Чимало людей сьогодні займаються пошуками скарбів, втрачених монет і ювелірних виробів. Для такої роботи, безперечно, потрібен хороший прилад - металошукач. Автор пропонованої статті зібрав подібний прилад, випробував його в дії і рекомендує повторити його всім бажаючим.
Основою металошукача послужило пристрій, описаний у книзі Флинд Е. "Електронні пристрої для будинку" (Энергоатомиздат, 1984 р.). В ході макетування та перевірки пристрою був вдосконалений генератор, замінена елементна база на більш доступну, спрощено вихідний каскад індикатора наявності металу, введений стрілочний індикатор, встановлений помехозащитний фільтр.
Принцип дії отриманого металошукача "передача - прийом" полягає в реєстрації сигналу, відбитого металевим предметом. Цей сигнал виникає внаслідок впливу на метал змінного магнітного поля передавальної (випромінюючої) котушки металошукача, з'єднаної з генератором.
Приймальна котушка розташована в одній площині з передавальної таким чином, що проходять через неї магнітні силові лінії створюють малу ЕРС. На висновках котушки сигнал або відсутня, або дуже малий. Подальше зменшення сигналу забезпечує вузол компенсації.
Якщо в полі котушок потрапляє металевий предмет, індуктивний зв'язок між ними змінюється, на висновках приймальної котушки з'являється електричний сигнал, який посилюється, випрямляється, а потім фільтрується. У результаті на виході фільтра з'являється постійне напруження, яке зростає при наближенні до котушок металевого предмета.
Цей сигнал надходить на один з входів вузла порівняння, де порівнюється з опорним напругою, що прикладається до його другого входу. Рівень опорного напруги відрегульований таким чином, що навіть невелике збільшення сигналу призводить до істотної зміни рівня сигналу на виході вузла порівняння. Це, в свою чергу, приводить в дію електронний ключ, керуючий звуковим сигналізатором виявлення металевого предмета.
Схема удосконаленого металошукача наведена на рис. 1. Генератор, виконаний на транзисторі VT2 і контурі L1C3, працює на частоті приблизно 4,6 кГц. Низька частота генератора, що забезпечує, з одного боку, слабку реакцію металошукача на небажані сигнали (наприклад, виникають при наявності мокрого піску, дрібних шматочків металу тощо), а з іншого - гарну чутливість. При бажанні частоту генератора можна перебудувати зміною параметрів деталей L1, C3 і L2, С6, а також фільтра R16C11.
(натисніть для збільшення)
Глибина виявлення предметів залежить від частоти робочого сигналу, його потужності, розміру котушок індуктивності, а також від розмірів і форми предмета і його положення. Чим вище частота генератора, тим менше глибина виявлення невеликих предметів. Чим більше розміри котушок індуктивності, тим більше глибина виявлення. Приміром, цей металошукач виявляє монету діаметром 25 мм на відстані 13 см, а алюмінієву пластину розмірами 100x100 мм - на відстані 40 см.
Генератор зібраний на транзисторній збірці. Транзистор VT2 працює безпосередньо в генераторі, aVT1 спільно з дільником з деталей R2-R4 - в термостабилизаторе, що забезпечує температурну компенсацію.
Сигнали, що надходять на приймальну котушку L2, обмежуються за амплітудою (при наявність великого металевого предмета) діодами VD1, VD2, а потім посилюються ОУ DA1.1. На вхід цієї мікросхеми надходить через конденсатор С5, резистори R7- R10 і конденсатор С8 сигнал компенсації з генератора - він послаблює вступник на котушку L2 сигнал з котушки L1 при відсутності поблизу металевих предметів.
Після посилення сигнал проходить через фільтр НЧ R16C11 і випрямляється ОУ DA1.2. При позитивному вхідній напрузі, що надходить на неінвертований вхід мікросхеми, діод VD3 відкритий і забезпечує негативну зворотний зв'язок. Заряджається конденсатор С12, стрілка індикатора РА1 відхиляється. При негативному вхідній напрузі діод закритий, зворотного зв'язку немає, на катоді діода - нульове напруга.
Сигнал з детектора згладжується фільтром R21C14R22C15 і надходить на компаратор DA2.1, де порівнюється з опорною напругою, регульованим змінними резисторами R23 (грубо) і R25 (точно). При спрацьовуванні напруга компаратора на його виході зменшується, транзистор VT3 закривається, починає працювати тональний генератор, зібраний на ОП DA2.2. Його вихідний сигнал подається на підсилювач потужності виконаний на транзисторі VT4, навантаженням якого служить головний телефон BF1 (від слухового апарату). Гучність звуку в невеликих межах регулюють змінним резистором R38.
Вихідний каскад живиться від окремого джерела, що усуває можливість порушення пристрою. Основна ж частина металошукача живиться від джерела напругою 12 В (акумуляторна батарея), яке з допомогою стабілізатора DA3 знижується до 9 Ст.
Деталі металошукача змонтовані на трьох друкованих платах (рис. 2-4) з односторонньо фольгованого склотекстоліти. Вони розраховані на використання резисторів МЛТ-0,125, резистора R10 СП4-1, конденсаторів C3, C6 - К71-7.
Транзисторну збірку 2ТС3103А допустимо замінити на КТС3103, але доведеться змінити креслення друкованої плати. Стрілочний індикатор РА1 - індикатор рівня записи від будь-якого магнітофона. Плати та інші деталі розміщені металошукача в корпусі з ізоляційного матеріалу (рис. 5).
Особливу увагу потрібно приділити виготовлення котушок. Їх намотують на оправці діаметром 140 мм, в якості якої добре використовувати скляну банку. Кожна котушка складається з 200 витків емальованого мідного дроту діаметром 0,27 мм з відведенням від середнього витка. Перш ніж зняти котушку з оправки, її перев'язують у трьох-чотирьох місцях, а після зняття обмотують міцною ниткою, щоб витки щільно прилягали один до одного. Далі котушок надають форму, показану на рис. 6, і прикріплюють їх до пластмасовою тарілці 1 нитками 2. Передавальну котушку 3 розташовують внизу, приймальню 4 - вгорі. Приймальна котушка повинна бути забезпечена алюмінієвим екраном з зазором, що перешкоджає утворенню замкнутого кола. Висновки котушок з'єднують з рештою частиною приладу кабелем 5 в екранованій оплітці. Відстань між вертикальними (по малюнку) витками котушок повинно бути дорівнює 25 мм, остаточно воно уточнюється після налаштування металошукача щодо мінімального показання індикатора РА1 при відсутності поблизу котушок металевого предмета.
Після остаточного кріплення котушок їх прикривають зверху декоративним кожухом і кріплять до нього штангу (рис. 7).
Налаштування металошукача полягає в установці движка резистора R10 при середньому положенні движка R8 в таке положення, щоб стрілка індикатора РА1 перебувала на "нульової" позначки (для зручності стрілку встановлюють на середню позначку шкали підбором резистора R19. Можливо, з цією метою доведеться поміняти підключення висновків однієї з котушок генератора.
При експлуатації металошукача, після 20-хвилинного встановлення робочого режиму, резистором R8 домагаються "нульового" показання стрілочного індикатора. Після цього змінними резисторами R25 і R23 встановлюють опорне напруга, близьке до спрацьовування компаратора і появи тонального звуку. Природно, цю настройку проводять при відсутності поблизу котушок металу.
Автор: Ст. Гричко, р. Краснодар