить в приймальній котушці змінну ЕРС. Сигнал, прийнятий приймачем, перетворюється телефонами в звук. Його гучність залежить від розмірів предмета і відстані до нього.
Технічні характеристики
Технічні характеристики металошукача наступні:
- робоча частота - близько 2 кГц;
- глибина виявлення:
- монети діаметром 25 мм - близько 10 см;
- залізниці та алюмінієвої закаточних кришок - відповідно, 20 і 25 см;
- сталевого та алюмінієвого аркушів розмірами 200 х 300 мм - 40 і 45 см;
- кришки каналізаційного люка - 60 див.
Принципова схема передавача
Схема передавача показана на рис. 2.13. Це симетричний мультивібратор на транзисторах VT1, VT2. Частота генерованих ним коливань визначається ємністю конденсаторів C1, С2 і опором резисторів R2, R3.
Сигнал звукової частоти з колекторної навантаження транзистора VT2 - резистора R4 - через розділовий конденсатор СЗ надходить на котушку L1, яка перетворює електричні коливання в змінне магнітне поле.
Принципова схема приймача
Приймач являє собою трьохкаскадний підсилювач звукової частоти, виконаний за схемою, зображеною на рис. 2.13, б. На його вході включена така сама котушка L1, як і в передавачі. Вихід підсилювача навантажений включеними послідовно телефонами BF1.
Рис. 2.13. Принципова схема: а - передавача; б - приймача
Робота металошукача за принциповою схемою
Змінне магнітне поле передавача, наведену котушкою в металевому предмет, впливає на котушку приймача. В результаті цього у неї виникає електричний струм частотою близько 2 кГц. Через розділовий конденсатор С1 сигнал поступає на вхід першого каскаду підсилювача, виконаного на транзисторі VT1. Посилений сигнал з його навантаження - резистора R2 - подається через розділовий конденсатор С3 на вхід другого каскаду, зібраного на транзисторі VT2.
Сигнал з його колектора через конденсатор С5 надходить на вхід третього каскаду - емітерного повторювача на транзисторі VT3. Він підсилює сигнал по струму і дозволяє підключити в якості навантаження низькоомні телефони. Щоб зменшити вплив температури навколишнього середовища на стабільність роботи підсилювача, в перший і другий каскади введена негативна зворотній зв'язок постійної напруги включенням: резистора R1 між колектором і базою транзистора VT1; резистора R3 між колектором і базою VT2.
Зниження підсилення на частотах нижче 2 кГц досягнуто відповідним вибором ємності розділових конденсаторів С1, СЗ. Зниження підсилення на частотах вище 2 кГц - введенням в перший і другий каскади частотнозависимой негативного зворотного зв'язку по змінному напрузі через конденсатори С2 і С4.
Ці заходи дозволили підвищити завадостійкість приймача. Конденсатор С6 запобігає самозбудження підсилювача при збільшенні внутрішнього опору батареї живлення по мірі її розрядки.
Рекомендації з виготовлення котушок
Котушки приймача і передавача однакові. Виготовити їх можна наступним чином. По кутах прямокутника розмірами 115 х 75 мм в дошку вбити чотири цвяхи: діаметром 2-2,5 мм; довжиною 50-60 мм. Попередньо потрібно надіти на цвяхи полівінілхлоридні або поліетиленові трубки довжиною 30-40 мм. Це дасть достатню ізоляцію усієї конструкції.
На ізольовані таким чином цвяхи потрібно намотати 300 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,12-0,14 мм По завершенні намотування витки обмотати по всьому периметру вузькою смужкою ізоляційної стрічки. Після цього цвяхи можна відігнути, щоб зняти котушку.
Конструкція металошукача
В якості корпусів приймача і передавача бажано використовувати полістиролові коробки (внутрішні розміри - 120 х 80 мм). Відсіки для батареї живлення, стійки для друкованих плат та елементи кріплення котушок можна виготовити з такого ж матеріалу і приклеїти до корпусів розчинником марки Р-647 (можна використовувати і Р-650).
Ескізи друкованих плат і розташування деталей показано на рис. 2.14, а-б.
Рис. 2.14. Ескізи друкованих плат і розташування деталей
Всі металеві елементи конструкції, розташовані всередині котушок приймача і передавача (батарея живлення, плата з деталями, вимикач живлення), впливають на їх магнітне поле. Для виключення можливої зміни їх положення в процесі експлуатації всі вони повинні бути надійно закріплені. Особливо це стосується батареї "Крона" як змінного елементу конструкції.
Налагодження
Для перевірки роботи передавача замість котушки L1 потрібно підключити телефони і переконатися в тому, що при включенні живлення в телефонах чутний звук. Потім, підключивши на місце котушку, проконтролювати струм, споживаний передавачем. Він повинен бути в межах 5-7 мА.
Приймач налаштовують при замкнутому накоротко вході. Підбором резистора R1 в першому каскаді і R3 у другому слід встановити на колекторах відповідно транзисторів VT1 і VT2 напруга, що дорівнює приблизно половині напруги живлення. Потім підбором резистора R5 потрібно домогтися того, щоб струм колектора транзистора VT3 став рівним 5-7 мА.
Після цього, разомкнув вхід, підключити до нього котушку приймача L1 і, беручи сигнал передавача на відстані приблизно 1 м, переконатися в працездатності системи в цілому.
Автор: Солоненко Ст.