Эта схема и её описане опубликованы в сборнике Адаменко М.В. "Металлоискатели" М.2006 (Скачать). Статья из этой книги размещена на странице Простой металлоискатель на микросхеме К561ЛЕ5

Металлоискатель на микросхеме. И. Нечаев. Радио начинающим. Радио № I, 1987 г стр 4, 49

Металлоискатель на микросхеме

Металлоискатель на микросхеме сделать самому. И. Нечаев

Принцип действия этого металлоискателя, как и других подобных конструкций, основан на сравнении частот двух генераторов, один из которых эталонный со стабильной частотой, а частота другого изменяется под влиянием близко расположенных металлических предметов.

Эталонный генератор (рис. 1 на 4-й с. вкладки) собран на элементе DD 1.1. Работает он так. Через резистор R1 и катушку индуктивности L1 осуществляется отрицательная обратная связь по постоянному току между выходом и входом элемента, благодаря чему элемент выходит на линейный участок передаточной характеристики. Этим создаются условия для возбуждения каскада на частоте примерно 100 кГц - она определяется параметрами контура L1C1-СЗ.

Элемент обладает высоким входным сопротивлением, поэтому добротность контура и стабильность частоты генератора сравнительно высоки. Резистор R1 ослабляет шунтирующее влияние выходного сопротивления элемента на контур. Форма колебаний на контуре синусоидальная, а на выходе элемента - прямоугольная. Частоту колебаний можно изменять в небольших пределах конденсатором переменной емкости С 2.

Перестраиваемый генератор собран на элементе DDI.2 по аналогичной схеме, но катушка индуктивности L2 - выносная, заключенная в экранирующую металлическую трубку.

Прямоугольные колебания с эталонного и перестраиваемого генераторов поступают на входы элемента DD1.3, работающего смесителем сигналов. На выходе элемента будут как сигналы основных частот генераторов, так и разностных и суммарных частот (в том числе и частот гармонических составляющих). Но одним из самых мощных будет сигнал разностной частоты - он и выделяется на резисторе R4. Остальные сигналы подавляются фильтром R3C6.

Амплитуда выходного сигнала элемента DD1.3 составляет несколько вольт, поэтому необходимости в дополнительном усилителе 34 нет - к выходному разъему XS1 подключают высокоомные головные телефоны, например, ТОН-2 с последовательно соединенными капсюлями. Громкость звука регулируют переменным резистором R4. При использовании же низкоомных телефонов металлоискатель следует дополнить каскадом на транзисторе VT1 (рис. 2 вкладки), установив резистор R3, сопротивлением 10 кОм, а конденсатор С6 емкостью 1000 пФ.

В металлоискателе можно использовать микросхемы серий К176, K561, К564, содержащие не менее трех логических элементов ИЛИ-НЕ или И-НЕ, например, К561ЛЕ5, К561ЛА7, К561ЛА9, К561ЛЕ10. Переменный конденсатор - от радйоконструктора "Юность КП101" или другой малогабаритный с максимальной емкостью не менее 150 пФ. Остальные конденсаторы - КЛС, КМ, КТ, причем конденсаторы С1, СЗ-С5 должны быть с ТКЕ не хуже М750, Ml 500 - это повысит термостабильность устройства. Переменный резистор R4 - СПЗ-Зв сопротивлением 68, 47, 33, 22 и даже 10 кОм, но механически соединенный с выключателем питания SA1, остальные резисторы - ВС, МЛТ мощностью 0,125 Вт.

Катушка L1 выполнена на трехсекционном каркасе контура ПЧ радиоприемника "Сокол-403", помещенном в броневой сердечник диаметром 8,6 мм из феррита 600НН с подстроенником диаметром 2,8 и длиной 12 мм из такого же феррита - она содержит 200 витков провода ПЭВ-2, 0,09.

Катушку L2 выполняют так. В алюминиевую тонкостенную трубку диаметром примерно 6...7 мм и длиной около 950 мм продевают 18 проводников МГТФ-0,07, затем трубку сгибают на оправке, а витки соединяют последовательно друг с другом. Индуктивность катушки должна быть равна примерно 350 мкГ. Концы трубки оставляют разомкнутыми, но к одному из них подключают проводник, соединенный с общим проводом.

Разъем XS1 - розетка для подключения головных телефонов, источник питания - батарея "Крона", 7Д-0,1. Детали металлоискателя, кроме катушки L2, батареи и разъема, размещают на печатной плате (рис.3 вкладки) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм со стороны печатных проводников. Неиспользуемые входные выводы четвертого элемента микросхемы соединяют с общим проводом. Печатную плату размещают в металлическом корпусе (лучше алюминиевом). В нем прорезаны окна под ручки резистора R4 и конденсатора С2. К верхней части корпуса крепят катушку L2, а к нижней - ручку, внутри которой размещен источник питания, а снаружи установлен разъем XS1.

При правильном монтаже и исправных деталях налаживание сводится к установке требуемой частоты эталонного генератора. Для этого ручку конденсатора С2 устанавливают примерно в среднее положение и подстроечником катушки L1 добиваются в телефонах нулевых биений (пропадания звука). Если настройка правильная, при незначительном повороте ручки конденсатора в любую сторону в телефонах будет появляться звук низкого тона. Такую настройку нужно проводить на расстоянии не менее метра от массивных металлических предметов.

Пользуются металлоискателем так. Конденсатором С2 устанавливают возможно меньшую частоту биений - это позволит повысить его чувствительность, поскольку будут заметны даже небольшие изменения частоты перестраиваемого генератора. К сожалению, очень низкую частоту выставить не удастся, потому что на ней громкость звука в телефонах резко падает.

При приближении катушки L2 к металлическому предмету ее индуктивность будет изменяться, а значит, изменится и частота перестраиваемого генератора. Если предмет из магнитного материала (железа, феррита, никеля), индуктивность увеличится, а частота уменьшится. Если предмет из немагнитного материала (алюминия, меди, латуни), индуктивность уменьшится, а частота увеличится. Поэтому при поиске магнитных материалов частоту эталонного генератора следует устанавливать выше частоты перестраиваемого генератора. Тогда при приближении к такому материалу частота перестраиваемого генератора будет уменьшаться, а частота биений - увеличиваться.

При поиске немагнитных материалов частоту эталонного генератора следует устанавливать ниже частоты перестраиваемого. Если же сразу установить частоту эталонного генератора выше частоты перестраиваемого на 400...500 Гц, увеличение частоты биений будет свидетельствовать о приближении металлоискателя к предмету из магнитного металла, а уменьшение ее -- к немагнитному.

И. Нечаев г. Курск РАДИО № I, 1987 г [стр 4, 49]

Эта схема и её описане опубликованы в сборнике Адаменко М.В. "Металлоискатели" М.2006 (Скачать). Статья из этой книги размещена на странице Простой металлоискатель на микросхеме К561ЛЕ5