Wykrywacz metalu o zwiększonej czułości na mikroukłady. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

Jedną z cech wszystkich wykrywaczy metali typu BFO jest to, że referencyjne i przykładowe generatory tych urządzeń są wykonane konstrukcyjnie na elementach jednego mikroukładu.

Należy zauważyć, że oprócz pewnych zalet (na przykład prostota obwodu, stabilizacja temperatury), takie konstrukcje mają również szereg wad. Głównym z nich jest występowanie pasożytniczych połączeń między poszczególnymi elementami wewnątrz kryształu mikroukładu, które są prawie niemożliwe do wyeliminowania. Dlatego w takich wykrywaczach metali konieczne jest wybranie częstotliwości uderzeń większej niż 100-300 Hz, co nieuchronnie prowadzi do zmniejszenia jego czułości.

Próbę pozbycia się wykrywaczy przedmiotów metalowych na podstawie analizy sygnału dudnienia, przynajmniej ze wskazanych mankamentów, podjęto przy tworzeniu urządzenia opartego na schemacie opublikowanym w publikacjach krajowych i zagranicznych w połowie lat 90. ubiegłego wieku.

Schemat obwodu

Proponowana konstrukcja jest jedną z wielu opcji dla wykrywaczy metali BFO (Beat Frequency Oscillator), czyli jest to urządzenie oparte na zasadzie analizy dudnień dwóch sygnałów o zbliżonej częstotliwości. Jednocześnie w tej konstrukcji ocena zmiany częstotliwości uderzeń odbywa się na ucho.

Podstawą obwodu tego urządzenia (rys. 3.6) są oscylatory pomiarowy i wzorcowy, mikser, filtr dolnoprzepustowy, analizator i obwód sygnalizacji akustycznej.

Ryż. 3.6. Schemat ideowy wykrywacza metali o podwyższonej czułości (kliknij, aby powiększyć)

Oscylatory pomiarowy i referencyjny to dwa proste oscylatory LC oparte na elementach mikroukładowych IC1 i IC2. W tym przypadku oscylator odniesienia jest montowany na elemencie IC1.1, a generator pomiarowy lub przestrajalny jest montowany na elemencie IC2.1.

Częstotliwość oscylacji oscylatora odniesienia jest określona przez parametry elementów jego obwodu, to znaczy indukcyjność cewki L1 i pojemności kondensatorów C1, C2. Wartości tych parametrów dobiera się tak, aby częstotliwość pracy oscylatora wzorcowego wynosiła około 100 kHz. Obwód oscylacyjny generatora pomiarowego tworzą cewka wyszukiwania L2 i kondensatory C3-C5. Częstotliwość robocza tego generatora jest zbliżona do częstotliwości generatora odniesienia i można ją nieznacznie zmienić, regulując kondensator zmienny C3. Elementy IC1.2 i IC2.2 pełnią funkcję kaskad zapewniających izolację między generatorami napięciem przemiennym.

Z wyjść obu generatorów sygnały RF podawane są do miksera wykonanego na elemencie IC3.1, na wyjściu którego powstają oscylacje z częstotliwościami całkowitymi i różnicowymi generatorów oraz ich harmonicznymi, które podawane są do obwód filtra dolnoprzepustowego.

W przeciwieństwie do wielu innych wykrywaczy metali typu BFO, w proponowanym urządzeniu zastosowano filtr dolnoprzepustowy do izolowania sygnałów o częstotliwości różnicowej (dźwiękowej), który jest montowany na elementach R3 i C6. Następnie sygnał o niskiej częstotliwości jest podawany do analizatora.

Jak wiadomo, czułość detektorów przedmiotów metalowych, które szacują częstotliwość sygnału dudnienia, zależy w dużej mierze od sygnału o najniższej częstotliwości, jaką może zarejestrować to urządzenie. Wykrywacze metali, które zapewniają analizę uderzeń o częstotliwości kilku herców, mają najlepszą czułość. Odsłuch takiego sygnału bezpośrednio na słuchawkach jest jednak niemożliwy ze względu na ograniczony zakres częstotliwości pracy kapsuł telefonicznych.

