Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

Zalety i wady

Zasada działania wszystkich tych urządzeń opiera się na porównaniu częstotliwości oscylacji dwóch generatorów:

odniesienie;
szukaj, zmieniając częstotliwość po wystawieniu na działanie obwodu oscylacyjnego metalowego przedmiotu.

Istnieją inne znane metody:

mostek, w którym rejestrowane jest niewyważenie mostka pomiarowego, w jednym z ramion którego znajduje się sonda;
metoda przesunięcia fazowego, gdy mierzy się przesunięcie fazowe oscylacji oscylatora wzorcowego i szukającego;
metoda nadajnik-odbiornik, w której rejestrowana jest energia częstotliwości radiowej ponownie wypromieniowana przez obiekt.

Są bardziej wydajne niż metoda porównywania wartości częstotliwości (metoda uderzeniowa). Ale jest łatwiejszy do wdrożenia. Wykrywacze metali zbudowane z jego wykorzystaniem mają następujące zalety:

są zwarte;
nie wymagają starannego strojenia i środków do stabilizacji wysokich częstotliwości;
bezpretensjonalny w działaniu.

Dlatego są szeroko stosowane przez domowych rzemieślników i radioamatorów.

Schemat ideowy prostego wykrywacza metali

Urządzenie jest w stanie wykryć monetę pięciokopiową na głębokości do 80 mm oraz pokrywę studzienki kanalizacyjnej na głębokości do 0,8 m.

Schemat ideowy najprostszego wykrywacza metalu pokazano na ryc. 2.6, za. Jest zmontowany na jednym chipie K176LP2. Jeden z jego elementów (DD1.1) jest zastosowany w przykładowym generatorze, drugi (DD1.3) w przestrajanym.

Obwód oscylacyjny oscylatora odniesienia składa się z cewki L1 i kondensatorów C1 i C2, a obwód wyszukiwania składa się z cewki L2 i kondensatora C4. Pierwszy obwód jest dostrojony do częstotliwości przez zmienny kondensator C1, a drugi przez wybór kondensatora C4. Na elemencie DD1.3 wykonany jest mikser oscylacji częstotliwości wzorcowej i zmiennej.

Z obciążenia tego węzła - rezystora zmiennego R5 - sygnał różnicy częstotliwości jest podawany na wejście elementu DD1.4, a wzmocnione przez niego napięcie częstotliwości audio jest wysyłane do słuchawek BF1.

Schemat ideowy wykrywacza metali o wysokiej czułości

Rozważmy wykrywacz metalu o zwiększonej czułości, którego schemat pokazano na ryc. 2.7, za. W nim mikroukład K118UN1D (DA1) jest używany jako mikser i wzmacniacz różnicowych oscylacji częstotliwości.

Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym

Ryż. 2.6. Najprostszy wykrywacz metalu na mikroukładach z obwodem porównawczym: a - schemat obwodu; b - płytka drukowana

Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym

Ryż. 2.7. Wykrywacz metali o wysokiej czułości na mikroukładach z obwodem porównawczym: a - schemat obwodu; b - płytka drukowana

Oscylatory odniesienia i wyszukiwania tego urządzenia są identyczne w schemacie. Każdy z nich jest wykonany na dwóch falownikach (odpowiednio DD1.1, DD1.2 i DD2.1, DD2.2). Elementy DD1.3 i DD2.3 działają jako bufor, osłabiając wpływ mieszacza na generatory.

Oscylator odniesienia musi być dostrojony do danej częstotliwości za pomocą kondensatora zmiennego C1, a oscylator wyszukiwania - za pomocą kondensatora C2.

Ulepszony obwód wykrywacza metalu bicia

Możesz zwiększyć czułość wykrywacza metali, który wykorzystuje metodę dudnienia, ustawiając oscylator odniesienia na częstotliwość 5-10 razy wyższą niż częstotliwość oscylatora wyszukiwania.

W tym przypadku pomiędzy oscylacjami oscylatora odniesienia a najbliższą częstotliwością (5-10) harmoniczną generatora wyszukiwania występują dudnienia. W tym przypadku przestrojenie tylko o 10 Hz prowadzi do wzrostu częstotliwości oscylacji różnicowych o 100 Hz.

W ten sposób uzyskuje się zwiększoną czułość wykrywacza metalu, którego schemat pokazano na ryc. 2.8, za.

Za pomocą takiego wykrywacza metalu monetę pięciokopiową można wykryć na głębokości do 100 mm, a studnię na głębokości do 1 m.

Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym

Ryż. 2.8. Zmodernizowany schemat wykrywacza metalu na uderzeniach: a - schemat obwodu; b - płytka drukowana

Działanie zmodernizowanego obwodu wykrywacza metali

Oscylator referencyjny wykrywacza metali jest wykonany na dwóch elementach układu DD2 i jest dostrojony do częstotliwości 1 MHz.Wymaganą stabilność częstotliwości zapewnia rezonator kwarcowy ZQ1.

Generator wyszukiwania wykorzystuje dwa elementy układu DD1. Jego obwód oscylacyjny L1C2C3VD1 jest dostrojony do częstotliwości kilkakrotnie niższej niż oscylator odniesienia.

Aby przebudować obwód, stosuje się warikap VD1, którego napięcie jest regulowane przez rezystor zmienny R2. Mikser wykonany jest na elemencie DD1.4, elementy DD1.3 i DD2.3 służą jako bufory.

Wskaźnik wyszukiwania to słuchawki BF1.

