|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Wykrywacz metali o zwiększonej czułości na tranzystorach. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu Działanie wykrywacza metalu, którego obwód i konstrukcję omówiono w tej sekcji, opiera się na zasadzie analizy zmian uderzeń oscylacyjnych dwóch generatorów, z których częstotliwość jednego jest stabilna, a częstotliwość drugiego zmienia się, gdy w obszarze zasięgu urządzenia pojawi się metalowy przedmiot. Podczas prac nad tym urządzeniem podjęto próbę stworzenia wykrywacza metali wolnego od szeregu wad charakterystycznych dla innych podobnych konstrukcji. Pomimo tego, że obwód tego urządzenia został opracowany ponad 20 lat temu, jego zaletami są stosunkowo wysoka czułość, stabilność pracy oraz możliwość rozróżniania metali nieżelaznych i żelaznych. Zastosowane rozwiązania obwodów zapewniły zwiększoną stabilność częstotliwości pracy generatorów, co umożliwiło szacowanie częstotliwości dudnień w zakresie od 1 do 10 Hz. W rezultacie wzrosła czułość urządzenia, a pobierany przez nie prąd również spadł. Schemat obwodu Jak już wskazano, proponowana konstrukcja jest jedną z wielu opcji wykrywaczy metali typu BFO (Beat Frequency Oscillator), czyli jest urządzeniem opartym na zasadzie analizy dudnień dwóch częstotliwości (ryc. 2.10).
Urządzenie opiera się na oscylatorach pomiarowych i referencyjnych, detektorze oscylacji RF, przedwzmacniaczu, pierwszym wzmacniaczu ograniczającym, obwodzie różnicującym, drugim wzmacniaczu ograniczającym i wzmacniaczu niskiej częstotliwości. Jako oscylatory pomiarowe i referencyjne wykorzystano dwa proste oscylatory LC oparte na tranzystorach T1 i T2. Tranzystory te wchodzą w skład mikroukładu K159NT1G, czyli pary tranzystorów o identycznych parametrach umieszczonych w jednej obudowie. Zastosowanie zespołu tranzystorowego może znacznie zwiększyć stabilność temperaturową częstotliwości generatora. Każdy generator jest zmontowany według pojemnościowego obwodu trójpunktowego, z tranzystorami T1 i T2 połączonymi zgodnie z obwodem o wspólnej bazie. Wzbudzenie oscylacji zapewnia się poprzez wprowadzenie dodatniego sprzężenia zwrotnego pomiędzy kolektorem i emiterem każdego tranzystora. Częstotliwość pracy generatorów jest określona przez parametry obwodów zadawania częstotliwości podłączonych pomiędzy kolektorami i emiterami tranzystorów T1 i T2. W tym przypadku elementami ustalającymi częstotliwość pierwszego generatora, który pełni funkcje generatora pomiarowego, są cewka poszukująca L1 i kondensatory C1, C2 i C3. Częstotliwość pracy drugiego generatora odniesienia jest określona przez parametry cewki indukcyjnej L2 oraz kondensatorów C6, C7 i C9. W tym przypadku oba generatory są dostrojone do częstotliwości roboczej 40 kHz. Za pomocą rezystorów R1-R4 ustawia się tryby pracy tranzystorów T1 i T2 dla prądu stałego. W procesie konfigurowania urządzenia poprzez zmianę pojemności kondensatora C6 przeprowadza się zgrubne dostosowanie oscylatora odniesienia do wybranej harmonicznej częstotliwości dudnienia. W tym przypadku pojemność kondensatora C6 może wynosić od 100 do 330 pF. Dostrajanie częstotliwości dudnienia odbywa się za pomocą rezystora zmiennego R7, za pomocą którego zmienia się polaryzacja diody Zenera D1, która w tym obwodzie działa jak warikap. Kiedy cewka poszukująca L1 obwodu oscylacyjnego przestrajalnego generatora zbliża się do metalowego przedmiotu, zmienia się jej indukcyjność, co powoduje zmianę częstotliwości roboczej generatora. Ponadto, jeśli w pobliżu cewki L1 znajduje się przedmiot wykonany z metalu żelaznego (ferromagnetycznego), jego indukcyjność wzrasta, co prowadzi do zmniejszenia częstotliwości generatora. Metal nieżelazny zmniejsza