Dość często programiści uciekają się do najprostszego rozwiązania tego problemu, a mianowicie: po prostu zwiększają częstotliwość sygnału dudnienia za pomocą różnych mnożników. Jedna z opcji obwodu podwojenia częstotliwości (a dokładniej zamiana sygnału sinusoidalnego na sekwencję impulsów o podwojonej częstotliwości) była już rozważana w poprzednim rozdziale przy opisywaniu tranzystorowego wykrywacza metali o zwiększonej czułości.

W analizatorze rozważanego wykrywacza metalu w celu zwiększenia częstotliwości sygnału dudnienia zastosowano obwód, który przekształca sygnał sinusoidalny (prawie trójkątny) na krótkie impulsy o podwojonej częstotliwości powtarzania. W tym celu stosuje się komparator napięcia wykonany na elementach IC3.2-IC3.4. Przez jeden okres częstotliwości dudnienia komparator dwukrotnie przełącza się z jednego stanu logicznego do drugiego, po czym generowane przez niego prostokątne impulsy są różniczkowane przez obwód C7R8, a następnie podawane przez kondensator C7 do regulatora głośności R8. Dzięki temu słuchawki BF1 podłączone do złącza X2 otrzymują krótkie impulsy napięcia o dwukrotnie większej częstotliwości.

Urządzenie jest zasilane ze źródła B1 o napięciu 9 V. Jednocześnie mikroukłady IC1 i IC2 wykrywacza metali są zasilane ze źródła prądu stałego przez filtry odsprzęgające R6C8 i R7C9.

Szczegóły i projekt

Wszystkie części rozpatrywanego wykrywacza metali (z wyjątkiem cewki L2, rezystora R8, kondensatora C3, złączy X1 i X2 oraz przełącznika S1) znajdują się na płytce drukowanej o wymiarach 80x60 mm, wykonanej z podwójnego dwustronnie foliowany getinax lub tekstolit (ryc. 3.7). W tym przypadku elementy montuje się od strony przewodników, a folia z drugiej strony pełni rolę ekranu.

Ryż. 3.7. Płytka drukowana (a) i rozmieszczenie elementów (b) wykrywacza metali o zwiększonej czułości

Nie ma specjalnych wymagań dla części używanych w tym urządzeniu. Zaleca się stosowanie dowolnych kondensatorów i rezystorów o niewielkich rozmiarach, które bez problemu można umieścić na płytce drukowanej.

Kondensator C3 powinien mieć maksymalną pojemność 180-240 pF. Możesz użyć dowolnego kondensatora strojenia z małego odbiornika radiowego (na przykład typu KP-180). Aby poprawić stabilność termiczną, pożądane jest, aby kondensatory C1, C2, C4 i C5 miały TKE nie gorsze niż M1500. Rezystory stałe mogą być np. typu MLT-0,125.

Mikroukłady typu K561LE5 można zastąpić mikroukładami K176LE5, K176LA7 lub K561LA7.

Cewka L1 zawiera 30 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 0,08 mm. Aby go nawinąć, zaleca się użycie ramki z cewki obwodu IF tranzystorowego odbiornika radiowego (na przykład „Alpinist-407” lub podobnego).

Cewka wyszukiwania L2 zawiera 100 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 0,6 mm i jest wykonana w formie torusa o średnicy wewnętrznej 240-250 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 rama. Zwoje cewki są nawijane luzem, po czym są usuwane z ramy i ekranowane ekranem elektrostatycznym, do produkcji którego wiązka zwojów jest nawijana taśmą z folii aluminiowej. Odstęp między początkiem a końcem nawijania taśmy (szczelina między końcami ekranu) powinien wynosić około 10 mm.

