Простий і водночас надійний і ефективний металошукач BFO, працює за принципом оцінки змін частоти сигналу биттів, можна зібрати всього на одній мікросхемі К176ЛП2.
Принципова схема
Відмінною особливістю розглянутого детектора металевих предметів є не тільки застосування мікросхеми типу К176ЛП2, але також і схемотехнічні рішення, використані при розробці генераторів і аналізатора (рис. 3.8). При цьому в даній конструкції оцінка зміни частоти сигналу биттів здійснюється на слух.
Рис. 3.8. Принципова схема металошукача на мікросхемі К176ЛП2
Основу цього устрою складають опорний і вимірювальний генератори, змішувач і схема акустичної індикації.
У розглянутій конструкції використані два простих LC-генератора, виконані на елементах мікросхеми IC1. Схемотехнічні рішення цих генераторів практично ідентичні. При цьому перший генератор, який є опорним, зібраний на елементі IC1.1, а другий, вимірювальний або перестроюваний генератор, виконаний на елементі IC1.2.
Робоча частота опорного генератора визначається параметрами елементів, утворюють його коливальний контур, тобто місткостями конденсаторів С1 і С2, а також індуктивністю котушки L1. У контурі вимірювального генератора використовуються конденсатор С4 і пошукова котушка L2. При цьому обидва генератора налаштовані на робочу частоту приблизно 100 кГц. При наближенні пошукової котушки L2 коливального контуру керованого генератора до металевого предмету її індуктивність змінюється, що викликає зміна робочої частоти генератора. При цьому, якщо поблизу котушки L2 знаходиться предмет з чорного металу, її індуктивність збільшується, що призводить до зменшення частоти генератора. Кольоровий метал зменшує індуктивність котушки L2, а робоча частота генератора зростає.
З виходів генераторів ВЧ коливання подаються на відповідні входи змішувача, виконаного на елементі IC1.3 (висновки IC1/5,6). Навантаженням змішувача є резистор R5, який одночасно виступає в ролі регулятора гучності. Потім сигнал низької частоти через резистор R6 і конденсатор С8 надходить на підсилювач НЧ, зібраний на елементі IC1.4, і далі -на головні телефони BF1.
Харчування на мікросхему IC1 подається від джерела В1 напругою 9 В через фільтр, утворений конденсаторами С10 і С11.
Деталі та конструкція
Всі деталі розглянутого металошукача (за винятком пошукової котушки L2, резистора R5, рознімань Х1 і Х2, а також вимикача S1) розміщені на друкованій платі розмірами 50х50 мм (рис. 3.9), виготовленої з одностороннього фольгованого гетинаксу або текстоліту.
Рис. 3.9. Друкована плата (а) і розташування елементів (б) металошукача на мікросхемі К176ЛП2
До деталей, застосовуваних у даному пристрої, не пред'являються які-небудь особливі вимоги. Рекомендується використовувати будь-які малогабаритні і конденсатори резистори, які без проблем можна розмістити на друкованій платі. При цьому плата розрахована на установку постійних резисторів типу МЛТ-0,125 або інших малогабаритних (наприклад МЛТ - 0,25 або ВС-0,125). Конденсатори С2-С7 можуть бути типу КТ-1, конденсатори С8-С10 - типу КМ-4 або К10-7В, а конденсатор С11 - типу К50-6.
Як конденсатора С1 рекомендується використовувати будь-конденсатор змінної ємності від малогабаритного радіо (наприклад від транзисторного приймача "Світ"). Можна використовувати і підстроювальні конденсатори типу КПК-3 ємністю 25-150 пФ. Максимальна ємність конденсатора С1 повинна бути не менше 150 пФ.
Змінний резистор R5 може бути будь-яким малогабаритним, однак як такого регулятора не рекомендується використовувати резистори, механічно з'єднані з вимикачем живлення S1.
Котушка L1 опорного контуру генератора виконана на каркасі з кільцевого магнітопровода типу 600НН К8х6х2 і містить 180 витків дроту ПЕЛШО діаметром 0,14 мм, які рівномірно намотуються по всьому периметру магнітопровода.
Пошукова котушка L2 містить 100 витків дроту ПЕЛШО діаметром 0,27 мм і виконана у вигляді кільця діаметром 230-250 мм Цю котушку простіше виготовити на жорсткому каркасі, однак можна обійтися і без нього. В такому випадку в якості тимчасового каркаса можна використовувати будь-який відповідний за розмірами круглий предмет. Витки котушки намотуються внавал, після чого знімаються з каркаса і з метою підвищення механічної міцності просочуються епоксидним клеєм. Потім котушка L2 екранується електростатичним екраном, що представляє незамкнену стрічку з алюмінієвої фольги, намотану поверх джгута витків. Щілина між початком і кінцем намотування стрічки (зазор між кінцями екрану) повинна становити не менше 15-20 мм. При виготовленні котушки L2 потрібно особливо стежити за тим, щоб не сталося замикання решт екрануючої стрічки, оскільки в цьому випадку утворюється короткозамкнений виток. Для захисту від ушкоджень фольгу можна обмотати одним-двома шарами ізоляційної стрічки.
Джерелом звукових сигналів можуть служити високоомні головні телефони типу ТОН-2, ТУ-4 або аналогічні.
В якості джерела живлення В1 можна використовувати, наприклад, батарейки "Крона" або дві батарейки типу 3336Л, з'єднані послідовно.
Друкована плата з розташованими на ній елементами і джерело живлення розміщуються в будь-якому відповідному металевому корпусі. На кришці корпусу встановлюються змінний резистор R5, роз'єм Х1 для підключення головних телефонів BF1, роз'єм Х2 для підключення пошукової котушки L2 і вимикач S1.
Налагодження
Даний прилад слід налаштовувати в умовах, коли металеві предмети віддалені від пошукової котушки L2 на відстань не менше 1,5 м.
З допомогою частотомера або осцилографа необхідно налаштувати робочі частоти опорного і вимірювального генераторів. Частота опорного генератора встановлюється рівною приблизно 100 кГц підбором місткості конденсатора С2 і при необхідність регулювання сердечника котушки L1. Попередньо ротор конденсатора С1 слід встановити приблизно в середнє положення. Далі підбором ємності конденсатора С4 частота вимірювального генератора вибирається так, щоб її значення відрізнялося від частоти опорного генератора приблизно на 500-1000 Гц.
На цьому процес налаштування приладу закінчується.
Порядок роботи
При практичному використанні даного приладу слід змінним конденсатором С1 підтримувати необхідну частоту сигналу биттів, яка може змінюватися під впливом різних факторів (наприклад при зміні магнітних властивостей ґрунту, температури навколишнього середовища або розряді батареї).
Якщо в процесі роботи в зоні дії пошукової котушки L2 виявиться який-небудь металевий предмет, то частота сигналу в телефонах зміниться. При наближенні до одних металів частота сигналу биттів буде збільшуватися, при наближенні до інших - зменшуватися. По зміні тону сигналу биттів, маючи певний досвід, можна легко визначити, з якого металу, магнітного або немагнітного, виготовлений виявлений предмет.
За допомогою даного приладу дрібні предмети (наприклад монету середніх розмірів) можна виявити на глибині до 50 мм, а кришку каналізаційного люка - на глибині до 0,4 м.
Автор: Р. Скетерис