indukcyjność cewki L1, a częstotliwość robocza generatora wzrasta. Sygnał RF powstały w wyniku zmieszania sygnałów oscylatora pomiarowego i odniesienia jest izolowany na rezystorze obciążającym R5. W tym przypadku amplituda sygnału zmienia się wraz z częstotliwością dudnienia, która jest równa różnicy częstotliwości sygnałów RF. Obwiednia niskiej częstotliwości sygnału RF jest wykrywana przez specjalny detektor wykonany na diodach D2 i D3 za pomocą obwodu podwajającego napięcie. W tym przypadku kondensator C11 zapewnia filtrowanie składowej wysokiej częstotliwości sygnału. Z obciążenia detektora, którym jest rezystor R6, sygnał dudnienia o niskiej częstotliwości jest podawany przez kondensator C12 do przedwzmacniacza wykonanego na tranzystorze T3. Z kolektora tranzystora T3 wzmocniony sygnał jest podawany przez kondensator C13 do pierwszego wzmacniacza ograniczającego, wykonanego na tranzystorze T4 i zapewniającego tworzenie prostokątnych impulsów. Za pomocą dzielnika złożonego z rezystorów R11 i R12 przykładane jest napięcie polaryzacji do bazy tranzystora T4, przy którym tranzystor znajduje się na progu otwarcia. Sygnał sinusoidalny docierający do bazy tranzystora T4 jest ograniczany po obu stronach. W rezultacie na obciążeniu kaskadowym powstają prostokątne impulsy, których rolę pełni rezystor R13, które są dalej różnicowane przez obwód C14, R14, R15 i przekształcane w spiczaste szczyty. W tym przypadku w miejscu czoła każdego impulsu powstaje pik o polaryzacji dodatniej, a w miejscu upadku powstaje pik o polaryzacji ujemnej. Należy zauważyć, że czas trwania tych pików nie zależy od częstotliwości powtarzania impulsów prostokątnych i czasu ich trwania. Dodatnie piki podawane są na bazę tranzystora T5, a ujemne są odcinane przez diodę D4. Tranzystor T5, podobnie jak tranzystor T4, działa w trybie kluczowym i ogranicza sygnał wejściowy w taki sposób, że na obciążeniu kolektora utworzonym przez rezystory R16 i R17 powstają krótkie prostokątne impulsy o ustalonym czasie trwania. Kondensator C15 filtruje sygnał wyjściowy i poprawia barwę sygnału w słuchawkach BF1. Z rezystora R16, który służy do regulacji głośności, sygnał trafia do stopnia wzmacniacza złożonego z tranzystorów T6 i T7, połączonych według tzw. obwodu tranzystora złożonego. Dzięki temu połączeniu powstaje odpowiednik tranzystora przewodzącego PNP o dużej mocy i wysokim współczynniku przenikania prądu. Następnie wzmocniony sygnał przesyłany jest do słuchawek BF1. Zastosowana w tej konstrukcji metoda generowania sygnału impulsowego z sinusoidalnego umożliwia zmniejszenie mocy pobieranej przez wzmacniacz, szczególnie w stopniu wyjściowym, ponieważ tranzystory T5, T6 i T7 są zwarte w przerwach między impulsami. Wykrywacz metali zasilany jest ze źródła B1 napięciem 4,5 V, a pobór prądu nie przekracza 2 mA. Szczegóły i projekt Nie ma specjalnych wymagań dotyczących części używanych przy montażu wykrywacza metalu o zwiększonej czułości. Jedynym ograniczeniem są wymiary gabarytowe, gdyż większość części tego urządzenia zamontowana jest na płytce drukowanej o wymiarach 70x110 mm, wykonanej z jednostronnie pokrytej folią getinaxu lub włókna szklanego. Płytka drukowana jest zaprojektowana do stosowania stałych rezystorów MLT-0,125, kondensatorów KSO, PM, MBM, K50-6 lub podobnych (ryc. 2.11). Powtarzając ten projekt, jako zespół tranzystorowy (tranzystory T1 i T2), możesz użyć układu K159NT1 z dowolnym indeksem literowym. Jednak obecnie nie zawsze można go znaleźć. Dlatego w razie potrzeby zamiast zespołu tranzystorowego zaleca się zastosowanie dwóch tranzystorów typu KT315G o takich samych lub możliwie zbliżonych parametrach (statyczny współczynnik przenikania prądu i początkowy prąd kolektora).
