Переваги і недоліки
Принцип дії цих приладів заснований на порівнянні значень частоти коливань двох генераторів:
- опорного;
- пошукового, що змінює частоту при впливі на його коливальний контур металевого предмета.
Відомі й інші методи:
- мостовий, коли реєструється розбаланс вимірювального моста, в одне з плечей якого включена пошукова котушка;
- метод зсуву фаз, коли вимірюється фазовий зсув коливань опорного і пошукового генераторів;
- метод передавача-приймача, де реєструється переизлучаемая предметом радіочастотна енергія.
Вони більш ефективні, ніж метод порівняння значень частоти (метод биття). Але він більш простий в реалізації. Побудовані з його використанням металошукачі мають такі переваги:
- вони компактні;
- не вимагають ретельної настройки і заходів щодо стабілізації високої частоти;
- невибагливі в експлуатації.
Тому вони отримали широке поширення в домашніх умільців та радіоаматорів.
Принципова схема найпростішого металошукача
Приладом можна виявити п'ятикопійчану монету на глибині до 80 мм, а кришку каналізаційного колодязя на глибині до 0,8 м.
Принципова схема найпростішого металошукача зображена на рис. 2.6. Він зібраний всього на одній мікросхемі К176ЛП2. Один з її елементів (DD1.1) використаний в зразковому генераторі, інший (DD1.3) - в перестраиваемом.
Коливальний контур опорного генератора складається з котушки L1 і конденсаторів С1 і С2, а пошукового - з пошукової котушки L2 і конденсатора С4. Перший контур перебудовують по частоті змінним конденсатором С1, а другий - підбіркою конденсатора С4. На елементі DD1.3 виконаний змішувач коливань зразковою і змінної частот.
З навантаження цього вузла - змінного резистора R5 - сигнал різницевої частоти надходить на вхід елемента DD1.4, а посилене їм напруга звукової частоти - на головні телефони BF1.
Принципова схема металошукача підвищеної чутливості
Розглянемо металошукач підвищеної чутливості, схема якого представлена на рис. 2.7. У ній в якості змішувача і підсилювача коливань різницевої частоти застосована мікросхема К118УН1Д (DA1).
Рис. 2.6. Найпростіший металошукач на мікросхемах зі схемою порівняння: а - принципова схема; б - друкована плата
Рис. 2.7. Металошукач підвищеної чутливості на мікросхемах зі схемою порівняння: а - принципова схема; б - друкована плата
Опорний і пошуковий генератори цього приладу ідентичні за схемою. Кожен з них виконаний на двох інверторах (DD1.1, DD1.2 і DD2.1, DD2.2, відповідно). Елементи DD1.3 і DD2.3 працюють як буферні, послаблюючи вплив на змішувача генератори.
Опорний генератор потрібно налаштувати на задану частоту змінним конденсатором С1, а пошуковий - підбіркою конденсатора С2.
Модернізована схема металошукача на биениях
Підвищити чутливість металошукача, в якому використано метод биттів, можна, налаштувавши опорний генератор на частоту в 5-10 разів більшу, ніж частота пошукового генератора.
У цьому випадку виникають биття між коливаннями опорного генератора і найближчою по частоті (5-10-й) гармонікою пошукового генератора. При цьому розлад всього на 10 Гц при водить до збільшення частоти різницевих коливань 100 Гц.
Саме таким способом досягнута підвищена чутливість металошукача, схема якого зображена на рис. 2.8.
П'ятикопійчану монету з допомогою такого металошукача можна виявити на глибині до 100 мм, а кришку колодязя на глибині до 1 м.
Рис. 2.8. Модернізована схема металошукача на биениях: а - принципова схема; б - друкована плата
Робота схеми модернізованого металошукача
Опорний генератор металошукача виконаний на двох елементах мікросхеми DD2 і налаштований на частоту 1 МГц, Необхідну стабільність частоти забезпечує кварцовий резонатор ZQ1.
У пошуковому генераторі використані два елемента мікросхеми DD1. Його коливальний контур L1C2C3VD1 налаштований на частоту в кілька разів меншу, ніж опорний генератор.
Для перебудови контуру застосований варикап VD1, напруга на якому регулюють змінним резистором R2. Змішувач виконаний на елементі DD1.4, в якості буферів використані елементи DD1.3 і DD2.3.
Індикатором пошуку служать головні телефони BF1.
Монтаж і друкована плата
Кожен з розглянутих металошукачів може бути змонтований на друкованій платі з фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм Креслення плати і розташування деталей показано на рис. 2.6, б, 2.7, б, 2.8, б відповідно.
Плати розраховані на установку постійних резисторів МЈІТ-ОД25 (МЛТ-025, ВС-0Д25), конденсаторів КТ-1, КМ-4 або К10-7В, К50-6.
Для перебудови генераторів по частоті застосовані змінні конденсатори з твердим діелектриком від малогабаритних транзисторних приймачів:
- "Світ" у першому пристрої;
- "Планета" у другому пристрої.
Можливе використання та будь-яких інших відповідних за розмірами і значенням мінімальної і максимальної ємності конденсаторів, в тому числі і підлаштування КПК-3 ємністю 25-150 пФ.
Змінні резистори R5 і R2 - малогабаритні будь-якого типу.
Виготовлення котушок
Котушки L1 для металошукачів, зібраних за схемами на рис. 2.6, а й 2.7, а, намотані на феритових (600НН) кільцевих магнітопроводах типорозміру К8 х 6 х 2.
У першому металошукачі котушка містить 180 витків дроту ПЕЛШО 0,14, у другому - 50 витків ПЕЛШО 0,2.
Намотування в обох випадках - рівномірна по всьому периметру магнітопровода.
У першому металошукачі котушка приклеєна клеєм БФ-2 безпосередньо до друкованої платі, а у другому (через брак місця) - до невеликого куточка, зігнутому з листового полістиролу товщиною 1,5 мм і приклеєного цим же клеєм до плати.
Пошукова котушка кожного з розглянутих металошукачів намотана в кільці, зігнутому з винипластовой трубки з зовнішнім діаметром 15 мм і внутрішнім 10 мм.
Зовнішній діаметр кільця такий:
- для першої схеми - 250 мм (100 витків);
- для другої і третьої - 200 мм (50 витків).
Застосований провід - ПЕЛШО 0,27.
Кожне кільце необхідно обернути стрічкою з алюмінієвої фольги для електростатичного екранування для усунення впливу ємності між котушкою і землею. Для захисту від ушкоджень фольгу бажано обмотати одним-двома шарами ізоляційної стрічки.
При намотуванні стрічки слід пам'ятати, що електричний контакт між її кінцями неприпустимий (в іншому випадку утворюється замкнуте виток).
Вид готової котушки, виготовленої описаним способом, показаний на рис. 2.9.
Рис. 2.9. Вид готової пошукової котушки
Із зменшенням діаметра пошукової котушки "зона захоплення" звужується, але прилад стає більш чутливим до дрібних предметів. Зі збільшенням діаметра, навпаки, "зона захоплення" розширюється, а чутливість до дрібних предметів знижується.
Для індикації пошуку у всіх приладів застосовані головні телефони ТОН-2. Живити металошукачі можна від однієї батареї "Крона" або від сполучених послідовно двох батарей 3336 або шести елементів 316, 332.
Автор: Скетерис Р.