Металлоискатель на транзисторах: Как сделать очень простой металлоискатель на 2 транзисторах
alexxlab | 12.04.2023 | 0 | Разное
Металлоискатель на шести транзисторах (КТ315, МП35, МП39)
Этот металлоискатель способен обнаруживать: крупные металлические предметы (железное ведро, крышку от люка, водопроводную трубу) на глубине до одного метра, а также мелкие предметы (монеты или шурупы) на глубине до 15—20 см.
Прибор построен на основе самых распространенных деталей, которые имеются в запасах любого радиолюбителя. Металлоискатель выполнен по известному и широко применяемому в таких приборах принципу биений между частотами двух высокочастотных генераторов. Частота одного из них (опорного) постоянна, а частота второго (поискового) меняется под действием внешних металлических предметов, изменяющих индуктивность его катушки при попадании в зону ее действия.
Принципиальная схема
Принципиальная схема металлоискателя показана на рис. 1. Опорный генератор выполнен на транзисторе VT1. Частота его колебаний определяется параметрами контура L1C3 и составляет около 1 МГц.
Поисковый генератор выполнен на транзисторе VT2, он тоже вырабатывает сигнал примерно той же частоты.
Разница состоит в том, что в контуре опорного генератора используется небольшая катушка с ферритовым сердечником.
Рис 1. Принципиальная схема простого самодельного металлоискателя.
Поэтому на ее индуктивность внешние металлические предметы практически не оказывают существенного действия.
Катушка контура поискового генератора намотана на большем каркасе в виде рамки. Она не имеет сердечника. В результате ее индуктивность сильно меняется при ее приближении к металлическому объекту, который в этом случае начинает выполнять функции перемещающегося сердечника.
Сигналы от обоих генераторов поступают на диодный смеситель на диоде VD1. В результате на конденсаторе С12 получается продукт вычитания частот генераторов.
Чем ближе величины этих частот, тем ниже звуковой тон на этом конденсаторе, а чем более отличаются частоты генераторов, тем выше тон звука в динамике В1, на который поступает сигнал (продукт работы диодного смесителя).
Сигнал поступает через низкочастотный усилитель на транзисторах ѴТЗ—ѴТ6.
При помощи переменного конденсатора С7 поисковый генератор можно настроить таким образом, чтобы при отсутствии поблизости металлических предметов тон звука в динамике был самым низким.
Затем при приближении катушки L2 к металлу частота генератора на ѴТ2 начинает изменяться. Разность частот генераторов увеличивается, а следовательно, тон в динамике будет подниматься. При точном нахождении металла звук перейдет в пронзительный писк.
Детали и конструкция
Катушку L1 следует наматывать на ферритовом стержне диаметром 8 мм, например, от магнитной антенны радиоприемника. Длина стержня уменьшена до 30 мм.
Предварительно на стержень нужно надевать каркас — гильзу, склеенную из ватмана, которая перемещается по нему с некоторым трением.
Катушка L1 должна содержать 110 витков провода ПЭВ диаметром 0,2—0,3 мм. Отвод необходимо сделать от 16-го витка считая от коллектора VT1.
Катушка L2 — поисковая. Ее нужно намотать на каркасе, представляющем собой рамку размерами 120 х 220 мм, сделанную из оргстекла, пластмассы или дерева.
Намотку нужно вести проводом ПЭВ диаметром 0,4 х 0,6 мм. Катушка должна содержит 45 витков с отводом от 10-го, считая от коллектора VT2.
Катушку необходимо соединить с основным блоком трехжильным экранированным проводом. Катушка должна быть расположена на расстоянии около 1 метра от основного блока (закреплена на алюминиевой трубке или деревянной рейке).
Сам прибор (основной блок, содержащий генератор на VT1 и УЗЧ с динамиком и батареей питания) можно смонтировать в корпусе от радиоприемника. От этого же приемника целесообразно использовать:
- динамик;
- переменный конденсатор;
- стержень для катушки L1.
Конструкция может быть и другой, все зависит от возможностей и желания.
Конденсатор С7 может быть с минимальной емкостью не более 10 пФ, и максимальной не менее 150 пФ.
Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102 или КТ312, КТ316. Транзисторы МП35 можно заменить на МП35—МП38, а транзистор МП39 на МП39—МП42.
Диоды Д9 — с любой буквы, или Д2, Д18, ГД507. Динамик — любой сопротивлением от 4 Ом до 100 Ом, например, динамик от радиоприемника или головные телефоны. Батарея питания на 9 В, можно использовать «Крону» или подходящий аккумулятор.