Montaż i PCB

Każdy z rozważanych wykrywaczy metali można zamontować na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Rysunek płytki i rozmieszczenie części pokazano na ryc. odpowiednio 2.6b, 2.7b, 2.8b.

Płytki przeznaczone są do montażu stałych rezystorów MJIT-OD25 (MLT-025, VS-0D25), kondensatorów KT-1, KM-4 lub K10-7V, K50-6.

Aby dostroić generatory częstotliwości, stosuje się zmienne kondensatory ze stałym dielektrykiem z małych odbiorników tranzystorowych:

„Świat” w pierwszym urządzeniu;
„Planeta” w drugim urządzeniu.

Istnieje możliwość zastosowania dowolnych innych kondensatorów odpowiednich pod względem wymiarów i wartości pojemności minimalnej i maksymalnej, w tym trymerów PDA-3 o pojemności 25-150 pF.

Rezystory zmienne R5 i R2 - małe, dowolny typ.

Produkcja cewek

Cewki L1 do wykrywaczy metali zmontowane zgodnie ze schematami na rys. 2.6, a i 2.7, a, są nawinięte na ferrytowe (600 NN) pierścieniowe rdzenie magnetyczne o wymiarach K8 x 6 x 2.

W pierwszym wykrywaczu metali cewka zawiera 180 zwojów drutu PELSHO 0,14, w drugim - 50 zwojów PELSHO 0,2.

Uzwojenie w obu przypadkach jest równomierne na całym obwodzie obwodu magnetycznego.

W pierwszym wykrywaczu metali cewka jest przyklejana klejem BF-2 bezpośrednio do płytki drukowanej, a w drugim (ze względu na brak miejsca) do małego narożnika wygiętego z arkusza styropianu o grubości 1,5 mm i przyklejonego do płytki tym samym klejem.

Cewka poszukiwawcza każdego z rozważanych wykrywaczy metali jest nawinięta na pierścień wygięty z rurki z tworzywa winylowego o średnicy zewnętrznej 15 mm i średnicy wewnętrznej 10 mm.

Średnica zewnętrzna pierścienia to:

dla pierwszego schematu - 250 mm (100 zwojów);
dla drugiego i trzeciego - 200 mm (50 zwojów).

Używany drut - PELSHO 0,27.

Każdy pierścień musi być owinięty taśmą z folii aluminiowej w celu ekranowania elektrostatycznego w celu wyeliminowania wpływu pojemności między cewką a masą. W celu zabezpieczenia przed uszkodzeniem zaleca się owinięcie folii jedną lub dwiema warstwami taśmy izolacyjnej.

Podczas nawijania taśmy należy pamiętać, że kontakt elektryczny między jej końcami jest niedopuszczalny (w przeciwnym razie tworzy się zamknięta pętla).

Widok gotowej cewki, wykonanej opisaną metodą, pokazano na ryc. 2.9.

Wykrywacze metali na mikroukładach z obwodem porównawczym

Ryż. 2.9. Widok gotowej cewki wyszukiwania

Wraz ze spadkiem średnicy cewki wyszukiwania „strefa przechwytywania” zawęża się, ale urządzenie staje się bardziej wrażliwe na małe obiekty. Przeciwnie, wraz ze wzrostem średnicy „strefa przechwytywania” rozszerza się, a wrażliwość na małe obiekty maleje.

Do wskazania wyszukiwania we wszystkich urządzeniach służą słuchawki TON-2. Wykrywacze metali mogą być zasilane z jednej baterii Krona lub z dwóch baterii 3336 lub sześciu ogniw 316, 332 połączonych szeregowo.

Autor: Sketeris R.

Zobacz inne artykuły Sekcja wykrywacz metalu.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

LM27761 Przetwornica napięcia z przełączanym kondensatorem z LDO 26.08.2016

Firma Texas Instruments wprowadziła nowy falownik niskonapięciowy z przełączanymi kondensatorami. Zapewnia bardzo niski poziom szumów na regulowanym wyjściu dla napięć wejściowych od 2,7V do 5,5V.

Używając czterech niedrogich kondensatorów, możesz zapewnić prąd wyjściowy do 250mA i -1,5V do -5V do zasilania obwodów analogowych, na przykład.

LM27761 działa z częstotliwością 2 MHz, aby zmniejszyć impedancję wyjściową i tętnienia napięcia. Przy prądzie roboczym 370 µA, falownik zapewnia wydajność >80% i może być używany w aplikacjach takich jak wzmacniacze mocy, przetworniki cyfrowo-analogowe i inne aplikacje wymagające niskiego poziomu szumów napięcia wyjściowego.

Możliwości

Odwraca i reguluje wejściowe napięcie zasilania
Niski poziom hałasu wyjściowego
Pobór prądu w trybie wyłączenia do 7 μA (typ.)
Prąd wyjściowy do 250 mA
Impedancja wyjściowa falownika 2,5 om, przy Vin = 5 V
Regulacja obciążenia szczytowego +- 4%
Pobór prądu 370 uA
Stała częstotliwość 2 MHz (typowo) z niskim poziomem szumów
LDO PSRR 35 dB (typowo) przy 2 MHz przy prądzie obciążenia 80 mA
Spadek napięcia na LDO 30mV, przy 100mA, Vout= -5V
Ograniczenie prądu i ochrona termiczna

Typowe zastosowania LM27761:

Wzmacniacze mocy operacyjnej
Systemy komunikacji bezprzewodowej
Komunikacja komórkowa
Zasilacze
Przenośne przyrządy pomiarowe
Wzmacniacze do słuchawek Hi-Fi
Moc konwertera danych