Przy wytwarzaniu cewki L2 szczególnie konieczne jest upewnienie się, że końce taśmy ekranującej nie zamykają się, ponieważ w tym przypadku powstaje zwarta cewka. W celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej cewkę przed ekranowaniem można zaimpregnować klejem epoksydowym. Przylutuj przewody dwużyłowego kabla ekranowanego o długości około metra do zacisków cewki, na drugim końcu którego jest zainstalowane złącze SSH-3 lub inne odpowiednie złącze o małych rozmiarach. Osłona kabla musi być podłączona do ekranu cewki. W pozycji roboczej złącze cewki połączone jest z odpowiednim złączem znajdującym się na korpusie urządzenia.

Wykrywacz metalu o podwyższonej czułości zasilany jest ze źródła B1 o napięciu 9 V. Jako takie źródło można wykorzystać np. baterię Krona lub dwie baterie 3336L połączone szeregowo.

Płytkę drukowaną wraz z umieszczonymi na niej elementami oraz zasilacz umieszczamy w dowolnej odpowiedniej metalowej obudowie. Na pokrywie obudowy zamontowano kondensator C3, rezystor zmienny R8, złącze X1 do podłączenia cewki wyszukiwania L2, przełącznik S1 oraz złącze X2 do podłączenia słuchawek BF1.

Ustanowienie

Wykrywacz metali należy dostrajać w warunkach, w których metalowe przedmioty są usuwane z cewki wyszukiwania L2 w odległości co najmniej 1,5 m. Bezpośrednie ustawienie urządzenia należy rozpocząć od wybrania żądanej częstotliwości uderzeń. W tym celu zaleca się użycie oscyloskopu lub cyfrowego miernika częstotliwości.

Podczas pracy z oscyloskopem jego sonda musi być podłączona do wejścia filtra dolnoprzepustowego (pin IC3/3). Kształt fali w tym momencie przypomina kształt fali modulowanego sygnału RF. Ponadto, regulując cewkę L1 i, jeśli to konieczne, dobierając pojemności kondensatorów C1 i C2, konieczne jest zapewnienie, że częstotliwość modulacji (częstotliwość dudnienia) wynosi około 5-10 Hz.

W przypadku korzystania z cyfrowego miernika częstotliwości do konfiguracji wykrywacza metali, miernik częstotliwości należy podłączyć najpierw do styku 1 układu IC3, a następnie do styku 2 tego samego układu scalonego. Zmieniając parametry wcześniej wymienionych elementów (indukcyjność cewki L1, pojemności kondensatorów C1 i C2) należy zadbać o to, aby różnica częstotliwości sygnałów we wskazanych punktach również wynosiła około 5- 10 Hz.

Możesz wybrać żądaną częstotliwość uderzeń bez oscyloskopu i miernika częstotliwości. W takim przypadku zwykle wystarczy wyregulować częstotliwość roboczą oscylatora odniesienia. Aby to zrobić, telefony o wysokiej rezystancji (na przykład TON-3.1) muszą być podłączone do wyjścia elementu IC3 (pin IC3 / 2), a następnie, regulując rdzeń strojenia cewki L1, dźwięk W słuchawkach powinien pojawić się sygnał. W takim przypadku wirnik kondensatora C3 musi być ustawiony w pozycji środkowej. Następnie, obracając rdzeń stroikowy cewki L1, należy ustawić tryb, w jakim w telefonach będą słyszalne kliknięcia, następujące z częstotliwością kilku herców. Po dostrojeniu generatora wskazane jest przymocowanie rdzenia strojenia cewki L1 kroplą kleju.

Następnie musisz skonfigurować komparator napięcia. Aby to zrobić, musisz wybrać wartość rezystora R9 pokazanego na ryc. 3.6 linie przerywane. Jego rezystancja może mieścić się w zakresie od 300 kΩ do 1 MΩ. Należy zauważyć, że rezystor R9 powinien być włączony między piny 5, 6 układu IC3.2 a przewód wspólny, jeżeli na wyjściu komparatora (piny IC3/10,11) występuje wysokie napięcie.

Procedura pracy

W praktycznym zastosowaniu tego urządzenia niezbędna częstotliwość sygnału dudnienia powinna być utrzymywana przez kondensator zmienny C3, który może zmieniać się pod wpływem różnych czynników (np. gdy zmieniają się właściwości magnetyczne gleby, temperatura otoczenia lub rozładowuje się akumulator).

Jeśli podczas pracy w obszarze wykrywania cewki L2 pojawi się jakikolwiek metalowy przedmiot, zmieni się częstotliwość kliknięć w słuchawkach. Zbliżając się do niektórych metali, wzrośnie, a zbliżając się do innych, zmniejszy się. Zmieniając częstotliwość kliknięć, mając pewne doświadczenie, możesz łatwo określić, z jakiego metalu, magnetycznego lub niemagnetycznego, wykonany jest wykrywany obiekt.

Głośność kliknięć jest regulowana zmiennym rezystorem R8.

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 Robot do uprawy warzyw Dragonfly z laserowym odchwaszczaniem 19.01.2024 Szwajcarski startup Caterra zaprezentował nowego robota Dragonfly, który samodzielnie porusza się po polach warzywnych i wykorzystuje lasery do skutecznego zwalczania chwastów. Ten przełom technologiczny obiecuje obniżyć wysokie koszty ręcznego odchwaszczania, które kosztuje plantatorów warzyw znaczne koszty pracy i finansowe. Robot Dragonfly obiecuje zrewolucjonizować rolnictwo, zapewniając skuteczne i zaawansowane technologicznie rozwiązanie do zwalczania chwastów, które ostatecznie poprawi produktywność i efektywność prac rolniczych. Na organicznych polach marchwi ekipy odchwaszczające spędzają od 80 do 350 godzin na hektar, w zależności od nasilenia zachwaszczenia. Jest to nie tylko kosztowne, ale jednocześnie wymaga dużej siły roboczej. Ważąca niecałe 100 kilogramów ważka jest wyposażona w silniki elektryczne i cztery masywne koła rowerowe, a do orientacji wykorzystuje technologię GPS. Robot wyposażony jest w kamery rozpoznające chwasty oraz laser, który precyzyjnie niszczy niechciane rośliny. W tej chwili prędkość urządzenia jest ograniczona, ale zespół inżynierów stale udoskonala algorytmy, starając się osiągnąć odchwaszczanie od jednego do dwóch hektarów dziennie, także w nocy. Należy zauważyć, że użycie lasera jest minimalnie szkodliwe tylko dla 1-2% marchwi. Obecnie kilka robotów wyposażonych w kamery monitoruje pola rolników, fotografując rośliny, aby wytrenować sztuczną inteligencję w odróżnianiu marchwi od chwastów. Plantatorzy warzyw wykazują duże zainteresowanie tą wyjątkową metodą pracy laserowej, udostępniając swoje pola do testów. Im więcej obszarów testowych dostępnych dla fotografii, tym skuteczniejsze są algorytmy uczenia się robota.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Wydajny generator tryboelektryczny

▪ Odwiedzających kawiarnię obsługują roboty

▪ Kontroler Marvell 88NV1160

▪ Gry komputerowe dla psów

▪ Dzieci uwielbiają zemstę.

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Uziemienie i uziemienie. Wybór artykułu

▪ artykuł Jedz ananasy, żuj cietrzewie, nadchodzi twój ostatni dzień, burżuazji. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego Steven Spielberg, który nie miał nic wspólnego z pierwszymi Gwiezdnymi Wojnami, dostaje z nich 2,5% zysków? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł wentylator słoneczny. Laboratorium naukowe dla dzieci

▪ artykuł Wzmacniacz bagażnika do odbiornika STB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Timer do wyłączania konsoli do gier. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024