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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Metal detector con stabilizzazione al quarzo su microcircuiti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Di recente, sugli scaffali dei mercati radiofonici, puoi trovare tutti i tipi di designer o set di componenti, acquistando i quali chiunque può assemblare rapidamente un semplice metal detector senza troppi sforzi. L'autore ha avuto il piacere di conoscere diversi designer per bambini e giovani, che possono essere consigliati agli adulti. La base di uno di questi set era il circuito del metal detector, pubblicato per la prima volta alla fine degli anni '80 del secolo scorso e successivamente, con varie modifiche e aggiunte, pubblicato più volte in varie pubblicazioni nazionali ed estere. Schema schematico Il metal detector in esame è una delle numerose varianti del dispositivo di tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), ovvero è un dispositivo basato sul principio dell'analisi dei battiti di due frequenze. Allo stesso tempo, in questo disegno, la valutazione del cambiamento di frequenza viene effettuata a orecchio. Come sapete, in una certa misura, è possibile aumentare la sensibilità di un metal detector di tipo BFO se si seleziona il valore di frequenza dell'oscillatore di riferimento 5-10 volte superiore al valore di frequenza dell'oscillatore di misurazione. In questo caso viene stimata la variazione della frequenza di battimento che si verifica tra le oscillazioni della frequenza fondamentale dell'oscillatore di riferimento e l'armonica di frequenza più vicina dell'oscillatore di misura. Di conseguenza, una variazione della frequenza del generatore di misura sotto l'influenza di influenze esterne di soli 10 Hz porta ad un aumento della frequenza delle oscillazioni differenziali di 50-100 Hz. Pertanto, quando si sceglie la frequenza del generatore di misurazione nell'intervallo 100-200 kHz, la frequenza del generatore di riferimento dovrebbe essere 500-2 kHz. Va notato che la frequenza dell'oscillatore di riferimento deve essere stabilizzata. La base del circuito di questo dispositivo (Fig. 3.12) sono gli oscillatori di misurazione e di riferimento, gli stadi buffer, un mixer e un circuito di indicazione acustica.
L'oscillatore di riferimento è realizzato sugli elementi IC1.1 e IC1.2 del chip IC1, la sua frequenza operativa è stabilizzata da un risonatore al quarzo Q1 (1 MHz). L'oscillatore di misura o sintonizzabile è realizzato sugli elementi IC2.1 e IC2.2 del chip IC2. La frequenza operativa di questo generatore è determinata dai parametri degli elementi che formano il suo circuito oscillatorio, ovvero le capacità dei condensatori C2, C3 e del varicap D1, nonché dall'induttanza della bobina L1. In questo caso, la variazione della capacità del varicap D1 viene effettuata utilizzando un resistore variabile R2. La frequenza operativa del generatore di misurazione è compresa tra 200 e 500 kHz. La bobina L1 del circuito oscillatorio del generatore sintonizzabile è una bobina di ricerca. Quando ci si avvicina a un oggetto metallico, l'induttanza della bobina cambia, il che porta a un cambiamento nella frequenza operativa del generatore e, di conseguenza, a un cambiamento nella frequenza del battito. Le cascate, realizzate sugli elementi IC1.3 e IC2.3, forniscono il disaccoppiamento tra i generatori mediante tensione alternata e indeboliscono anche l'influenza del mixer sui generatori. Dalle uscite degli stadi buffer, i segnali RF vengono inviati al mixer, realizzato sull'elemento IC1.4. Successivamente, il segnale del battito viene inviato alle cuffie BF1. In questo caso, il condensatore C10 provvede al filtraggio della componente ad alta frequenza del segnale. L'alimentazione viene fornita al circuito da una sorgente B1 con una tensione di 9 V attraverso un filtro formato dai condensatori C8 e C9. Dettagli e design Tutte le parti del dispositivo in esame (ad eccezione della bobina di ricerca L1, del resistore R2, dei connettori X1 e X2, nonché dell'interruttore S1) si trovano su un circuito stampato di 50x50 mm (Fig. 3.13), costituito da uno getinax o textolite in lamina a due lati.