W stopniach wzmacniających (tranzystory T3, T4 i T5) zamiast tranzystorów typu KT342B można zamontować tranzystory typu KT315G, KT503E lub KT3102A - KT3102E. Tranzystor typu KT502E (T6) można całkowicie zastąpić KT361, a tranzystor typu K503E (T7) KT315 z dowolnymi indeksami literowymi. Ale w tym przypadku słuchawki muszą mieć wysoką rezystancję (np. TON-2 lub TEG-1). W przypadku korzystania z telefonów o niskiej rezystancji tranzystor T7 musi być mocniejszy, na przykład typu KT603B lub KT608B. Jako diodę Zenera D1 można zastosować także diody Zenera typu D808-D813 lub KS156A. Diody D2 i D3 mogą być dowolną z serii D1, D9 lub D10. Cewka L2 zawiera 250 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 0,1 mm, nawiniętych na obwód magnetyczny SB-23-11a. Do jego produkcji można użyć innych rdzeni. Najważniejsze jest to, że indukcyjność gotowej cewki wynosi 4 mH. Cewka pomiarowa L1 zawiera 100 zwojów drutu PEV-1 o średnicy 0,3 mm i jest wykonana w formie torusa o średnicy 160 mm. Łatwiej jest wykonać tę cewkę na sztywnej ramie, ale można się bez niej obejść. W takim przypadku dowolny odpowiedni okrągły przedmiot, taki jak słoik, może służyć jako tymczasowa ramka. Zwoje cewki są nawijane masowo, po czym są usuwane z ramy i ekranowane ekranem elektrostatycznym, czyli otwartą taśmą z folii aluminiowej nawiniętą na wiązkę zwojów. Szczelina między początkiem i końcem uzwojenia taśmy (przerwa między końcami ekranu) musi wynosić co najmniej 10 mm. Wykonując cewkę L1, należy zwrócić uwagę, aby końce taśmy ekranującej nie uległy zwarciu, ponieważ w tym przypadku powstaje zwarcie. Aby zwiększyć wytrzymałość mechaniczną, cewkę można zaimpregnować klejem epoksydowym. Przewody dwużyłowego kabla ekranowanego o długości około metra należy przylutować do zacisków cewki, na drugim końcu którego instaluje się złącze typu SSh-3 lub inne odpowiednie złącze o małych rozmiarach. Oplot kabla należy podłączyć do ekranu cewki. W pozycji roboczej złącze cewki jest połączone z pasującą częścią złącza umieszczoną na korpusie urządzenia. Wykrywacz metali o wysokiej czułości zasilany jest ze źródła B1 o napięciu 4,5 V. Jako takie źródło można zastosować np. tzw. baterię kwadratową 3336L lub trzy elementy typu 316, 343 połączone szeregowo. Płytkę drukowaną wraz z umieszczonymi na niej elementami oraz zasilaczem umieszcza się w dowolnej odpowiedniej plastikowej lub drewnianej obudowie. Na pokrywie obudowy znajdują się rezystory zmienne R7 i R16, złącze X1 do podłączenia cewki wyszukiwania L1, przełącznik S1 i złącze X2 do podłączenia słuchawek BF1. Ustanowienie Podobnie jak w przypadku regulacji innych wykrywaczy metali, regulację tego urządzenia należy przeprowadzać w warunkach, w których metalowe przedmioty są usuwane z cewki detekcyjnej L1 w odległości co najmniej 1,5 m. Bezpośrednią regulację wykrywacza metalu należy rozpocząć od wyboru żądanej częstotliwości dudnienia. W tym celu zaleca się użycie oscyloskopu lub cyfrowego miernika częstotliwości. Podczas pracy z oscyloskopem jego sondę należy podłączyć do miejsca podłączenia rezystorów R1, R4, R5 i kondensatora C8, czyli do wejścia detektora. Kształt fali w tym miejscu przypomina kształt fali modulowanego sygnału RF. Ponadto, regulując cewkę L2 i dobierając pojemności kondensatorów C2 i C6, należy upewnić się, że częstotliwość modulacji (częstotliwość dudnienia) wynosi około 10 Hz. W przypadku wykorzystania cyfrowego miernika częstotliwości do konfiguracji wykrywacza metalu, miernik częstotliwości należy podłączyć najpierw do obwodu kolektora tranzystora T1, a następnie do kolektora tranzystora T2. Dobierając parametry wymienionych wcześniej elementów (indukcyjność cewki L2, pojemność kondensatorów C2 i C6) należy zadbać o to, aby różnica częstotliwości sygnałów na kolektorach tranzystorów T1 i T2 wynosiła około 10 Hz. Ponadto, wybierając rezystor R8, ustawia się maksymalne wzmocnienie kaskady wykonanej na tranzystorze T3. W przypadku braku oscyloskopu i licznika częstotliwości wybór żądanej częstotliwości dudnienia można przeprowadzić bez nich. W takim przypadku należy najpierw ustawić suwak rezystora R7 w pozycji środkowej, a następnie obracając rdzeń strojenia cewki L2, sprawić, aby w telefonach pojawiały się kliknięcia o częstotliwości około 1-5 Hz. Jeśli nie możesz ustawić żądanej częstotliwości, powinieneś wybrać pojemność kondensatora C6. Aby ograniczyć wpływ tła gruntu, ostatecznego doboru częstotliwości dudnienia należy dokonać w momencie zbliżenia cewki L1 do gruntu. Na tym kończy się proces konfigurowania wykrywacza metali o zwiększonej czułości. Procedura pracy W praktyce tego wykrywacza metali należy zastosować rezystor zmienny R7, aby utrzymać wymaganą częstotliwość sygnału dudnienia, która zmienia się pod wpływem rozładowania akumulatora, zmiany temperatury otoczenia lub zmiany właściwości magnetycznych gleby. Trzeba także wyregulować głośność kliknięć za pomocą regulatora R16. Jeśli podczas pracy w obszarze zasięgu cewki L1 pojawi się jakikolwiek metalowy przedmiot, zmieni się częstotliwość sygnału w telefonach. Kiedy zbliżamy się do niektórych metali, częstotliwość sygnału dudniącego wzrasta, a kiedy zbliżamy się do innych, maleje. Zmieniając ton sygnału dudnienia, mając pewne doświadczenie, można łatwo określić, z jakiego metalu, magnetycznego lub niemagnetycznego, wykonany jest wykrywany obiekt. Za pomocą takiego wykrywacza metalu małe przedmioty, takie jak gwoździe, można wykryć pod warstwą gleby na głębokości 10-15 cm, a duże obiekty (na przykład pokrywy studni) na głębokości 50-60 cm . Autor: Adamenko M.V.
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Ogromne wyświetlacze dotykowe Microsoft ▪ Cząsteczka do gromadzenia i magazynowania energii słonecznej ▪ Mikroplastiki trafiają do żywności ▪ Wojna elektroniczna w królestwie ryb
▪ sekcja serwisu Ochrona odgromowa. Wybór artykułu ▪ artykuł Wschód to delikatna sprawa. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Kto, kiedy i jak wynalazł pierwszy pancernik? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Irys germański. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Wskaźnik przedmiotów metalowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony