Prosty wykrywacz metali na chipie K155LA3. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Prosty wykrywacz metali na chipie K155LA3. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

Początkującym radioamatorom można polecić powtórzenie projektu prostego wykrywacza metalu, którego podstawą był obwód, który był wielokrotnie publikowany pod koniec lat 70. ubiegłego wieku w różnych publikacjach specjalistycznych krajowych i zagranicznych. Ten wykrywacz metali, zbudowany na jednym chipie K155LA3, można zmontować w ciągu kilku minut.

Schemat obwodu

Proponowana konstrukcja jest jedną z wielu opcji dla wykrywaczy metali typu BFO (Beat Frequency Oscillator), czyli jest urządzeniem opartym na zasadzie analizy dudnień dwóch sygnałów o zbliżonej częstotliwości (ryc. 3.1). Jednocześnie w tym projekcie ocena zmiany częstotliwości dudnień dokonywana jest na podstawie ucha.

Prosty wykrywacz metali na chipie K155LA3

Prosty wykrywacz metali na chipie K155LA3
Ryż. 3.1. Schemat ideowy wykrywacza metalu na chipie K155LA3

Urządzenie opiera się na oscylatorach pomiarowych i referencyjnych, detektorze oscylacji RF, układzie sygnalizacyjnym i stabilizatorze napięcia zasilania.

W rozważanym projekcie zastosowano dwa proste oscylatory LC, wykonane na chipie IC1. Rozwiązania obwodów tych generatorów są niemal identyczne. W tym przypadku pierwszy oscylator, będący odniesieniem, jest montowany na elementach IC1.1 i IC1.2, a drugi generator pomiarowy lub przestrajalny jest wykonany na elementach IC1.3 i IC1.4.

Obwód oscylatora odniesienia składa się z kondensatora C1 o pojemności 200 pF i cewki L1. Obwód generatora pomiarowego wykorzystuje zmienny kondensator C2 o maksymalnej pojemności około 300 pF, a także cewkę poszukującą L2. W tym przypadku oba generatory są dostrojone do częstotliwości roboczej około 465 kHz. Wyjścia generatorów poprzez kondensatory odsprzęgające C3 i C4 podłączone są do detektora oscylacji RF, wykonanego na diodach D1 i D2 zgodnie z wyprostowanym obwodem podwajania napięcia. Obciążeniem detektora są słuchawki BF1, na których ekstrahowany jest sygnał składowej niskoczęstotliwościowej. W tym przypadku kondensator C5 bocznikuje obciążenie przy wyższych częstotliwościach.

Po zbliżeniu cewki poszukującej L2 obwodu oscylacyjnego przestrajalnego generatora do metalowego przedmiotu zmienia się jej indukcyjność, co powoduje zmianę częstotliwości roboczej tego generatora. W takim przypadku, jeśli w pobliżu cewki L2 znajduje się przedmiot wykonany z metalu żelaznego (ferromagnes), jego indukcyjność wzrasta, co prowadzi do zmniejszenia częstotliwości przestrajalnego oscylatora. Metal nieżelazny zmniejsza indukcyjność cewki L2 i zwiększa częstotliwość roboczą generatora. Sygnał RF powstały w wyniku zmieszania sygnałów generatora pomiarowego i odniesienia po przejściu przez kondensatory C3 i C4 jest podawany do detektora. W tym przypadku amplituda sygnału RF zmienia się wraz z częstotliwością dudnienia.

Obwiednia niskiej częstotliwości sygnału RF jest izolowana przez detektor wykonany na diodach D1 i D2. Kondensator C5 zapewnia filtrowanie składowej wysokiej częstotliwości sygnału. Następnie sygnał rytmu przesyłany jest do słuchawek BF1. Zasilanie do układu IC1 dostarczane jest ze źródła 1 V B9 poprzez regulator napięcia utworzony przez diodę Zenera D3, rezystor balastowy R3 i tranzystor regulujący T1.

Szczegóły i projekt

Do produkcji rozważanego wykrywacza metalu można użyć dowolnej płytki prototypowej. Dzięki temu zastosowane części nie podlegają żadnym ograniczeniom gabarytowym. Instalacja może być zarówno uchylna, jak i drukowana.

Przy powtarzaniu wykrywacza metalu można zastosować układ K155LA3, składający się z czterech elementów logicznych 2I-NOT, zasilanych wspólnym źródłem prądu stałego. Jako kondensator C2 możesz zastosować kondensator tuningowy z radia przenośnego. Diody D1 i D2 można zastąpić dowolnymi diodami germanowymi wysokiej częstotliwości.

Cewka L1 obwodu oscylatora odniesienia powinna mieć indukcyjność około 500 μH. Jako taką cewkę zaleca się zastosować np. cewkę z filtrem IF odbiornika superheterodynowego.

Cewka pomiarowa L2 zawiera 30 zwojów drutu PEL o średnicy 0,4 mm i jest wykonana w kształcie torusa o średnicy 200 mm. Ta cewka jest łatwiejsza do wykonania 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 15 mm.

Przy wytwarzaniu cewki L2 szczególnie konieczne jest zapewnienie, aby końce taśmy ekranującej nie zamykały się, ponieważ w tym przypadku powstaje cewka zwarta. W celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej cewkę można zaimpregnować klejem epoksydowym. Jako źródło sygnałów dźwiękowych należy stosować słuchawki o wysokiej impedancji i możliwie największej rezystancji (około 2000 omów). Nadaje się na przykład dobrze znany telefon TA-4 lub TON-2.