Non ci sono requisiti speciali per le parti utilizzate in questo dispositivo. Si consiglia di utilizzare condensatori e resistori di piccole dimensioni che possono essere posizionati su un circuito stampato senza problemi. Allo stesso tempo, la scheda è progettata per installare resistori fissi del tipo MLT-0,125 o altri di piccole dimensioni (ad esempio MLT-0,25 o VS-0,125). I condensatori C2, C3, C5 e C7 possono essere del tipo KT-1, i condensatori C4, C7, C8 e C10 - del tipo KM-4 o K10-7V e il condensatore C9 - del tipo K50-6. Il resistore variabile R2 può essere qualsiasi di piccole dimensioni, tuttavia, non è consigliabile utilizzare resistori collegati meccanicamente all'interruttore di alimentazione S1 come tale regolatore. Il risonatore al quarzo Q1 è montato su una scheda separata in fibra di vetro, fissata parallelamente a quella principale dal lato delle parti. La sua frequenza può essere compresa tra 0,5 e 1,8 MHz. Tuttavia, nel caso in cui venga utilizzato un quarzo con una frequenza di risonanza superiore a 1 MHz, in alcune sorgenti si consiglia di attivare un divisore tra l'uscita dell'elemento buffer IC2.3 (pin IC2 / 10) e il mixer corrispondente ingresso sull'elemento IC1.4 (pin IC1/13).frequenza, abbassando la frequenza di riferimento a 0,5-1 MHz. Tale divisore può essere eseguito su un chip della serie K176 o K561. La bobina di ricerca L1 contiene 50 spire di filo PELSHO con un diametro di 0,27 mm ed è realizzata sotto forma di un anello con un diametro di 180-220 mm. Questa bobina è più facile da realizzare su un telaio rigido, ma puoi farne a meno. In questo caso, qualsiasi oggetto rotondo adatto può essere utilizzato come cornice temporanea. Le spire della bobina vengono avvolte alla rinfusa, dopodiché vengono staccate dal telaio e impregnate con colla epossidica per aumentarne la resistenza meccanica. Quindi la bobina L1 è schermata con uno schermo elettrostatico, che è una striscia aperta di foglio di alluminio avvolto su un fascio di spire. Lo spazio tra l'inizio e la fine dell'avvolgimento del nastro (lo spazio tra le estremità dello schermo) deve essere di almeno 15-20 mm. Nella fabbricazione della bobina L1, è particolarmente necessario assicurarsi che le estremità del nastro schermante non si chiudano, poiché in questo caso si forma una bobina in cortocircuito. Per proteggersi dai danni, la pellicola può essere avvolta con uno o due strati di nastro isolante. Le cuffie ad alta impedenza come TON-2, TA-4 o simili possono fungere da sorgente di segnali sonori. Come fonte di alimentazione V1, puoi utilizzare, ad esempio, una batteria Krona o due batterie 3336L collegate in serie. Il circuito stampato con gli elementi posti su di esso e l'alimentatore sono collocati in un apposito contenitore metallico. Sul coperchio dell'alloggiamento sono installati un resistore variabile R2, un connettore X1 per il collegamento delle cuffie BF1, un connettore X2 per il collegamento di una bobina di ricerca L1 e un interruttore S1. Istituzione Questo dispositivo deve essere regolato in condizioni in cui gli oggetti metallici vengono rimossi dalla bobina di ricerca L1 a una distanza di almeno 1,5 m. Il processo di sintonizzazione del metal detector consiste nel sintonizzare il generatore di misurazione su una frequenza di 100-200 kHz, che viene eseguita selezionando il valore della capacità del condensatore C2. In questo caso, il cursore del resistore variabile R2 dovrebbe trovarsi nella posizione centrale. La frequenza dell'oscillatore di misura è controllata da un frequenzimetro all'uscita dell'elemento IC1.3 (uscita IC1/10). Il controllo della correttezza del valore selezionato della frequenza del generatore di misurazione viene effettuato ascoltando il segnale di frequenza differenziale nelle cuffie. Questo segnale dovrebbe essere abbastanza forte al massimo rapporto di frequenza possibile degli oscillatori di riferimento e di misurazione. Se necessario, è possibile utilizzare un oscilloscopio per valutare l'ampiezza del segnale di battimento. Procedura di lavoro Nell'uso pratico di questo dispositivo, dovrebbe essere utilizzato un resistore variabile C1 per mantenere la frequenza richiesta del segnale di battimento, che può cambiare sotto l'influenza di vari fattori (ad esempio, quando cambiano le proprietà magnetiche del suolo, la temperatura ambiente, o la batteria è scarica). Se, durante il funzionamento, un oggetto metallico appare nell'area di copertura della bobina di ricerca L1, la frequenza del segnale nei telefoni cambierà. Avvicinandosi ad alcuni metalli, la frequenza del segnale del battito aumenterà, mentre avvicinandosi ad altri diminuirà. Cambiando il tono del segnale del battito, avendo una certa esperienza, si può facilmente determinare di quale metallo, magnetico o non magnetico, è fatto l'oggetto rilevato. Utilizzando questo dispositivo, è possibile rilevare piccoli oggetti (ad esempio una moneta di medie dimensioni) a una profondità fino a 80-100 mm e un tombino fognario a una profondità fino a 55-65 cm. Autore: Adamenko MV
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Commenti sull'articolo: Alessandro UR3ICN Lo schema funziona al 100 per cento, l'ho fatto per mio nipote, come un giocattolo. Ho sostituito i microcircuiti con K561LE5 con l'inclusione appropriata. Come cuffie - TA56 a 1600 Ohm. Il quarzo 1 MHz è desiderabile nel pacchetto B1 (influisce sul consumo di corrente dell'intero dispositivo). La bobina di ricerca è sintonizzata su una frequenza di 333 kHz. (la terza armonica sarà 1 MHz) condensatore C2, con R2 in posizione centrale. Il volume è sufficiente per gli occhi. La stabilità è eccellente con un'attenta produzione della bobina. Domanda corrente - 2mA. Sergei Sul disegno del PCB, la polarità della batteria non è corretta e da allora non c'è protezione per i microcircuiti, ovvero il pericolo del loro guasto alla prima accensione. Anatoly Lo schema è interessante, mi è piaciuto. Ma voglio trovare due bobine. Fare un nipote per il suo compleanno.
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