Wykrywacz metalu na trzech mikroukładach. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

W wykrywaczach metali typu BFO (Beat Frequency Oscillator), w których oscylatory odniesienia i pomiarowe są montowane na elementach jednego mikroukładu, występują pewne wady. Przede wszystkim obejmują one występowanie pasożytniczych połączeń pomiędzy poszczególnymi elementami wewnątrz kryształu mikroukładu, których wyeliminowanie jest prawie niemożliwe. Dlatego w takich wykrywaczach metali konieczne jest wybranie częstotliwości dudnienia większej niż 100-300 Hz, co nieuchronnie prowadzi do zmniejszenia czułości urządzenia. Dlatego też coraz większą popularnością cieszą się urządzenia oparte na analizie sygnału dudnienia, w których oscylatory odniesienia i pomiarowe montowane są na oddzielnych mikroukładach.

Schemat obwodu

Proponowane urządzenie jest jednym z wariantów wykrywaczy metali typu BFO (Beat Frequency Oscillator), czyli jest urządzeniem opartym na zasadzie analizy dudnień dwóch sygnałów o zbliżonej częstotliwości. Jednocześnie w tym projekcie ocena zmiany częstotliwości dudnień dokonywana jest na podstawie ucha.

Podstawą tego urządzenia (rys. 3.10) są oscylatory referencyjne i pomiarowe, stopnie dopasowujące, mieszacz i obwód sygnalizacji akustycznej.

Ryż. 3.10. Schemat ideowy wykrywacza metalu na trzech mikroukładach (kliknij, aby powiększyć)

W rozważanym projekcie jako oscylatory referencyjne i pomiarowe zastosowano dwa proste oscylatory LC. Rozwiązania obwodów tych generatorów są niemal identyczne. W tym przypadku oscylator odniesienia jest montowany na elementach IC1.1 i IC1.2 układu IC1, a drugi oscylator pomiarowy lub przestrajalny jest wykonany na elementach IC2.1 i IC2.2 układu IC2. Częstotliwość roboczą oscylatora odniesienia określają parametry elementów tworzących jego obwód oscylacyjny, czyli pojemności kondensatorów C1, C3, C5 i C6, a także indukcyjność cewki L1. Obwód oscylatora pomiarowego wykorzystuje kondensatory C2, C4, C7, C8 i cewkę poszukującą L2. W tym przypadku oba generatory są dostrojone do częstotliwości roboczej około 300 kHz.

Kaskady wykonane na elementach IC1.3 i IC2.3 zapewniają oddzielenie generatorów napięciem przemiennym, a także osłabiają wpływ mieszacza na generatory. Z wyjść stopni buforowych sygnały RF przez kondensatory C11 i C12 są podawane do miksera, a następnie do wzmacniacza oscylacji częstotliwości różnicowej, które są wykonane w chipie IC3. Sygnał rytmu jest następnie przesyłany do słuchawek BF1. W tym przypadku kondensator C15 zapewnia filtrowanie składowej wysokiej częstotliwości sygnału.

Zasilanie mikroukładów dostarczane jest ze źródła B1 o napięciu 9 V przez filtr utworzony przez kondensatory C16 i C17.

Po zbliżeniu cewki poszukującej L2 obwodu oscylacyjnego przestrajalnego generatora do metalowego przedmiotu zmienia się jej indukcyjność, co powoduje zmianę częstotliwości roboczej generatora. Jeżeli w pobliżu cewki L2 znajduje się metalowy przedmiot magnetyczny, jego indukcyjność wzrasta, co prowadzi do zmniejszenia częstotliwości generatora. Metal nieżelazny zmniejsza indukcyjność cewki L2, a częstotliwość robocza generatora wzrasta. Zmieniając częstotliwość sygnału dudnienia w słuchawkach można stwierdzić, że w obszarze zasięgu cewki pojawił się metalowy przedmiot, a zwiększając lub zmniejszając ton, określić z jakiego metalu jest wykonany wykryty obiekt.

Szczegóły i projekt

Wszystkie części analizowanego wykrywacza metalu (z wyjątkiem cewki poszukującej L2, złączy X1 i X2 oraz przełącznika S1) znajdują się na płytce drukowanej o wymiarach 60x50 mm (ryc. 3.11), wykonanej z jednego- jednostronnie powlekany folią getinax lub tekstolit.

Ryż. 3.11. Płytka drukowana (a) i rozmieszczenie elementów (b) wykrywacza metalu na trzech mikroukładach

Części użyte w tym urządzeniu nie mają specjalnych wymagań. Zaleca się stosowanie dowolnych kondensatorów i rezystorów o małych rozmiarach, które można bez problemu umieścić na płytce drukowanej. Jednocześnie płytka jest przeznaczona do instalowania rezystorów stałych typu MLT-0,125 lub innych o małych rozmiarach (na przykład MLT-0,25 lub VS-0,125). Kondensatory C2, C5-C7 i C8 mogą być typu KT-1, kondensatory C3, C4, C9-C12, C15 i C16 - typu KM-4 lub K10-7V, a kondensatory C13 i C17 - typu K50 -6 typ.

Jako kondensator C1 zaleca się zastosować dowolny kondensator zmienny z małego odbiornika radiowego. Można również zastosować kondensatory tuningowe typu KPK-3 o pojemności 25-150 pF. Maksymalna pojemność kondensatora C1 musi wynosić co najmniej 200 pF.

Cewka L1 referencyjnego obwodu oscylatora jest wykonana na ramie pierścieniowego obwodu magnetycznego 600NN K8x6x2 i zawiera 50 zwojów drutu PELSHO o średnicy 0,2 mm, które są równomiernie nawinięte na całym obwodzie obwodu magnetycznego.

Cewka poszukująca L2 zawiera 50 zwojów drutu PELSHO o średnicy 0,27 mm i wykonana jest w formie pierścienia o średnicy 180-220 mm. Ta cewka jest łatwiejsza do wykonania na sztywnej ramie, ale można się bez niej obejść. W takim przypadku dowolny odpowiedni okrągły przedmiot może służyć jako tymczasowa rama. Zwoje cewki są nawijane masowo, po czym są usuwane z ramy i impregnowane klejem epoksydowym w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej. Następnie cewka L2 jest ekranowana osłoną elektrostatyczną, którą jest otwarty pasek folii aluminiowej nawinięty na wiązkę zwojów. Szczelina między początkiem i końcem uzwojenia taśmy (przerwa między końcami ekranu) powinna wynosić co najmniej 15-20 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 zabezpieczenia przed uszkodzeniami folię można owinąć jedną lub dwiema warstwami taśmy izolacyjnej.

Źródłem sygnałów dźwiękowych mogą być słuchawki o wysokiej impedancji, takie jak TON-2, TA-4 lub podobne.

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

Płytkę drukowaną wraz z umieszczonymi na niej elementami oraz zasilaczem umieszcza się w dowolnej odpowiedniej metalowej obudowie. Na pokrywie obudowy zamontowane są: złącze X1 do podłączenia słuchawek BF1, złącze X2 do podłączenia cewki poszukującej L2 i przełącznika S1.

Ustanowienie

Wykrywacz metali należy kalibrować w warunkach, w których metalowe przedmioty są usuwane z cewki detekcyjnej L2 w odległości co najmniej 1,5 m.

Bezpośrednia regulacja urządzenia polega na wybraniu żądanej częstotliwości dudnienia. W tym celu zaleca się użycie oscyloskopu lub cyfrowego miernika częstotliwości. Przede wszystkim należy ustawić częstotliwość oscylatora odniesienia, kontrolując jego wartość na pinie 10 układu IC1. Częstotliwość oscylatora odniesienia ustawia się na około 300 kHz, dobierając pojemności kondensatorów C5 i C6 oraz, jeśli to konieczne, regulując rdzeń cewki L1. Wcześniej wirnik kondensatora C1 powinien być ustawiony mniej więcej w pozycji środkowej. Następnie wybierając pojemność kondensatora C2 należy ustawić częstotliwość oscylatora pomiarowego kontrolując jego wartość na pinie 10 układu IC2. W tym przypadku częstotliwość oscylatora pomiarowego dobiera się tak, aby jej wartość różniła się od częstotliwości oscylatora odniesienia o około 500-1000 Hz.

To kończy proces konfiguracji instrumentu.

Procedura pracy

Praktyczne zastosowanie rozpatrywanego wykrywacza metali nie odbiega znacząco od procedury pracy z innymi urządzeniami BFO, w których ocena obecności metalowego przedmiotu w obszarze zasięgu cewki dokonywana jest na podstawie ucha.

Jeżeli podczas pracy w obszarze działania cewki poszukującej L2 pojawi się jakikolwiek metalowy przedmiot, wówczas zmieni się częstotliwość sygnału dudnienia w słuchawkach. Podczas zbliżania się do niektórych metali częstotliwość sygnału będzie rosnąć, podczas zbliżania się do innych będzie się zmniejszać. Zmieniając ton sygnału dudnienia, mając pewne doświadczenie, można łatwo określić, z jakiego metalu, magnetycznego lub niemagnetycznego, wykonany jest wykrywany obiekt.

Kondensator zmienny C1 utrzymuje niezbędną częstotliwość sygnału dudnienia, która może zmieniać się pod wpływem różnych czynników (na przykład, gdy zmieniają się właściwości magnetyczne gleby, temperatura otoczenia lub rozładowanie akumulatora).

Za pomocą tego urządzenia możliwe jest wykrycie małych obiektów (np. średniej wielkości monety) na głębokości do 60-70 mm, a pokrywy studzienki kanalizacyjnej na głębokości do 0,5 m.

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 Im więcej kurzu, tym cieplej 17.11.2012 Pył, który regularnie unosi się nad pustyniami, powoduje lokalne ocieplenie o wiele bardziej, niż sądzili naukowcy. Odkrycia dokonali badacze terenowi NASA, którzy obozowali w Zhangye, suchym regionie między chińskimi pustyniami Takla Makan i Gobi, w kwietniu 2008 roku. Obóz naukowców składał się z dwóch małych przyczep mieszkalnych oraz zestawu sprzętu do badania aerozoli – cząstek zawieszonych w powietrzu. Po rozmieszczeniu obozu naukowcy zaczęli czekać na sprzyjające warunki do pomiarów. Na początku maja niebo nad obozem pociemniało, a eksperci NASA byli w stanie zmierzyć absorpcję i emisję ciepła przez chmurę pyłu. Należało się dowiedzieć, czy w okolicy schłodzi się kurz, czy go nagrzeje, czy też jedno i drugie. Analiza danych wykazała, że ​​ponad połowa efektu chłodzącego pyłu jest kompensowana przez efekt ocieplenia. Odkrycie, opublikowane niedawno w Geophysical Research, Atmospheres, może ujawnić, w jaki sposób stężenie pyłu i wilgoci wpływa na temperaturę powierzchni planety. Pył to tylko jeden z wielu aerozoli, ale bardzo ważny. Satelity przesyłają z powrotem na Ziemię obrazy ogromnych chmur pyłu, które unoszą się nad pustyniami i podróżują tysiące kilometrów dalej. Dzięki badaniu NASA naukowcy wiedzą teraz, że chmury pyłu skutecznie pochłaniają promieniowanie podczerwone o długich falach, co oznacza, że ​​zatrzymują ciepło, co powoduje lokalne ogrzewanie powierzchni Ziemi pod chmurą pyłu. W porównaniu do aerozoli składających się z mikroskopijnych cząsteczek, takich jak dym, duże cząsteczki kurzu znacznie lepiej pochłaniają promieniowanie podczerwone. W tym przypadku stopień absorpcji zależy od składu pyłu, w szczególności krzemionka i glina lepiej niż inne absorbują promieniowanie długofalowe. Pomiary wykazały, że chmury pyłu zapewniają ogrzewanie powierzchni na poziomie 2,3-20 W na metr kwadratowy. Jest to porównywalne ze zwykłymi chmurami (30 watów na metr kwadratowy) i znacznie przewyższa wpływ gazów cieplarnianych - około 2 watów na metr kwadratowy. Należy jednak zauważyć, że ocieplenie spowodowane gazami cieplarnianymi występuje na skalę globalną, a chmury pyłu wpływają tylko na niektóre regiony.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nie będzie katastrofy z powodu globalnego ocieplenia

▪ Nowa metoda kolorowego druku 3D

▪ Nowa generacja robotów

▪ Monitorowanie martwego pola w ciężarówkach Mercedes-Benz

▪ laptop w zegarku

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Wskaźniki, czujniki, detektory. Wybór artykułów

▪ artykuł Rzeczy na jutro! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy planety mogą się zderzać? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kanavalia wyrostek mieczykowaty. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Przyrząd do pomiaru pojemności i prądu upływu kondensatorów elektrolitycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Więcej o wpływie pogody na propagację fal krótkich. 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