Jako źródła zasilania V1 można użyć np. baterii Krona lub dwóch baterii 3336L połączonych szeregowo.

W stabilizatorze napięcia pojemność kondensatora elektrolitycznego C6 może wynosić od 20 do 50 mikrofaradów, a pojemność C7 może wynosić od 3 do 300 68 pF. Napięcie na wyjściu stabilizatora, równe 000 V, ustawiane jest przez rezystor przycinający R5. Napięcie to pozostanie niezmienione nawet w przypadku znacznego rozładowania akumulatorów.

Należy zaznaczyć, że układ K155LAZ przeznaczony jest do zasilania ze źródła prądu stałego o napięciu 5 V. Dlatego w razie potrzeby można wyłączyć z obwodu układ stabilizatora napięcia, a jako źródło zasilania wykorzystać jeden akumulator 3336L lub podobny, który pozwala na złożenie kompaktowej konstrukcji. Jednakże rozładowanie tej baterii bardzo szybko wpłynie na funkcjonalność tego wykrywacza metalu. Dlatego potrzebujesz zasilacza, który zapewni wytworzenie stabilnego napięcia 5 V.

Należy uznać, że autor użył czterech dużych importowanych okrągłych baterii połączonych szeregowo jako źródło zasilania. W tym przypadku napięcie 5 V zostało utworzone przez integralny stabilizator typu 7805. Płytka z umieszczonymi na niej elementami i źródło zasilania są umieszczone w dowolnej odpowiedniej plastikowej lub drewnianej obudowie. Kondensator zmienny C2, przełącznik S1, a także złącza do podłączenia cewki wyszukiwania L2 i słuchawek BF1 są zainstalowane na pokrywie obudowy (te złącza i przełącznik S1 nie są pokazane na schemacie obwodu).

Ustanowienie

Podobnie jak w przypadku regulacji innych wykrywaczy metali, urządzenie to należy kalibrować w warunkach, w których metalowe przedmioty są usuwane z cewki detekcyjnej L2 w odległości co najmniej jednego metra.

Najpierw za pomocą miernika częstotliwości lub oscyloskopu należy wyregulować częstotliwości robocze oscylatorów odniesienia i pomiarowych. Częstotliwość oscylatora odniesienia ustawia się na około 465 kHz, regulując rdzeń cewki L1 i, jeśli to konieczne, dobierając pojemność kondensatora C1. Przed regulacją należy odłączyć odpowiedni zacisk kondensatora C3 od diod detektora i kondensatora C4. Następnie należy odłączyć odpowiedni zacisk kondensatora C4 od diod detektora i od kondensatora C3 oraz wyregulować kondensator C2 tak, aby ustawić częstotliwość generatora pomiarowego tak, aby jego wartość różniła się od częstotliwości generatora odniesienia o około 1 kHz.

Po przywróceniu wszystkich połączeń wykrywacz metalu jest gotowy do pracy.

Procedura pracy

Przeprowadzanie operacji wyszukiwania za pomocą rozważanego wykrywacza metalu nie ma żadnych funkcji. W praktyce urządzenia niezbędną częstotliwość sygnału dudnienia powinien utrzymywać kondensator zmienny C2, który zmienia się pod wpływem rozładowania akumulatora, zmiany temperatury otoczenia lub odchylenia właściwości magnetycznych gruntu.

Jeśli częstotliwość sygnału w słuchawkach zmienia się podczas pracy, oznacza to obecność metalowego przedmiotu w obszarze cewki poszukującej L2. 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.

Autor: Adamenko M.V.

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

Wytrzymały komputer PC Connect Tech ESG501 30.03.2016

Connect Tech zaprezentował system komputerowy ESG501 umieszczony w bardzo wytrzymałej obudowie. Podstawą nowości był moduł Nvidia Jetson TX1 oparty na 64-bitowych rdzeniach ARM Cortex-A57 CPU oraz 256-rdzeniowej architekturze GPU Maxwell.

Obudowa Connect Tech ESG501 chroni elektronikę przed wnikaniem kurzu i cieczy podczas pracy na głębokościach większych niż 1 m, spełniając normę IP68. Ochrona przed wstrząsami i wibracjami zgodna z normami wojskowymi MIL-STD 810G i DO-160G, zakres temperatur pracy od -40°C do 85°C. Przy wymiarach 163,6 x 108 x 96,3 mm (bez uchwytów montażowych) waga urządzenia wynosi 1,43 kg.

Oprócz gotowości na przeciwności losu, Connect Tech ESG501 Mini PC oferuje szeroką gamę złączy. Ich lista obejmuje port HDMI, dwa porty USB 2.0, jeden RS-232, cztery CSI-2 za pomocą uchwytów SMA, dwa porty Gigabit Ethernet i uchwyty antenowe dla adaptera Wi-Fi 802.11ac 2×2 i Bluetooth 4.0. Zasilanie dostarczane jest z zewnętrznego zasilacza o napięciu 9-36 V.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Opracowano nowy interfejs neuronowy

▪ Zimy będą mroźne

▪ Nowe mikrokontrolery do elektronicznych stateczników lamp

▪ Kompaktowy projektor 4K Canon XEED 4K600Z

▪ Słuchawki Philips Fidelio L2

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki. Wybór artykułu

▪ artykuł Wszystko w przeszłości. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Gdzie renowacja ceramiki stała się formą sztuki przy użyciu proszku złota? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł węzeł kuśnierski. Wskazówki turystyczne