Внимание: Питание от сетевого источника 220 В не желательно, потому что при этом возникает фон переменного тока и понижается чувствительность прибора в целом.
Настройка
Настройка заключается в подстройке катушки L1 таким образом, чтобы при среднем положении ротора конденсатора С7 и при отсутствии внешних металлических предметов в динамике был слышен звук самого низкого тона.
В дальнейшем при работе подстройка перед началом поиска будет производится конденсатором С7.
При отсутствии колебаний от генератора на VT1 нужно подобрать номинал С4 или (и) подстроить режим работы каскада подбором номинала R2. Если не возбуждается генератор на VT2, нужно подстроить С8 и подогнать режим работы транзистора подбором номинала R6.
Прибор отличается высокой чувствительностью, и работа с ним требует определенных навыков. Так что нужно потренироваться.
При работе важно учитывать, что при приближении к черным металлам (железо, сталь, чугун) частота генератора на VT2 уменьшается, а при приближении к цветным — возрастает.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. – Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
2.2. Простой металлоискатель на двух транзисторах . Металлоискатели
Без сомнения, многих начинающих радиолюбителей заинтересует конструкция простого металлоискателя, основой для которого послужила схема, неоднократно публиковавшаяся в отечественных и зарубежных специализированных изданиях в середине 70-х годов прошлого столетия. С помощью этого металлодетектора, выполненного всего на двух транзисторах, можно обнаруживать металлические предметы, удаленные от поисковой катушки на несколько десятков сантиметров.
Принципиальная схема
Данная конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип измерения девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки.
Рис. 2.4. Принципиальная схема простого металлоискателя на двух транзисторах
Основу схемы прибора составляют генератор высокой частоты и приемник, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к металлическим предметам.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе Т1 по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур опорного генератора состоит из цепочки последовательно включенных конденсаторов С1, С2 и С3, к которым подключена катушка L1. Рабочая частота ВЧ-генератора определяется индуктивностью этой катушки, которая одновременно является поисковой катушкой.
Одной из особенностей данного устройства можно считать то, что в качестве анализатора в нем используется приемник гетеродинного типа, который выполнен всего на одном транзисторе. При этом каскад на транзисторе Т2 совмещает функции гетеродина и детектора. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является возможность использования катушки индуктивности без отводов, что хоть и незначительно, но упрощает конструкцию.
С коллектора транзистора Т2 продетектированный сигнал подается на головные телефоны BF1.
Если вблизи катушки L1 окажется металлический предмет, то ее индуктивность изменится. Это приведет к изменению частоты опорного генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником металлоискателя. В результате тональность сигнала в телефонах BF1 изменится.
Детали и конструкция
Все детали простого металлоискателя на двух транзисторах за исключением поисковой катушки L1, катушки гетеродина L2, разъема Х1 и выключателя S1 расположены на печатной плате размерами 70х40 мм (рис. 2.5), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.
Рис. 2.5. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) простого металлоискателя на двух транзисторах
К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования.
Желательно использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате. Как видно из принципиальной схемы, в этом металлодетекторе применяются устаревшие ВЧ-транзисторы типа П422, П401 или П402. Вместо них можно использовать любые современные ВЧ-транзисторы проводимости p-n-p, предназначенные для работы во входных каскадах радиоприемников.
Поисковая катушка L1, используемая в опорном генераторе, представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, на которую намотаны 32 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,35 мм или, например, ПЭЛШО диаметром 0,37 мм.
В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки ферритового стержня типа 400НН или 600НН диаметром 7 мм. Длина первого из них, закрепленного постоянно, составляет около 20–22 мм. Второй стержень подвижен и используется для регулировки индуктивности катушки. Его длина составляет 35–40 мм. Каркасы стержней обернуты бумажной лентой, на которую наматываются 55 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,2 мм.
Также можно использовать провод типа ПЭВ-1 или ПЭВ-2.
Катушку L2 (рис. 2.6) следует установить на расстоянии 5–7 мм от плоскости расположения витков катушки L1.
Рис. 2.6. Конструкция катушки L2
В качестве источника звуковых сигналов можно использовать головные телефоны с сопротивлением 800-1200 Ом. Подойдут и широко известные телефоны ТОН-1 или ТОН-2, однако при их применении оба капсюля нужно включить не последовательно, а параллельно, то есть подключить плюс одного капсюля к плюсу другого, а минус – к минусу. При этом общее сопротивление телефонов должно составить примерно 1000 Ом.
Питание простого металлоискателя на двух транзисторах осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В. В качестве такого источника можно использовать, например, так называемую квадратную батарейку типа 3336Л или три элемента типа 316, 343, соединенные последовательно.
Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе.
Катушки L1 и L2 соединяются с платой гибким многожильным изолированным проводом.
Налаживание
Настройку металлоискателя следует проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L1 на расстояние не менее 1,5 м.
После включения питания следует проверить напряжения на эмиттерах транзисторов. На эмиттере транзистора Т1 должно быть напряжение -2,1 В, а на эмиттере транзистора Т2 – около -1 В.
Далее, медленно перемещая подстроечный сердечник катушки L2, необходимо добиться появления в телефонах громкого чистого сигнала низкой частоты. Если первоначально генератор настроен, например, на частоту 465 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой около 500 Гц.
При приближении катушки L1 к металлическому предмету, в качестве которого в процессе настройки может использоваться, например, консервная банка, тон звучания низкочастотного сигнала в головных телефонах будет изменяться.
На этом процесс настройки простого металлодетектора на двух транзисторах заканчивается.
Порядок работы
Проведение поисковых работ с помощью данного прибора не имеет каких-либо особенностей. Если в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, то высота тона в головных телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала будет увеличиваться, а при приближении к другим – уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, цветного или так называемого черного, изготовлен обнаруженный предмет.
Простая схема металлодетектора с использованием транзистора BC548
Сначала магнитолу и схему кладут вплотную, потом радио настраивают так, чтобы не было звука из магнитолы. В этом состоянии радио и схема будут работать на одной частоте, и одни и те же частоты будут отбиваться, чтобы не было звука. Это установка. Теперь, когда вы поместите эту схему металлоискателя рядом с любым металлическим предметом, вы услышите шипящий звук из вашего AM-радио, сигнализирующий об обнаружении металлического предмета. L1 равен 60 виткам эмалированного медного провода, намотанного на трубку из ПВХ диаметром 1 см. Блок питания цепи должен быть 9Батарея V или 6V.
Области применения
- Металлодетекторы установлены в таких местах, как аэропорты, правительственные учреждения, офисные здания, школы и тюрьмы, чтобы никто не мог пронести оружие в помещение.
- Они служат для ряда целей, таких как проверка безопасности, проверка на случайное присутствие нежелательных металлических частиц в пищевых продуктах.
- Промышленные металлодетекторы используются в пищевой промышленности, производстве напитков, текстильной, швейной, химической, фармацевтической, деревообрабатывающей, пластмассовой и упаковочной промышленности.
- Они также используются для различных хобби, таких как прочесывание пляжа, поиск монет, поиск ценных металлов, таких как золото и серебро.
Похожие сообщения:
Металлоискатель | Хакадей
17 июля 2022 года Дженни Лист
Традиционным ранним проектом для тех, кто открыл для себя любовь к электронике, на протяжении многих лет был металлоискатель. Раньше это означало бы несколько транзисторов, но сегодня это, скорее всего, связано с микроконтроллером. У [Mircemk] есть пример, объединяющий оба мира: генератор на одном транзисторе и Arduino.
Этот тип металлоискателя имеет большую поисковую катушку, которая является частью настроенной цепи в генераторе.
Когда кусок металла входит в его диапазон, частота колебаний изменяется. В старые времена это было бы обнаружено как слышимая частота биений с помощью другого осциллятора. Эта конструкция потребует шага калибровки в начале обнаружения, чтобы настроить два генератора на одну и ту же частоту.
Этот детектор сохраняет первый осциллятор, но отказывается от второго в пользу Arduino. Микроконтроллер действует как частотомер, отслеживая частоту и выдавая сигнал тревоги, когда обнаруживает изменение, которое может быть вызвано куском металла. Возможно, у него нет той тонкости, которую человеческое ухо могло бы применить к частоте биений в полностью аналоговые дни, но его достаточно просто построить, и он не требует калибровки. Глядя на это в видео ниже перерыва, мы уверены, что, как и в случае со старыми моделями транзисторов, с ним будет много веселья.
Плата Arduino может быть одной из самых популярных частей, но заменит ли она когда-нибудь 555-ю? Пожалуй, не в мире металлоискателей!
Читать далее «Металлоискатель без калибровки» →
Posted in Arduino HacksTagged Ardunio, металлоискатель, осциллятор 27 июня 2022 г.
Брайан Кокфилд
[mircemk] — настоящий волшебник, когда дело доходит до использования катушек проводов в проектах, особенно когда они применяются в простых в сборке металлодетекторах. Есть множество способов посылать сигналы по спиральному проводу для обнаружения металлических объектов в земле, и сегодня [mircemk] демонстрирует новый метод, с которым он экспериментирует, используя смартфон для обнаружения изменений частоты, генерируемых металлоискателем.
Как и в других металлоискателях, в этом используются две катушки провода с генератором и несколько транзисторов. Однако уникальной частью этой сборки является то, как детектор предупреждает пользователя о куске металла. Обычно было бы звуковое оповещение, поскольку частоты цепи меняются при наличии металла, но вместо этого для анализа информации о частоте используется смартфон. Схема подключается непосредственно к разъему для наушников на смартфоне, ее можно откалибровать и использовать в приложении для Android.
Эта сборка может не только обнаруживать металл, но и различать различные типы металлов. [mircemk] отмечает, что, поскольку это было только для экспериментов, его нужно часто калибровать, и он не такой чувствительный, как другие, которые он построил в прошлом. Конечно, эта сборка также предполагает, что в вашем телефоне все еще есть разъем для наушников, но мы не будем выкапывать эту банку червей для этой функции. Вместо этого мы укажем, что [mircemk] продемонстрировал другие сборки, которые не требуют никакого внешнего оборудования для обнаружения зарытых сокровищ.
Продолжить чтение «Металлоискатель получает помощь от смартфона» →
Posted in Android Hacks, Tool HacksTagged андроид, катушка, драйвер, эксперимент, частота, металлоискатель, смартфон, провод2 мая 2022 г. Брайан Кокфилд
Сезон ураганов стремительно приближается к тем из нас, кто живет в северном полушарии. Хотя это действительно сопряжено с большим стрессом для любых домовладельцев, которые живут на потенциальных путях штормов, это также дает некоторые возможности для поиска сокровищ.
Штормы, как правило, вымывают из моря все, что угодно, и если у вас есть этот самодельный металлоискатель, вы можете обнаружить в этом году всевозможные интересные безделушки из глубин.
Металлоискатель принадлежит нам от [mircemk], известного созданием простых, но эффективных металлодетекторов. В отличие от его предыдущих сборок, в этой используется только одна интегральная схема, операционный усилитель TL804. Он также работает по принципу баланса ударов, который представляет собой объединение двух уникальных методов обнаружения металла. Когда проволочные катушки обнаруживают кусок металла в земле, информация подается в наушник через аудиоразъем, завершающий эту простую конструкцию.
[mircemk] сообщает, что этот металлоискатель может обнаруживать мелкие предметы, такие как монеты, глубиной до 15 см и более крупные металлические предметы до 50 см. Конечно, для сборки вам также потребуются вспомогательные компоненты, провода и время для настройки схемы. Учитывая все обстоятельства, хотя это отличный вход в хобби.
Хотите узнать больше о поиске металла? Посмотрите на эту похожую сборку, которая работает по принципу индукционного баланса.
Продолжить чтение «Сделай сам металлоискатель дает вам мужество, чтобы найти несколько медалей» →
Posted in классические хаки, НовостиTagged схема, катушка, металлоискатель, операционный усилитель, Операционный усилитель, осциллятор, простой15 ноября 2021 г., Адам Зелуф
Иногда чем проще, тем лучше — когда вам не нужна вычислительная мощность встроенного микроконтроллера, часто лучше полагаться на простую схему для выполнения работы. С дешевыми Raspberry Pi и ESP32 повсюду можно легко забыть, что многие более простые проекты могут быть завершены без единой строки кода (и с постоянной нехваткой чипов сейчас может быть важнее, чем когда-либо помнить об этом) . 9У 0007
[mircemk] была правильная идея, когда он построил свой простой металлоискатель с индукционными балансами.
Он использует пару таймеров 555, транзисторы и пассивные датчики для определения присутствия металлических объектов через катушку провода. Он смог обнаружить монету на расстоянии до 15 см и более крупные объекты на расстоянии 60 см — неплохо для кучи компонентов, которые у вас, вероятно, сейчас есть в ящике запасных частей вашего верстака! Селективность детектора можно настроить с помощью пары потенциометров, и, как в настоящем металлоискателе, у него есть зуммер, который громко издает звуковой сигнал, когда он что-то находит (вместе со светодиодом, если зуммер слишком раздражает).
В общем, этот металлоискатель выглядит ужасно забавным проектом, идеально подходящим как для начинающих, так и для более опытных хакеров. Это служит отличным напоминанием о том, что не каждому проекту нужен Wi-Fi или OLED-дисплей, чтобы быть полезным, но не позволяйте этому мешать вам переусердствовать! Если вам больше нравятся сенсорные экраны, [mircemk] также предлагает версию для смартфона.
Продолжить чтение «Охота за сокровищами с помощью нескольких общих компонентов» →
Posted in классические хаки, ЗапчастиTagged 555 таймер, электроника, металлоискатель, поиск сокровищ30 августа 2021 года Том Нарди
Вам когда-нибудь вдруг понадобилось найти небольшой металлический предмет, спрятанный в лесу? Нет? Ну, мы тоже.
Но мы не можем сказать то же самое о [зафоде], чья семья надеялась урегулировать спор, найдя геодезические вехи, которыми отмечены углы их собственности. Это была идеальная работа для металлоискателя, но поскольку своего у них не было, пришлось собирать исправный блок буквально из мусора.
Для начала [zaphod] должен был изучить, как на самом деле работает металлоискатель. После рассмотрения плюсов и минусов различных подходов было принято решение использовать схему генератора частоты биений (BFO). Это не лучший дизайн, он может быть даже худшим, но его можно построить из имеющихся деталей, и иногда это все, что имеет значение. После упаковки транзистора 2N3904, усилителя LM386 и любимой микросхемы каждого читателя Hackaday таймера 555 в корпус вместе с некоторыми из их ближайших друзей пришло время собрать остальную часть металлоискателя.
Послушай, мам, нет MCU! Катушка датчика была изготовлена из провода от балласта старой люминесцентной лампы и намотана на крышку ведра 27 раз.
Он был прикреплен к концу ручки метлы с помощью нескольких уголков, сделанных из листового ПВХ материала, соблюдая осторожность, чтобы не использовать какие-либо металлические крепления, которые могут сбросить детектор. С рукояткой старой дрели посередине, за которую можно было держаться, металлоискатель был готов и действительно выглядел как деталь.
Так [зафод] спас положение, найдя геодезические вехи и изучив семейный участок? К сожалению нет. Однако это не было техническим сбоем; металлоискатель, похоже, работал, хотя для его срабатывания потребовался довольно крупный предмет. Настоящая проблема заключалась в том, что, изучив ее более внимательно, геодезисты поставили только одну стойку, если только им специально не было указано иное. Так как они уже знали, где тот был…
Если ваш самодельный металлоискатель не может найти то, чего никогда не было, то действительно ли он потерпел неудачу? Просто кое-что для медитации. В любом случае, когда даже самая дешевая умная лампочка оснащена микроконтроллером, достаточно мощным, чтобы эмулировать ранние домашние компьютеры, мы всегда рады видеть, что кто-то поддерживает старые способы с помощью горстки ИС.
12 августа 2021 г. Брайан Кокфилд
Пляж — это всегда место для расслабляющего летнего отдыха, прекрасное место, где можно пообщаться с любимым напитком и книгой или поплавать в океане. Тем не менее, для тех, кому нужен более активный пляжный отдых с электроникой, металлоискатель также всегда популярен. И, конечно же, с помощью Arduino и некоторых ноу-хау можно создать металлоискатель со всеми функциями, которые вы могли бы хотеть даже от коммерческого предложения.
Эта сборка принадлежит нам [mircemk], который построил этот металлоискатель на основе Arduino Nano и использует для поиска металла метод, называемый обнаружением индукционного баланса. Подобно тому, как работает радар, одна катушка посылает сигнал, а другая прислушивается к отражениям от металлических объектов под землей.
Создание катушек и определение их резонансной частоты является наиболее важной частью этой сборки, и как только это будет выяснено, остальная часть системы может быть усовершенствована, а спрятанные сокровища могут быть легко обнаружены.
Одной из наиболее интересных особенностей этой сборки является ее способность различать черные и цветные металлы, а также обнаружение крупных металлических объектов на расстоянии более 50 см. Будут и усовершенствования, так как [mircemk] планирует увеличить мощность передающей катушки, что улучшит дальность действия устройства. Для некоторых других металлоискателей [mircemk] обязательно ознакомьтесь с этим, который использует смартфон, чтобы помочь в процессе обнаружения металла.
Читать далее «Arduino находит сокровища» →
Posted in Arduino HacksTagged arduino, катушки, железо, металлоискатель, нано, цветное, диапазон21 октября 2020 г. Эл Уильямс
Наш старый учитель математики однажды сказал: «Вы должны взять то, что знаете, и использовать это, чтобы найти то, чего не знаете».