payaem.ru

Паяем — Все о электронике

Собираем металлоискатель на транзисторах

Принцип работы металлоискателя заключается в том, что когда приближается какая либо металлическая вещь к катушке индуктивности генератора (это основной узел прибора), частота генератора начинает меняться. Чем ближе расположена вещь и чем она больше по размеру, тем сильнее это влияет по отношению к частоте генератора.

Рисунок 1. Схема металлоискателя на транзисторах

Теперь разберём конструкцию этого простейшего металлоискателя, который собран на двух транзисторах.

Генератор сделан на основе транзистора VT1 по схеме ёмкостей трёхточки. Генерация производится с помощью положительной обратной связи между базовой и эмиттерной цепями транзистора. Частота генератора зависит от ёмкостей конденсаторов С1 — С3 и индуктивности катушки L1. Когда катушка приближается к металлической вещи, то её индуктивность меняется — увеличивается, это в случае если металл является ферромагнитным, к примеру железо, а если металл цветной (медь, латунь и т. д.), то индуктивность уменьшается.

Но как отследить изменение частоты? Для этого нужен приёмник, который собран на втором транзисторе. Это тоже генератор, он собран, как и первый, по схеме ёмкостной трёхточки. Частота его зависит от ёмкостей конденсаторов С4 — С6 и индуктивности катушки L2 и почти не отличается по частоте от первого генератора. Необходимую разность частот обычно подбирают при помощи подстроечника катушки. Кроме этого, каскад на транзисторе VT2 включает в себя и функцию детектора, который выделяет колебания НЧ (низкой частоты), эти колебания идут на базу транзистора высокочастотных колебаний. В качестве нагрузки детектора используются головные телефоны BF1; шунтируется нагрузка при помощи конденсатора C1 для колебаний ВЧ (высокой частоты).

Колебательный контур приёмника индуктивно связан с контуром генератора, по этой причине в коллекторной цепи транзистора VT2 проходят токи частотой обоих генераторов и ток разностной частоты, другими словами, частоты биения. Если, например, частота главного генератора 460 кГц, а частота генератора приёмника 459 кГц, то разностная получается 1кГц, то есть 1000Гц. Данный сигнал и слышно в телефонах. Но если поднести поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах поменяется, это зависит от типа металла, она либо снизится, либо повысится.

Рисунок 2. Конструкция катушки

Вместо тех, которые указаны на схеме, могут подойти П401, П402 и любые другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны — должны быть высокоомные ТОН — 1 либо ТОН — 2, их капсюли надо подключать параллельно, таким образом, чтобы в общем сопротивление достигало 800 — 1200 Ом. Громкость звука в таком случае станет повыше. Резисторы — типа МЛТ — 0.25, конденсаторы — КЛС — 1 или же БМ — 2.

Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку с размерами 175х230 мм, она состоит из 32 витков провода типа ПЭВ — 2 0.35 (может подойти провод типа ПЭЛШО 0.37).

Конструкция катушки представлена на рис. 2. В двух цилиндрических бумажных каркасах 6 расположены отрезки стержня с диаметром 7 мм, выполненного из феррита 400 НН либо 600 НН: один (1) длинной 20 — 22 мм, закреплён постоянно, а другой (2) — 35 — 40 мм (он является подвижным — чтобы подстраивать катушку). Каркасы завёрнуты в бумажную ленту 3, поверх её намотана катушка L2 (5) — 55 витков проводом типа ПЭЛШО (можете использовать ПЭВ — 1 либо ПЭВ — 2) с диаметром 0.2 мм. Выводы катушки закрепляются с помощью резиновых колечек 4.

В качестве источника питания используется батарея 3336, выключатель SA1 — тумблер, разъём Х1 — двухгнёздая колодка.

Транзисторы, конденсаторы и резисторы монтируются на плате (рисунок 3), сделанной из изоляционного материала. Плата соединяется с катушками, батарейкой питания, выключателем и разъёмом, при помощи многожильного провода с изоляцией. Плата и прочие элементы размещаются в фанерном клееном футляре, размеры которого 40х200х350 мм. Катушка L1 прикрепляется на дне футляра, а внутри катушки на расстоянии 5 — 7 мм от её витков размещается катушка L2. Рядом с этой катушкой крепится плата. Разъём и выключатель прикрепляется снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепится (лучше на клей) деревянная ручка длинной примерно 1 метр.

Рисунок 3. Размещение деталей на плате

Настройка металлоискателя начинается с измерения режимов работы транзисторов. Включите питание, измерьте напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода — плюса питания), оно должно составлять 2,1 Вольт. Более точно это напряжение можете подобрать при помощи резистора R2. После этого измерьте напряжение на эмиттере второго транзистора, оно должно составить 1 Вольт (наиболее точно устанавливайте с помощью резистора R4). Затем медленно перемещаем подстроечный сердечник катушки L2, нужно получить в головных телефонах чистый громкий звук НЧ (низкой частоты).

Если приблизить консервную банку к поисковой катушке,  нужно фиксировать начало изменения тона звука. Обычно, это происходит на расстоянии около 30 — 40 см. Если более точно подстроить частоту второго генератора, то вы добьётесь максимальной чувствительности прибора.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *