Металлоискатель своими руками на транзисторах: Как сделать очень простой металлоискатель на 2 транзисторах

alexxlab | 29.04.1987 | 0 | Разное

Металлоискатель своими руками – 12 принципиальных схем

Металлоискатель своими руками – как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64… 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15. . .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 – 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис. 9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1…2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, C3 (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 …100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7…0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100… 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

 

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

 

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Бабочка, металлоискатель на двух транзисторах: последние отзывы

Старые советские и дореволюционные монеты на рынке стоят достаточно дорого. Найти же их можно в том числе и в заброшенных старых деревнях и поселках. Однако поиск таких мелких предметов, в большинстве случаев уже присыпанных землей, без особого инструмента, был бы, конечно же, крайне затруднительным. Поэтому современные кладоискатели используют для этой цели специальные детекторы.

Видов таких устройств на современном рынке существует множество. И самым простым при этом является «Бабочка». Металлоискатель (фото его представлены на странице) такой конструкции стоит относительно недорого и при этом достаточно удобен в работе. Поэтому отзывы потребителей он заслужил просто превосходные.

Особенности конструкции

Свое название этот инструмент получил за наличие двух катушек, напоминающих крылья бабочки и расположенных в одной плоскости. Работает такой металлоискатель по принципу срыва синхронизации генераторов частоты. Элементами его конструкции являются:

1. Микросхемы на операционных усилителях. Два из них принимают сигналы катушек. Третий усилитель высчитывает разницу.

2. Динамик. Именно на него и выводится разница сигналов.

3. Конденсатор переменный. Этот элемент предназначен для предотвращения искажения емкости при регулировке.

4. Диэлектрическая коробка под схему. Может быть изготовлена из разных материалов.

5. Основание для катушек и штанги. Длина его может составлять 30-45 см.

6. Штанга, изготовленная из диэлектрического материала.

7. Провод ПЭЛ 0.3-0.35 мм.

8. Аккумуляторы.

9. Двухжильный кабель.

Как видите, конструкция этого металлоискателя действительно проста. В том числе и поэтому он заслужил неплохие отзывы от потребителей.

При желании сегодня можно приобрести металлоискатель «Бабочка» и с одной катушкой. Работают такие модели, конечно же, несколько хуже обычных. Однако некоторые искатели монет все же считают их достаточно перспективными.

Принцип действия

Расстояние между катушками инструмента «Бабочка» составляет примерно 10 мм. Как только какой-либо металлический предмет, находящийся в том числе и под землей, попадает в зону действия одной из них, процесс синхронизации генераторов обрывается. В результате звуковой сигнал проникает в наушники искателя монет.

Металлоискатель «Бабочка»: отзывы

Конечно же, большинству более сложных и дорогих моделей в плане удобства использования инструменты «Бабочка» уступают. Однако и с помощью этого металлоискателя можно находить предметы в земле достаточно эффективно. К примеру, пятикопеечную монету времен СССР «Бабочка» «видит» на расстоянии примерно в 15 см, крышки от банок — 30 см, люки — 60 см. Хорошее мнение об этом устройстве у потребителей сложилось в том числе и потому, что он может работать под водой.

К плюсам этого металлоискателя многие относят также длительную работу. Одной зарядки аккумулятора «Бабочка» обычно хватает на целых 20-30 часов. Как считает большинство искателей, работать с этим устройством удобно еще и потому, что оно не слишком много весит — всего около 500 г.

Достоинств у этого прибора, таким образом, существует множество. Однако есть у него и некоторые недостатки. К примеру, многие искатели монет отмечают тот факт, что у катушек прибора «Бабочка» часто ломаются уши. Кроме того, у таких устройств иногда перетираются жилы в кабеле. В некоторых случаях у этих металлоискателей могут давать сбои и сами штатные катушки.

Еще одним косвенным недостатком этого прибора, по мнению многих потребителей, является то, что в случае его поломки найти мастера для его ремонта бывает сложно. Для людей, не имеющих опыта работы с радиоэлектроникой, это часто становится проблемой. Однако устройство у этого прибора на самом деле простое. И даже при наличии минимума навыков работы с радиотехникой починить домашнему мастеру такой металлоискатель будет не особенно сложно. Тем более что разного рода детали к нему стоят не слишком дорого и найти их в продаже можно обычно без труда. Продаются они как в специализированных, так и просто в строительных магазинах.

Устройство металлоискателя и схема

Итак, отзывы об этих приборах имеются хорошие, в том числе и из-за их простой конструкции. Какое же устройство имеет металлоискатель «Бабочка»? Давайте разберемся с этим поподробнее.

Для того чтобы инструмент эффективно работал, диаметр его катушек должен составлять не менее 21 см. Витков провода на них при этом должно быть 30. Отвод обычно идет от 10-ого. На основании устройства закреплена штанга. Здесь же зафиксирована и система регулировки чувствительности. Внутри штанги вместе с выходами для наушников протянут кабель. Источником питания для металлоискателей этого типа иногда служит даже простая батарейка от мобильного телефона (в самодельных моделях).

Кабель внутри штанги в таких металлоискателях протягивается вместе с разъемом для наушников. Этот элемент предназначен для включения/выключения устройства. Отзывы о приборах такой конструкции существуют, таким образом, неплохие еще и потому, что они начинают работать сразу после того, как разъем будет вставлен в наушники.

Выше представлена схема простого металлоискателя «Бабочка» на двух транзисторах. Как можно заметить, особой сложностью она не отличается. В любом случае схема этого устройства не критична в отношении номинала деталей, количества витков и питания.

За что еще заслужил хорошие отзывы прибор

Искать монеты с помощью этого устройства на самом деле не слишком сложно. Хорошее мнение о приборах «Бабочка» у потребителей сложилось еще и потому, что они могут автоматически настраиваться под любой грунт. Также искатель монет может по звуку сигнала определить вид металла, находящегося под землей. Помимо этого, благодаря простоте конструкции этого прибора, его при желании можно легко усовершенствовать. За это, конечно же, также отзывы от потребителей он заслужил просто отличные.

В некоторых случаях домашние мастера даже не приобретают детали для металлоискателя «Бабочка», а просто берут их от старой аппаратуры. К примеру, для катушек этого устройства подходит кабель от отклоняющейся системы и петли размагничивания телевизора. Единственное, в таких приборах используются обычно наушники с высоким сопротивлением. А их то найти, к сожалению, достаточно сложно. Обычные же аудионаушники от старой аппаратуры с этим устройством использовать нельзя. Звука на них в процессе поиска просто не будет слышно.

Основной недостаток прибора

Таким образом, минусов у недорогого металлоискателя «Бабочка», по мнению многих потребителей, практически нет. В особенности это касается эффективности работы и удобства в использовании. Монеты это устройство находит на такой же глубине, что и большинство достаточно дорогих, в том числе и импортных, моделей.

Однако в отношении удобства в применении у этого устройства один довольно-таки серьезный недостаток все-таки имеется. При эксплуатации металлоискателя «Бабочка» часто возникает неудобство в подстройке рабочей частоты генератора. Искать нужное положение стержня на доли миллиметра в степи или лесу, конечно же, довольно-таки сложно.

Нюансы изготовления

Сделать металлоискатель «Бабочка» своими руками, как уже упоминалось, достаточно просто. Схема этого устройства особой сложностью не отличается. Единственное, при ее сборке следует позаботиться о том, чтобы левая и правая ее части были одинаковыми. Плату устройства помещают в пластиковую коробочку. Приклеивают ее к рамке-катушке. Вторую плату обычно дополняют усилителем с контактными площадками для трех батареек и разъемом для наушников. Лепестки вырезаются из жестяной консервной банки.

При наличии усилителя металлоискатель «Бабочка» можно будет использовать в том числе и с обычными наушниками на 30-60 Ом. Этим, помимо всего прочего, обеспечивается и экономичный режим работы прибора.

К плюсам этого устройства многие потребители относят и то, что как уже упоминалось, его можно легко усовершенствовать. Помимо наушников, при желании несложно будет сделать металлоискатель «Бабочка» своими руками и более удобным в отношении точной подстройки частоты. Для этого на той плате, к которой припаяны лепестки, следует расположить переменный резистор с сопротивлением в 100…150 Ом. Далее эту плату, как и первую, помещают в коробочку, а затем прикрепляют последнюю на штанге поблизости от ручки.

Как сделать металлоискатель «Бабочка» своими руками: подробная инструкция

Собственно собирается этот прибор следующим образом:

• изготавливается штанга, к примеру, из пластиковой трубы 26 мм.

• к одному из ее концов прикрепляется руль от велосипеда;

• из фанеры, поликарбоната и т. д. изготавливается основание;

• к основанию прикрепляется собранная схема вместе с катушками;

• также на основании фиксируется штанга и узел подстройки чувствительности;

• внутри штанги протягивается провод;

• аккумулятор от мобильного телефона приклеивается к основанию;

• к его контактам припаиваются провода питания генераторов и разъема зарядки;

• катушка и схема покрываются мебельным лаком, а далее — силиконом;

• рядом с катушкой приклеивается узел подстройки;

• из водопроводной трубы изготавливается подлокотник.

Для настройки металлоискателя во время работы используется пластиковая гайка и винт с кусочком алюминия. Резьба этого узла смазывается густой смазкой.

Вместо заключения

Итак, судя по отзывам, металлоискатель «Бабочка» можно считать прибором в эксплуатации достаточно удобным. Находить с его помощью монеты как маленькие, так и большие, а также любые другие металлические предметы в земле несложно. Конечно же, у этого дешевого прибора имеются и свои недостатки. Некоторые искатели называют его даже «игрушкой» для новичков. Однако при желании этот прибор всегда можно немного усовершенствовать и сделать более удобным и эффективным в работе.

Металлоискатель на шести транзисторах (КТ315, МП35, МП39)

Принцип работы металлоискателя

В основе работы металлоискателя лежит принцип биений частот двух генераторов, один из которых опорный, а другой — перестраиваемый, обладающего более высокой чувствительностью.

При приближении выносной катушки колебательного контура перестраиваемого генератора к металлу ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение частоты генератора. Если вблизи катушки находится предмет из черного металла (ферромагнетика), индуктивность катушки увеличивается, что приводит к уменьшению частоты генератора. Цветной же металл уменьшает индуктивность, и частота генератора возрастает.

Небольшие изменения частоты перестраиваемого генератора после смешения его колебаний с колебаниями опорного генератора, настроенного примерно на ту же частоту, проявляется в заметном изменении частоты биений. Сигнал с частотой биений далее усиливается и поступает на звуковой или стрелочный индикатор.

Миноискатель на двух транзисторах

Генератор миноискателя выполнен па транзисторе V1 по схеме ёмкостной трёхточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-СЗ и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется — увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной — медь, латунь.

Рис. 1. Принципиальная схема миноискателя на двух транзисторах.

Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный па втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трёхточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и ненамного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником .катушки. Кроме того, каскад на транзисторе V2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты из поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний. Нагрузкой детектора являются головные телефоны В1; конденсатор С8 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.

Колебательный контур приёмника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора V2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биений. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1 кГц, т. е. 1000 Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится — в зависимости от вида металла она или понизится или станет выше. Это и послужит сигналом обнаружения «мины».

Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны — высокоомные, ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800…1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько больше. Резисторы — МЛТ-0,25, конденсаторы — КЛС-1 или БМ-2.

Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175×230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35 (подойдет провод ПЭЛШО 0,37). Конструкция катушки L2 показана на рис. 70. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длиной 20…22 мм, закрепленный постоянно, другой (2) — 35…40 мм (подвижный — для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5) — 55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2 мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.

Рис. 2. Конструкция катушки L2.

Источник питания — батарея 3336Л, выключатель S1 — тумблер, разъем X1 — двухгнездная колодка.

Транзисторы, конденсаторы и резисторы генераторов смонтированы на плате (рис. 71) из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали миноискателя размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200×350 мм. Катушку L1 прикрепляют к дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5…7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стопке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянную ручку примерно метровой длины.

Рис. 3. Монтажная плата и схема соединений миноискателя.

Налаживание миноискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измеряют напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода — плюса питания) — оно должно быть 2,1 В. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора — оно должно быть 1 В (устанавливают точнее подбором резистора R4).

После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты. Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30…40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.

Более производительные схемы миноискателей описаны в статьях: Миноискатель на 3 транзисторах и Миноискатель на 7 транзисторах

В.Васильев, г. Москва

Принципиальная схема металлоискателя и описание ее работы

Предлагаемый металлоискатель свободен от ряда недостатков, присущих другим аналогичным конструкциям. Он обладает повышенной стабильностью генераторов, что дает возможность работать на частоте биений 1… 10 Гц. А это, в свою очередь, повышает чувствительность прибора, снижает потребляемый им от источника питания ток и позволяет различать черные и цветные металлы.

Мелкие предметы, например, гвозди, прибор обнаруживает под слоем почвы на глубине до 15 см, а крупные (крышки колодцев) — на глубине до 60 см. Прибор можно запитать от трех пальчиковых батареек, схема потребляет ток менее 2 мА.

Рис. 2 Принципиальная схема металлоискателя

Оба генератора выполнены на микросхеме К159НТ1Г которая представляет собой пару идентичных по параметрам транзисторов, размещенных в одном корпусе. Это позволяет существенно повысить температурную стабильность частот генераторов. Каждый генератор собран по схеме емкостной трехточки, транзисторы включены по схеме с общей базой. Генерация образуется благодаря введению положительной обратной связи между коллектором и эмиттером транзисторов. Частотозадающими элементами первого генератора являются катушка индуктивности L1 (она выносная) и конденсаторы С1-СЗ, а второго — катушка L2 и конденсаторы С6, С7, С9. Генераторы настроены на частоту 40 кГц. Конденсатор С6 предназначен для грубого подбора частоты одного из генераторов при настройке прибора на нужную частоту биений. Его емкость может быть 100…300 пФ. Стабилитрон V3 используется как варикап, которым осуществляют точную подстройку частоты биений, изменяя смешение на нем переменным резистором R7.

Резисторы R1—R4 задают режим работы транзисторов V1, V2 по постоянному току. Результирующий высокочастотный сигнал, полученный при смещении двух сигналов с близкими частотами, выделяется на резисторе R5 — это резистор нагрузки. Амплитуда сигнала изменяется с частотой биений, которая равна разности частот высокочастотных сигналов. Для выделения низкочастотной огибающей сигнала используется детектор, собранный на диодах V4 и V5 по схеме удвоения напряжения. Конденсатор С11 служит для фильтрации высокочастотной составляющей сигнала.

С нагрузки детектора низкочастотный сигнал биений поступает через конденсатор С12 на предварительный усилитель, выполненный на транзисторе V6. С его коллектора усиленный сигнал подается через конденсатор С13 на усилитель — формирователь прямоугольных импульсов на транзисторе V7. На базу этого транзистора через резисторы R11, R12 подается такое напряжение смещения, при котором транзистор находится на пороге открывания.

Поступающий на базу транзистора V7 синусоидальный сигнал претерпевает двустороннее ограничение и в результате на нагрузке каскада (резистор R13) выделяются прямоугольные импульсы. Далее они дифференцируются цепью C14R14R15 и превращаются в остроконечные пики положительной полярности на месте фронта каждого импульса и отрицательной полярности на месте спада. Длительность этих пиков не зависит от частоты следования прямоугольных импульсов и их длительности.

Положительные пики поступают на базу транзистора V9, а отрицательные «срезаются» диодом V8. Транзистор V9, как и V7, работает в ключевом режиме и ограничивает входной сигнал так, что на коллекторной нагрузке (резисторы R16 и R17) формируются короткие прямоугольные импульсы фиксированной длительности. Конденсатор С15 фильтрует выходной сигнал и улучшает тембр звучания головных телефонов В1.

С резистора R16 (это регулятор громкости) сигнал поступает на каскад из двух транзисторов (V10 и V11), включенных несколько необычно. Это так называемый композитный транзистор, эквивалентный p-n-p транзистору повышенной мощности с большим коэффициентом передачи тока.

Подобный способ формирования импульсного сигнала из синусоидального позволяет снизить потребляемую усилителем мощность, особенно в выходном каскаде, поскольку в паузах между импульсами транзисторы V9-V11 закрыты.

Конструкция и детали металлоискателя

Конструкция металлоискателя несложная. Радиодетали его можно смонтировать на печатной плате размерами 70×110 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Она рассчитана на использование постоянных резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КСО, 11М, МБМ, К50-6. Стабилитрон V3 может быть, кроме указанного на схеме, Д808 — Д813, КС156А. Диоды V4, V5 — любые из серий Д1, Д9, Д10. Вместо транзистора КТ342Б подойдет КТ315Г, КТ503Е, КТ3102А — КТ3102Е. Транзистор КТ502Е заменим на КТ361, а КТ503Е — на КТ315 с любыми буквенными индексами. Но в этом случае головные телефоны должны быть высокоомные (из отечественных это ТОН-2, ТЭГ-1). При использовании низкоомных телефонов, например, наушники для смартфонов, транзистор V11 должен быть более мощный, например КТ603Б или КТ608Б. Микросхема К159НТ1 может быть с любым буквенным индексом. В крайнем случае вместо нее подойдут два транзистора КТ315Г с одинаковыми или возможно близкими параметрами (статическим коэффициентом передачи тока и начальным током коллектора).

Катушку L2 можно намотать на магнитопроводе СБ-23-11a. Индуктивность катушки 4 мГ. Число витков 250, провод ПЭВ-2 0,1.

Плата размещена в подходящем корпусе размерами 115x170x40 мм. На лицевой панели корпуса укреплены переменные резисторы R7 (СП-1) и R16 (любой конструкции, но совмещенный с выключателем S1), входной разъем X1 (СГ-3) и гнезда Х2, ХЗ для подключения вилок от головных телефонов.

Выносная катушка металлоискателя L1 содержит 100 витков провода ПЭВ-1 0,3 и выполнена в виде тора (кольца) диаметром 160 мм. При изготовлении катушки можно использовать в качестве временного каркаса любой подходящий по размерам круглый предмет. Витки укладывают внавал, после чего катушку снимают и экранируют — обматывают фольгой так, чтобы между концами экрана был зазор. Для повышения механической прочности катушку пропитывают эпоксидным клеем и укрепляют с помощью перемычки со стойкой на штанге из дерева или пластмассы.

К выводам катушки подпаивают проводники кабеля длиной около метра, на другом конце которого установлен разъем СШ-3. Оплетку кабеля соединяют с экраном катушки. В рабочем положении разъем катушки включают в разъем прибора, а прибор носят на плече (для этого к уголкам на корпусе прикрепляют ремень). В нерабочем положении штангу отсоединяют от катушки и вынимают разъем ее из разъема прибора.

Настройка и налаживание схемы металлоискателя

Налаживание металлоискателя сводится к подбору нужной частоты биений. При этом резистор R7 нужно установить в среднее положение и вращением подстроечника катушки L2 добиться появления в телефонах щелчков частотой 1…5 Гц. Если нужная частота не получается, подбирают конденсатор Сб. Далее подбором резистора R8 устанавливают максимальный коэффициент усиления каскада на транзисторе V6.

Подстроечником катушки L2 можно установить различное соотношение частот генераторов, что приведет как к увеличению частоты биений при приближении поисковой катушки к цветному металлу, так и к обратному результату. В процессе работы переменным резистором R7 поддерживают необходимую частоту биений, которая изменяется при разряде батареи, изменении температуры окружающей среды и изменении магнитных свойств грунта. Окончательно частоту биений подбирают при приближении выносной катушки к земле.

Простой транзисторный металлоискатель

Простой транзисторный металлоискатель

Назначение: Обнаружение предметов из стали и железа.

Принципиальная схема.

Схема простого транзисторного металлоискателя приведенна на
Рис. 1
. Он состоит из генератора высокой частоты и приёмника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов.

Принципиальная схема металлоискателя. Рис.1

Приемник

металлоискателя гетеродинного типа. Он выполнен всего на одном транзисторе V2, и совмещает в себе функции гетеродина и детектора.

Гетеродин

собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является использование катушки индуктивности без отводов, что очень удобно для начинающих радиолюбителей.

Колебательный контур содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4—С6. Частоту гетеродина можно изменить подстроечным сердеч ником катушки L2.

Генератор высокой частоты

собран на транзисторе VI также по схеме емкостной трехточки. Частота генератора зависит от индуктивности катушки L1, которая выполнена в виде рамки. Если вблизи катушки окажется металлический предмет, индуктивность ее изменится. Это приведет к изменению частоты генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником. Если, к примеру, первоначально генератор настроен на частоту 465 кГц, а гетеродин приемника на частоту 465,5 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой 500 Гц. При приближении катушки L1 к металлу тональность сигнала в телефонах изменится. Это и послужит сигналом обнаружения металлического предмета.

Элементная база

Кроме транзисторов, указанных на схеме, можно применить германиевые транзисторы серий П401, П402. Телефоны — ТОН-1 или ТОН-2. Причем оба капсюля нужно включить параллельно, чтобы общее сопротивление телефонов составило 800—1200 Ом.

Все резисторы могут быть МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, конденсаторы — КЛС-1 или БМ-2, выключатель питания — однополюсный тумблер.

Катушки

Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175 х 230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35. Конструкция катушки L2 показана на
Рис. 2
. В двух цилиндрических каркасах размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: *первый каркас длиной 20—22 мм *второй каркас длиной 35—40 мм, для подстройки катушки. Каркасы обернуты бумажной лентой, поверх которой намотана катушка — 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2), выводы катушки закреплены клеем. (Применимы каркасы от контуров ПЧ старых ламповых телевизоров и радиол.)

Печатная плата

Рисунок печатной платы приводится на
Рис. 3
. Плату нужно соединить с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом XI гибким многожильным проводом в изоляции.

Печатная плата транзисторного металлоискателя. Рис.3

Расположение катушек. Конструктивно катушку L2 необходимо установить на расстоянии 5—7 мм от витков катушки L1.

Налаживание металлоискателя

. После подачи питающего напряжения проверяем режимы указанные на схеме, а за тем медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваемся в телефонах громкого чистого тона низкой частоты. Затем приближая к рамке металлический предмет фиксируем начало изменения тона звучания. Как правило , это происходит на расстоянии 30-40 см от предмета. Далее более точной подстройкой частоты гетеродина добиться наибольшей чувствительности металлоискателя.

Скачать с сервера печатную плату металлоискателя в формате lay6

У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера
начинающему радиолюбителю схемы Простые схемы металлоискатель

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.

Металлоискатель с низкой рабочей частотой

Мы уже знакомили нашего читателя с простой схемой металлоискателя, которая легко собирается за один день. Она обладала довольно высокой чувствительностью, однако не лишена недостатков.

Одним из недостатков являются ложные срабатывания при поиске металлов в неблагоприятных условиях.

Поэтому сегодня мы предлагаем вам схему металлоискателя с пониженной рабочей частотой. Она несколько сложнее, но все еще довольно проста.

Металлоискатель представляет собой надежное устройство, электронная схема которого обеспечивает хорошую чувствительность и стабильность работы.

Отличительной особенностью такого устройства является его низкая рабочая частота. Катушки индуктивности металлоискателя работают на частоте 3 кГц. Это обеспечивает, с одной стороны, слабую реакцию на нежелательные сигналы (например, сигналы, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т. д.), а с другой стороны, хорошую чувствительность при поиске скрытых водопроводных труб и трасс центрального отопления, монет и других металлических предметов.

Для реализации и настройки схемы требуется соответствующий навык и опыт, поэтому начинающему любителю-конструктору следует обратиться сначала к более простым схемам и устройствам.

Блок-схема металлоискателя приводится на рис.

Генератор металлоискателя возбуждает колебания в передающей катушке на частоте около 3 кГц, создавая в ней переменное магнитное поле.

Приемная катушка расположена перпендикулярно передающей катушке таким образом, что проходящие через нее магнитные силовые линии создадут малую ЭДС. На выходе приемной катушки сигнал либо отсутствует, либо очень мал.

Металлический предмет, попадая в поле катушки, изменяет значение индуктивности, и на выходе появляется электрический сигнал, который затем усиливается, выпрямляется и фильтруется.

Таким образом, на выходе системы имеем сигнал постоянного напряжения, значение которого слегка возрастает при приближении катушки к металлическому предмету. Этот сигнал поступает на один из входов схемы сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу.

Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение напряжения сигнала приводит к изменению состояния на выходе схемы сравнения. Это в свою очередь приводит в действие электронный переключатель, в результате чего на выходные усилительные каскады поступает звуковой сигнал, оповещающий оператора о присутствии металлического предмета.

Принципиальная электрическая схема металлоискателя представлена на рис. 2.

Передатчик, состоящий из транзистора VT1 и связанных с ним элементов, возбуждает колебания в катушке L1. Сигналы, поступающие на катушку L2, затем усиливаются микросхемой D1 и выпрямляются микросхемой D2, включенной по схеме амплитудного детектора.

Сигнал с детектора поступает на конденсатор C9 и сглаживается фильтром низких частот, который состоит из резисторов R14, R15 и конденсаторов C10 и C11. Затем сигнал поступает на вход схемы сравнения D3, где сравнивается с опорным напряжением, устанавливаемым переменными резисторами RP3 и RP4.

Переменный резистор RP4 служит для быстрой и грубой настройки, а RP3 обеспечивает точную регулировку опорного напряжения.

Генератор, собранный на транзисторе с одним переходом VT2, работает в непрерывном режиме, однако сигнал, вырабатываемый им, поступает на базу транзистора VT4 только тогда, когда закроется транзистор VT3, так как, находясь в открытом состоянии, этот транзистор шунтирует выход генератора.

При поступлении сигнала на вход микросхемы D3 напряжение на ее выходе уменьшается, закрывается транзистор VT3 и сигнал от транзистора VT2 через транзистор VT4 и регулятор громкости RP5 поступает на выходной каскад и громкоговоритель.

В схеме используется два источника питания, что устраняет возможность возникновения любой обратной связи выхода схемы к ее чувствительному входу. Основная схема питается от батареи напряжением 18 В, которое с помощью микросхемы D4 понижается до стабильного напряжения 12 В. При этом снижение напряжения батареи во время работы схемы не вызывает изменения настройки.

Выходные каскады питаются от отдельного источника питания напряжением 9 В.

Требования по потреблению мощности довольно низкие, поэтому для питания устройства можно использовать три аккумуляторные батареи. Батарея питания выходного каскада не требует специального выключателя, так как в отсутствие сигнала выходной каскад не потребляет тока.

Металлоискатель — все-таки довольно сложное устройство (несмотря на то, что мы говорили в самом начале), поэтому сборку схемы следует проводить покаскадно с тщательной проверкой каждого каскада.

Схему монтируют на плате, на которой имеются 24 медные полоски по 50 отверстий в каждой с шагом 2,5 мм. Прежде всего в полосках делают 64 разреза и высверливают три установочных отверстия. Затем на обратной стороне платы устанавливают 20 перемычек, штыри для внешних соединений, а также два штыря для конденсатора C5.

Затем устанавливают конденсаторы C16, C17 и микросхему D4. Эти элементы образуют источник питания с напряжением 12 В.

Проверка этого каскада осуществляется путем временного подключения батареи напряжением 18 В. При этом напряжение на конденсаторе C16 должно составлять 12 ±0,5 В. После этого проводится монтаж элементов выходного каскада: резисторов R23-R26, конденсаторов C14 и C15 и транзисторов VT4-VT6.

Внимание: корпус транзистора VT6 соединен с его коллектором, поэтому контакт корпуса с соседними элементами и перемычками недопустим.

Так как выходной каскад при отсутствии сигнала не потребляет тока, его проверяют временным подсоединением громкоговорителя, переменного резистора RP5 и батареи напряжением 9 В. Затем устанавливают резисторы R20-R22 и транзистор VT2, образующие генератор звуковых сигналов.

При подключении двух источников питания в динамике прослушивается звуковой фон, меняющийся с изменением положения ручки регулятора громкости.

После этого на плате монтируют резисторы R16-R19, конденсатор C12, транзистор VT3 и микросхему D3.

Работа схемы сравнения проверяется следующим образом.

К измерительному входу D3 подключают переменные резисторы RP3 и RP4. Этот вход образуется с помощью двух резисторов сопротивлением 10 кОм, один из которых подключается к положительной шине питания +12 В, а другой — к нулевой шине. Вторые выводы резисторов подсоединяют к выводу 2 микросхемы D3. Перемычка от этого вывода служит временной точкой соединения.

При грубой настройке (включены обе батареи), которая осуществляется переменным резистором RP4, в определенном его положении происходит срыв звукового сигнала, в то время как при точной настройке переменным резистором RP3 должно осуществляться плавное изменение сигнала вблизи этого положения.

Низкая рабочая частота металлоискателя снижает чувствительность по мелким целям, но зато позволяет осуществлять поиск на большей глубине.

При выполнении этих условий приступают к установке резисторов R6-R15, конденсаторов C6-C11, диода VD3 и микросхем D1 и D2. Включив источник питания, сначала проверяют наличие сигнала на выходе микросхемы D1 (вывод 6). Он не должен превышать половины значения источника питания (приблизительно 6 В).

Напряжение на конденсаторе C9 не должно отличаться от напряжения выходного сигнала этой микросхемы, хотя наводки от сети переменного тока могут вызвать небольшое увеличение этого напряжения. Касание пальцем входа микросхемы (основания конденсатора C6) вызывает увеличение напряжения из-за повышения уровня шумов.

Если регуляторы настройки находятся в положении, при котором звуковой сигнал отсутствует, касание пальцем конденсатора C6 приводит к появлению и исчезновению этого сигнала.

На этом предварительная проверка работоспособности каскадов заканчивается. Окончательная проверка и настройка металлоискателя проводятся после изготовления катушек индуктивности.

После предварительной проверки каскадов схемы на плате устанавливаются остальные элементы за исключением конденсатора C5. Переменный резистор RP2 временно устанавливается в среднее положение.

Плата крепится к L-образному алюминиевому шасси через пластмассовые шайбы (для устранения возможности короткого замыкания) с помощью трех винтов. Шасси закрепляется в корпусе пульта управления двумя болтами, удерживающими два зажима, предназначенные для крепления корпуса пульта к штанге искателя. Боковая сторона шасси обеспечивает фиксацию источников питания в корпусе.

При сборке пульта следует убедиться, что выводы переключателя на обратной стороне переменного резистора RP5 не касаются элементов платы. После высверливания прямоугольного отверстия приклеивается динамик.

Штанга и соединительные части, образующие держатель головки искателя изготавливаются из пластмассовых трубок диаметром 19 мм. Сама головка искателя представляет собой тарелку диаметром 25 см, изготовленную из прочной пластмассы, например, оргстекла. Внутренняя ее часть тщательно зачищается наждачной бумагой, что обеспечивает хорошее склеивание с эпоксидной смолой. Основные характеристики металлоискателя во многом зависят от применяемых катушек, поэтому их изготовление требует особого внимания.

Катушки, имеющие одинаковую форму и размеры, наматывают на D-образный контур, который образован из штырей, закрепленных на подходящем куске платы. Каждая катушка состоит из 180 витков эмалированного медного провода 0,27 мм с отводом от 90-го витка.

Прежде чем снять катушки со штырей, их в нескольких местах перевязывают. Затем каждая катушка обматывается прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. На этом изготовление передающей катушки заканчивается.

Приемная же катушка должна быть снабжена экраном. Экранирование катушки обеспечивается следующим образом. Сначала она обматывается проволокой, а затем обертывается слоем алюминиевой фольги, которая снова обматывается проволокой. Такая двойная обмотка гарантирует хороший контакт с алюминиевой фольгой.

В обмотках проволоки и в фольге должен быть предусмотрен небольшой разрыв или зазор, как показано на рисунке, препятствующий образованию замкнутого витка по окружности катушки.

Изготовленные таким образом катушки закрепляются с помощью зажимов по краям пластмассовой тарелки и подсоединяются к блоку управления при помощи четырехжильного экранированного кабеля. Два центральных отвода и экран приемной катушки подсоединяются к нулевой шине через экранирующие провода.

Если включить устройство и радиоприемник, расположенный недалеко от катушки, можно услышать высокотональный свист (на частоте металлоискателя), обусловленный наводкой звукового сигнала в радиоприемнике. Это указывает на исправность генератора металлоискателя.

В данном случае неважно, на какой диапазон настроен радиоприемник, поэтому для проверки вместо него можно использовать любой кассетный магнитофон.

Место рабочего положения катушек определяется либо по выходному сигналу металлоискателя, который должен быть минимальным, либо по показаниям измерительного прибора (вольтметра), подключенного непосредственно к конденсатору C9.

Второй вариант подгонки катушек значительно проще.

Напряжение на конденсаторе должно составлять приблизительно 6 В. После этого внешние части катушек приклеиваются эпоксидной смолой, а внутренние, проходящие через центр, остаются незакрепленными, что позволяет провести окончательную настройку.

Окончательная настройка состоит в установке незакрепленных частей катушек в такое положение, при котором предметы из цветного металла, например монеты, вызывают быстрое увеличение выходного сигнала, а остальные предметы — его незначительное уменьшение.

Если требуемый результат не достигается, необходимо поменять местами концы одной из катушек.

Следует помнить, что окончательная настройка или подгонка катушек должна проводиться при отсутствии металлических предметов.

После установки и прочного закрепления катушки покрывают слоем эпоксидной смолы, затем на них накладывается стеклоткань и все это герметизируется эпоксидной смолой.

После изготовления головки искателя в схему встраивается конденсатор C5, переменный резистор RP1 устанавливается в среднее положение, а переменный резистор RP2 настраивается на минимум выходного сигнала. При этом по одну сторону среднего положения переменный резистор RP1 обеспечивает распознавание стальных предметов, а по другую сторону — предметов из цветного металла.

Следует иметь в виду, что при каждом изменении номинального значения сопротивления переменного резистора RP1 необходимо проводить повторную настройку устройства.

На практике металлоискатель представляет собой легкое, хорошо сбалансированное, чувствительное устройство. В течении первых нескольких минут после включения устройства может быть разбаланс нулевого уровня, однако через некоторое время он исчезает или становится незначительным.

Элементы металлоискателя

Резисторы:

R1, R6, R7, R8: 100 кОм R2, R3, R22, R23: 100 Ом R4, R5: 6,8 кОм R9, R11, R21, R25: 10 кОм R10: 220 кОм R14: 15 кОм R15, R19: 68 кОм R16: 8,2 кОм R17: 18 кОм R18: 3,9 МОм R12, R13: 47 кОм R24: 4,7 кОм R20: 33 кОм R26: 1,8 кОм

Переменные резисторы:

RP1, RP4: 10 кОм (линейные) RP2: 10 кОм (микроминиатюрный, с горизонтальной установкой) RP3: 100 кОм (линейный) RP5: 10 кОм (совмещенный с переключателем)

Конденсаторы:

C1: 100 мкФ, 16 В (электролитический) C2, C5, C14: 0,01 мкФ C3, C4: 0,22 мкФ C6, C13: 0,1 мкФ C7, C8, C12: 1 мкФ C9: 47 мкФ, 16 В C10: 2,2 мкФ, 35 В C11: 0,47 мкФ, 35 В C15, C16: 220 мкФ, 16 В (электролитический) C17: 470 мкФ, 25 В (электролитический)

Транзисторы:

VT1, VT5: BC214L (КТ3107Б, КТ3107И) VT2: TIS43 однопереходный (КТ117) VT3, VT4: BC184L (КТ3102Д) VT6: BFY51 (КТ630Д)

Диоды:

VD1, VD2, VD3: 1N914 (КД521А)

Микросхемы:

D1, D2, D3: CA3140 (К1109УД1) F4: mA78L12AWC стабилизатор напряжения +12 В, 100 мА (К142ЕН1, К142ЕН2)

Совсем не просто обнаружить под слоем земли или снега металлическую крышку колодца или отыскать, например, водопроводную трубу не говоря уже о сундуке набитого древними золотыми монетами. Помогают в таких случаях специальные приборы — металлоискатели. В статье простой металлоискатель мы рассматривали схему 60 годов, которую легко можно собрать, обладая минимальными знаниями радиотехники. Несмотря на простоту, схема устройства работает безупречно. В материале данной статьи рассмотрим схему более совершенного и в тоже время несложного устройства. Предлагаемый металлоискатель обладает сравнительно высокой чувствительностью, стабилен в работе и позволяет различать цветные и черные металлы. Металлоискатель собран на одной микросхеме (транзисторной сборке) и нескольких транзисторах. По характеристикам прибор не только не уступает многим промышленным образцам, но и по ряду показателей превосходит их.

2.

3. Металлоискатель со стрелочным индикатором . Металлоискатели

Особенностью предлагаемого металлоискателя является интересное схемотехническое решение анализатора и индикатора. При этом в качестве индикатора используется стрелочный прибор.

Следует отметить, что рассматриваемый металлодетектор обладает сравнительно высокой чувствительностью. Помимо этого по направлению отклонения стрелки индикатора можно определить и вид металла (цветной или черный), из которого изготовлен обнаруженный предмет.

Принципиальная схема

Металлодетектор (рис. 2.7) состоит из двух генераторов, схемы индикации и стабилизатора питающего напряжения.

Рис. 2.7. Принципиальная схема металлоискателя со стрелочным индикатором

На транзисторах Т1 и Т2 собран измерительный генератор, частота колебаний которого зависит от параметров контура, образованного катушкой L2, а также параллельно включенными конденсаторами C1 и C2. Опорный генератор собран на транзисторах Т3 и Т4 по аналогичной схеме.

Частота колебаний этого генератора определяется параметрами контура, выполненного на элементах L3, C4 и C5.

Схема, анализирующая появление девиации (отклонения) частоты сигнала измерительного генератора по сравнению с частотой сигнала опорного генератора, содержит измерительную цепь, которая состоит из стрелочного индикатора PA1 с нулевой отметкой посередине шкалы, конденсатора C6 и диодов D1-D4. В этой же цепи оценивается знак девиации частоты. Колебания опорного генератора подаются в измерительную цепь через катушку связи L4, а сигнал от измерительного генератора – через катушку связи L1. При этом вся цепь сбалансирована так, что при совпадении частот колебаний обоих генераторов стрелка индикатора PA1 будет находиться на нулевом делении шкалы прибора.

При появлении в зоне действия поисковой катушки L2 металлического предмета резонансная частота контура L2С1С2 изменится. Это приведет к изменению рабочей частоты измерительного генератора и, как следствие, к отклонению стрелки индикатора PA1.

Отклонение стрелки и служит источником информации об обнаружении металлического предмета. Угол отклонения стрелки индикатора PA1 зависит от габаритов предмета и расстояния от него до измерительной катушки.

Когда вблизи измерительной катушки L2 окажется предмет из черного металла, рабочая частота измерительного генератора, выполненного на транзисторах Т1 и Т2, уменьшится, и стрелка индикатора отклонится в одну сторону. Если же предмет изготовлен из цветного металла (например из латуни), частота генератора увеличится, при этом стрелка индикатора отклонится в другую сторону.

Направление отклонения стрелки зависит от полярности подключения индикатора РА1, на шкалу которого после проведения калибровки можно нанести соответствующие надписи.

Питающее напряжение 12 В подается на измерительный и опорный генераторы от источника В1 через стабилизатор напряжения, собранный на стабилитроне D5 и транзисторе Т5.

Детали и конструкция

Для изготовления рассматриваемого металлоискателя можно использовать любую макетную плату. Поэтому к используемым деталям не предъявляются какие-либо ограничения, связанные с габаритными размерами. Монтаж может быть как навесной, так и печатный.

Резисторы могут быть, например, типа МЛТ-0,5, конденсаторы С1, С2, С4, С5, С7 – типа КМ или КЛС. В качестве емкостей С3 и С6 можно использовать любые металлобумажные конденсаторы, например типа МБМ или БМТ. Конденсаторы С8, С9 можно заменить на любые электролитические, например типа К50-6, транзисторы КТ603Г – другими транзисторами этой серии или транзисторами серии КТ315 с коэффициентом передачи тока не менее 60, транзистор МП42А – любым из серий МП39 – МП42 или КТ361, диоды Д9Б – другими диодами этой серии. В качестве индикатора PA1 рекомендуется применить стрелочный прибор типа М24 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и нулем посередине шкалы.

Катушки L1 и L2 размещены на каркасе (рис. 2.8), изготовленном из стеклотекстолита или любого другого изоляционного материала.

Рис. 2.8. Конструкция каркаса катушек L1 и L2

Катушка L1 содержит 20 витков, а L2 – 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм, намотанных виток к витку. Катушки защищены электростатическим экраном, который представляет собой незамкнутую ленту из латуни, намотанную на поверхность каркаса. Щель между началом и концом намотки ленты должна составлять не менее 10 мм.

При изготовлении катушек особо надо следить за тем, чтобы не произошло замыкание концов ленты, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток.

Катушка L3 содержит 160 витков, а L4 – 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,12 мм, намотанных внавал на каркас диаметром 7,5 мм. Внутри каркаса устанавливается подстроечный сердечник диаметром 2,5 мм и длиной 12 мм, выполненный из феррита 600НН. Каркас с катушками L3 и L4 помещается в электростатический экран с отверстием напротив подстроечного сердечника. Экран должен быть заземлен.

Плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются индикатор PA1, выключатель S1, а также разъем Х1 для подключения катушек L1 и L2. Эти элементы соединяются с платой гибким многожильным проводом.

Каркас с катушками L1 и L2 размещается на конце любой удобной ручки. При этом выводы катушек соединяются с ответной частью разъема Х1 гибким многожильным экранированным проводом.

В качестве источника питания В1 можно использовать, например, три батарейки 3336Л, соединенные последовательно, или аккумуляторную батарею.

Налаживание

Перед настройкой прибор следует расположить так, чтобы поисковая катушка L2 находилась на расстоянии не менее 1,5 м от металлических предметов.

К катушке L1 необходимо подключить осциллограф и, подбирая величины емкостей конденсаторов С1, С2, установить частоту измерительного генератора, выполненного на транзисторах Т1 и Т2, равной 100 Гц. Форма колебаний корректируется подбором сопротивлений резисторов R1-R3. Аналогично налаживается опорный генератор, при этом осциллограф подключается к катушке L4, а форма колебаний корректируется подбором сопротивлений резисторов R4-R6. Перед началом настройки подстроечный сердечник катушки L4 следует установить в среднее положение.

Далее необходимо установить на катушках L1 и L4 равные амплитуды колебаний, которые должны находиться в пределах 0,8–1 В. При необходимости амплитуду сигналов можно изменить подбором числа витков катушек L1 и L4. После этого, вращая подстроечный сердечник катушки L3, следует установить стрелку индикатора PA1 на нулевую отметку шкалы.

Порядок работы

Особенностью данного металлоискателя является то, что при проведении поисковых работ выполнять какие-либо дополнительные настройки и регулировки не требуется.

При приближении к измерительной катушке L2 предмета из черного металла рабочая частота измерительного генератора уменьшается. При этом стрелка индикатора PA1 отклоняется в какую-либо сторону. Если же предмет изготовлен из цветного металла, например из латуни, частота колебаний измерительного генератора увеличивается. При этом стрелка индикатора отклоняется в противоположную сторону.

Таким образом можно определить не только наличие металлического предмета в зоне действия поисковой катушки, но и оценить, из какого металла, цветного или черного, он изготовлен.

С помощью рассмотренного металлодетектора металлические предметы типа консервных банок можно обнаруживать на глубине до 20–30 см.

Металлоискатель на германиевых транзисторах. Схема.

Принцип работы металлоискателя сводится к тому, что при приближении металлического предмета к катушке индуктивности генератора – основного узла прибора – частота генератора изменяется. Чем ближе предмет и чем он больше, тем сильнее его влияние на частоту генератора.

Посмотреть схему

Схема металлоискателя на транзисторах
Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя на транзисторах

А теперь рассмотрим конструкцию металлоискатемя собранного на двух транзисторах. Схема металлоискателя представлена на рис.1. Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме емкостей трехточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-С3 и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется- увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной- медь, латунь.

Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный на втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трехточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и не намного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником катушки. Кроме того, каскад на транзисторе VT2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний.

Нагрузкой детектора являются головные телефоны BF1; конденсатор С1 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.
Колебательный контур приемника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора VT2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биения. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1кГц, т. е. 1000Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится- в зависимости от вида металла она или понизится, или станет выше.

Посмотреть схему

Конструкция катушки
Рис.2. Конструкция катушки

Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны- высокоомные ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800…1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько выше. Резисторы- МЛТ-0,25, конденсаторы- КЛС-1 или БМ-2.
Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0.35 (подойдет провод ПЭЛШО 0.37).

Конструкция катушки L2 показана на рисунке 2. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20…22мм, закрепленный постоянно, другой (2)-35…40мм (подвижный- для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5)-55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.
Источники питания- батарея 3336, ваключатель SA1- тумблер, разъем Х1- двухгнездая колодка.

Транзисторы, конденсаторы и резисторы смонтированы на плате (рис.3) из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом, многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200х350 мм. Катушку L1 прикрепляют ко дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5…7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянну ручку примерно метровой длинны.

Посмотреть схему

Расположение элементов на плате
Рис.3. Расположение элементов на плате

Налаживание металлоискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измерябт напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода- плюса питания)- оно должно бать 2,1в. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора – оно должно быть 1 в (устанавливают точнее подбором резистора R4). После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты.

Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30…40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.

Импульсный металлоискатель “Пират” на TL072 и NE555.

Импульсный металлоискатель “Пират” на TL072 и NE555.

Металлоискатель своими руками. Схема металлоискателя с одной катушкой на ОУ TL072 с низким потреблением тока при хорошей дальности.

Решил собрать для игры металлоискатель. Перерыл много схем. Понравились две схемы. Первая на двух NE555 с двумя катушками. Вторая с одной катушкой на операционном усилителе TL072.

С первой схемой все понятно, просто приемник и передатчик.

Выбор пал на вторую. Хотелось разобраться как работает металлоискатель на TL072. Есть схема с лучшими характеристиками на К157УД2, но я люблю SMD 🙂

Схема состоит из 3х частей.

1) Питание металлоискателя Пират.

Я поставил диод D2, чтобы не спалить ничего если вдруг подключу питание на оборот. Выключатель и несколько конденсаторов для более стабильного питания. Вообще конденсаторы C8, C10 советуют брать на 2200 мкФ, чтобы не было просадки во время импульса. C12 можно не ставить, я решил добавить его возле таймера.

Питание у меня от 6 батареек АА. Ток потребления на текущий момент выставлен на 15 мА.

2) Генератор импульсов.

С помощью микросхемы NE555 можно генерировать достаточно стабильные импульсы. Есть схемы на транзисторах, но по мне это сложнее и труднее в настройке.

Оптимально люди подобрали частоты 140-150 Гц. R3 я установил на 68 кОм. С помощью лог. анализатора я проверил, у меня вышло 194 Гц. Можно понизить еще, будет экономичнее расход заряда.

RV1 задает скважность, а PNP транзистор Q1 (я установил SS8550) инвертирует сигнал для управления N-канальным полевым транзистором IRF740. Я пробовал ставить IRFZ44, но он, недолго поработав, сгорел, так как выход с катушки может достигать сотен Вольт. Сейчас у меня установлен FQPN10N60. Это транзистор на 600В. Выбор транзистора думаю не принципиален для такой частоты, главное чтобы выдерживал напряжение. Можно взять от 400В и выше.  R5, R6 подбираем чтобы транзистор быстро мог открыться, тут повлияет емкость затвора. Я установил R5 на 100 Ом и R6 на 150 Ом.

Когда на выходе 3 NE555 низкий уровень, транзистор Q1 открыт и открыт Q3. Таким образом в катушке L1 начинает накапливаться заряд. Чем дольше транзистор будет открыт тем больше потребление тока. Нет смысла держать его открытым очень долго, так как заряда не накопится больше чем может катушка. А вот батарею это посадит, да и сам транзистор может греться.

Я намотал две катушки для сравнения.

Первая катушка 15 см 32 витка проволокой примерно 0.5 мм (взял со старого телевизора для размагничивания кинескопа).

Вторая катушка 20 см 27 витков.

Мотал на внутренней часте от пяльцы для вышивания.

Залил все это дело с помощью термоклея для пистолета.

А потом обмотал полностью изолентой.

R7 можно установить на 220 – 390 Ом на 1 Вт. Он шунтирует катушку. Для максимальной дальности советуют настроить с помощью переменного резистора на 1 кОм 3 Вт. Я не стал этого делать, установил последовательно два резистора по 120 Ом в корпусе 1210. Встречал описание что для TL072 лучше вообще выкинуть этот резистор, и поставить небольшой, на пару десятков Ом, последовательно катушке, но я не проверял.

Когда транзистор закрывается, с катушки накопленный заряд течет через R8 в измерительную часть.

D1 можно заменить на пару 1n4148. Я установил BAV99 так как они были под рукой. Эта пара диодов служит для отсечения высоковольтных импульсов прилетевших с катушки.

3) Измерительная часть.

Это самая интересная для меня часть, ради которой и была выбрана эта схема.

Конденсатор C3, от 4 до 10 мкФ, отсеивает постоянную составляющую тока, и пропускает только переменный ток. Делитель R9, R10 устанавливает некое опорное напряжение на (+) входе ОУ TL072.

U2A включен как повторитель напряжения. R11 на 1-3 МОм. У меня установлен на 1.8 МОм. На выходе мы получим напряжение с делителя на R9, R10 плюс то, что пропустит конденсатор C3.

RV2 для более точной настройки нужно составить из 2х резисторов. Я поставил на 50 кОм и на 1 кОм. Резистором в 50 кОм настраиваем на момент где в холостую находится граница между тем когда динамик будет выдавать щелчки и тем когда не будет. А резистором в 1 кОм можно более точно выставить эту границу, чтобы получить максимальную дальность.

Конденсатор C5 (20 nF) заряжается через RV2, R12. Это напряжение попадает на инвертирующий (-) вход ОУ U2B.

На неинвертирующий вход (+) напряжение попадает через делитель R13, R14, соответсвенно оно ниже чем на (-) и звука в динамике нет. Конденсатор C6 на 10 uF. Значительно больше чем C5. В добавок еще сопротивление R13 ограничивает ток для изменения заряда C6.

Когда поступает измерительный импульс, конденсаторы C5 и C6 начинают разряжаться. Но C5 разряжается быстрей. Я думаю для более точной настройки, нужно попробовать заменить R13 на переменный.

Когда в зону магнитного поля катушки попадает металлический предмет длительность импульса увеличивается, таким образом, нужно настроить скорость разрядки так, чтобы  C5 не успевал разрядиться ниже C6 пока предмета в зоне действия нет.  Когда предмет появится, импульс станет более длительный, и конденсатор C5 разрядится ниже C6. В этот момент произойдет переключение компаратора. Сигнал пропал, конденсаторы зарядились, компаратор переключился обратно. Эти переключения и будут щелчком в динамике.

4) Оповещение.

Тут все просто. C7 отсеивает постоянное напряжение, и пропускает только изменения чтобы были щелчки. Параллельно можно установить светодиод, когда компаратор переключится и на выходе появится напряжение, светодиод загорится. Чем чаще и сильней сигнал, тем визуально ярче горит светодиод.

Пока на этом все. Возможно проведу эксперимент с заменой R13 на переменный резистор.

Схема, плата и прочие файлы Kicad: скачать.

При копировании материалов ссылка на https://terraideas.ru/ обязательна

Самодельный проект металлоискателя

Описание: Комплект металлоискателя Velleman
Время сборки: 1-2 часа
Уровень навыка: Средний

Легко обнаруживать присутствие металлических предметов. Этот набор «Сделай сам» полезен для поиска металлических предметов, спрятанных под землей или в стенах, при выполнении проектов по ремонту дома. С этим комплектом металлоискателя светодиод указывает, находится ли поблизости металлический предмет, и обеспечивает безопасность ваших домашних проектов.

Шаг 1: Намотка катушек

При намотке катушек не беспокойтесь о внешнем виде. На сердечнике недостаточно места, чтобы катушки не перекрывались. Тем не менее, убедитесь, что вы заворачиваете каждый в одном направлении. Когда вы припаиваете катушку к печатной плате, не забудьте снять изоляцию с концов катушки. Для этого отлично подойдет лезвие бритвы или напильник с мелкими зубьями. Первичная и вторичная катушки 1N4148 Кремниевый диод

Шаг 2. Установка диодов

Для этого комплекта есть два типа диодов: кремниевые и стабилитроны. Поскольку они выглядят одинаково, прочтите внешний вид корпуса, чтобы убедиться, что вы устанавливаете правильный диод. На кремниевом диоде написано 4148, а на корпусе стабилитрона написано 3V9. Также убедитесь, что полоса на диоде совпадает с полосой на шелкографии.

Если вы подозреваете, что диод находится не на своем месте или неисправен, измерьте прямое падение напряжения на них, которое должно составлять около 0,6 В для каждого диода. Обратное напряжение пробоя стабилитрона должно быть около 3,9 В.В.

Шаг 3. Добавление конденсаторов, транзисторов и светодиодов

Слева направо номиналы конденсаторов: 1,2 нФ, 3,3 нФ и 0,047 мкФ, обозначенные цифрами 122, 332 и 473 соответственно (122 или 332 можно использовать для C1)

Может быть трудно определить, какой конденсатор какой. Обязательно сверяйте номер на конденсаторе с номером в инструкции по эксплуатации.

Как и в случае с диодами, расположите транзисторы в соответствии с рисунками на шелкографии.

Обязательно совместите плоскую сторону светодиода с плоской стороной на изображении на шелкографии. Поскольку плоскую сторону бывает трудно увидеть, короткий провод светодиода указывает на плоскую сторону. Если светодиод не включается, измерьте падение напряжения на светодиоде. Если это 0 вольт, вы, скорее всего, неправильно поставили светодиод.

Шаг 4. Закрытие детектора

Для комплекта металлоискателя Velleman требуется чехол, особенно если вы планируете его перемещать. Я выбрал корпус с отсеком для батареи, который держит батарею как можно дальше от катушки. Ниже подробно описана сборка этой коробки.

Сверление печатной платы

На плате нет монтажных отверстий, поэтому я нашел самое свободное место, сделал отверстие и поднес плату к яркому свету, чтобы увидеть следы. Это гарантирует, что вы не просверлите ни один из них.

В комплект входит небольшая трубка, которая вставляется в большой потенциометр для упрощения калибровки. Закрытие комплекта означает, что вам придется сверлить, чтобы вместить эту трубку, но выровнять отверстия с обеих сторон корпуса может быть непросто. Чтобы убедиться, что мои просверленные отверстия совпали правильно, я вставил четыре гвоздя в отверстия для винтов на одной половине корпуса (см. Рисунок). Затем я посыпал верхнюю часть калибровочной трубки меловой пылью, установил вторую половину корпуса на гвозди и надавил. Результатом стала отметка мелом, показывающая, где находится трубка и, следовательно, где нужно сверлить. Я использовал сверло 1/4 дюйма для этого отверстия, и трубка подходит довольно плотно.

Монтажное отверстие в печатной плате
Система поддержки гвоздей
Кнопка питания

Поскольку кнопка питания имеет прямоугольную форму, я использовал сверло 3/8 дюйма и небольшой напильник, чтобы вырезать отверстие. Оно не идеально квадратное, но вы можете удобно нажимать на кнопку питания.

Чтобы сделать отверстие для выхода света из светодиода, я положил на светодиод небольшой кусочек соломинки для питья и применил вышеупомянутый трюк с гвоздем. Другой способ сделать это — удлинить светодиод так, чтобы он торчал через отверстие.

Квадратное отверстие для кнопки питания
Изготовление отверстия для светодиода

Поиск и устранение неисправностей

Одной из проблем, с которыми я столкнулся, было выключение светодиода. Я обнаружил, что я переключил диоды.

C1 и 120-витковая первичная обмотка создают генератор с частотой 200 кГц, индуцирующий различные напряжения на T2 (как в генераторе, изображенном справа). При положительных пиках колебаний T2 включается, вызывая падение напряжения на коллекторе T2. Эти отрицательные отклонения также смещают базу T3, что приводит к выключению T3 и светодиода.

Причина, по которой светодиод не включается и не выключается, заключается в том, что C2 и R5 создают интегратор, который объединяет все импульсы, делая его похожим на сигнал постоянного тока. Когда катушку подносят к металлическому предмету, частота колебаний падает, уменьшая количество отрицательных «вспышек», повышая напряжение на T3, включая его (и светодиод).

Выход генератора: ось X: 10 мкс на деление; Ось Y: 0,5 вольта на деление. Принципиальная схема
Заключительные замечания

Иногда обозначения немного трудны для понимания. Если вы видите значение, подобное 2K7, первое число — это наибольшая степень разряда десятков. Второе число — это место, которое на самом деле находится (в данном случае «К» означает тысячу). Второе число — это следующая степень числа 10. Итак, в данном случае 2K7 означает 2700. Также на стабилитроне 3V9 обозначает 3,9 вольта.

Я рекомендую источник питания 9В батареи.

Наконец-то не забудьте повеселиться!

Металлоискатель в действии Схема металлоискателя

с использованием одного транзистора

В посте объясняется простая схема металлоискателя с одним транзистором, которая очень чувствительна и может обнаруживать любой металл на значительном расстоянии.

Мы собираемся начать тему, предполагая, что ситуация уладилась после нескольких циклов и напряжение на базе транзистора стабилизировалось (фиксируется “сохранением” или “сопротивлением” активности конденсатора 10n).

Схема на самом деле представляет собой осциллятор, а технология, в которой она поддерживает колебания, является результатом положительной обратной связи.

На самом деле это ситуация со всеми генераторами, и компонентом, обеспечивающим обратную связь, является конденсатор емкостью 1 нФ между коллектором и эмиттером транзистора.

Может показаться, что транзистор может запускаться через передатчик, чтобы он продолжал колебаться, однако на самом деле не важно, получает ли передатчик или база сигнал, важным фактором является разница напряжений между этими двумя границами.

Когда база зафиксирована, а напряжение передатчика уменьшено, транзистор распознает более высокое напряжение между базой и передатчиком, и его труднее зажечь. Когда напряжение на передатчике повышается, транзистор выключается, так как разница между ними уменьшается.

Это как раз то, что происходит в схеме металлоискателя на транзисторах. Конденсатор 1нФ между коллектором и эмиттером влияет на напряжение на эмиттере, следовательно включает/выключает транзистор. Он делает это, постоянно проверяя напряжение в настроенной цепи и передавая изменения на передатчик.

В этом проекте настроенная схема состоит из параллельных элементов катушки индуктивности (поисковая катушка) и конденсатора 1n с помощью этого.

Это действительно называется LC-цепью, где L — это катушка индуктивности в генри (или мГн, или UH), а C — емкость конденсатора в фарадах (или мкФ, нФ или пФ).

Начнем, когда транзистор активируется и позволяет импульсу энергии попасть в настроенную цепь (позже вы заметите, как активируется транзистор).

Импульс энергии (ток) начинается с попытки ввода как катушки, так и конденсатора. Можно подумать о катушке с наименьшим сопротивлением, но конденсатор разряжается и имеет предположительно нулевое сопротивление и начинает заряжаться.

Всякий раз, когда через это проявляется небольшое напряжение, вы можете подумать, что катушка может иметь наименьшее сопротивление, поскольку она включает всего несколько витков медного провода.

Но провод намотан на катушку и образует индуктор (у него есть индуктор). Если подается напряжение, низкое сопротивление индуктора обеспечивает циркуляцию тока, однако этот ток создает магнитный поток, который уменьшает витки катушки и образует обратную связь по напряжению, которая сталкивается с входящим током. Это работает следующим образом: предположим, вы подаете 200 мВ на катушку.

Напряжение обратной связи, которое он генерирует, может достигать 199 мВ, и по этой причине вы получаете всего 1 мВ, с которым он подает ток в катушку.

При сопротивлении катушки 100 МОм ток будет около 10 мА. Конденсатор подтвердит в дополнение к этому, и поэтому он заряжается первым.

Когда напряжение на конденсаторе повышается, он показывает напряжение на катушке индуктивности и позволяет протекать току (на уровне, достаточном для катушки) для создания магнитного потока.

Этот поток известен как электромагнитные силовые линии и создает увеличивающийся сектор. Конденсатор не может подавать энергию очень долго, и через короткий промежуток времени ток уменьшается, вызывая разрушение магнитного поля.

Создаваемое магнитное поле разрушает напряжение, обратное первоначально подаваемому на него, и нижняя часть катушки становится положительной на основе верхней части.

Если мы рассмотрим катушку как небольшую батарею, мы увидим, что это способствует ее напряжению до 9v питания и вывод коллектора катушки превышают 9В.

Это напряжение регистрируется конденсатором обратной связи 1n (между коллектором и эмиттером) и подает напряжение на передатчик, где оно повышает напряжение эмиттера.

База транзистора удерживается стабильной и постоянной за счет активности удерживающего конденсатора 10n, и транзистор несколько отключается.

Этот процесс продолжается, и, в конечном счете, коллектор вполне может быть изъят из схемы, чтобы он не нагружал настроенную схему. Всякий раз, когда индуктор не нагружен на этот тип, магнитное поле коллапса может генерировать максимальное напряжение.

Это на самом деле имеет место в приведенной выше схеме, и из-за коллапса магнитного поля оно создает напряжение (около 25 В), которое значительно больше, чем приложенное к нему. Это напряжение передается на компонент «С» настроенной цепи (конденсатор 1n, подключенный к катушке), и конденсатор заряжается настолько, насколько это возможно.

Всякий раз, когда весь магнитный поток превращается в напряжение, конденсатор заряжается и начинает отдавать этот заряд обратно катушке. Попутно напряжение на конденсаторе уменьшается

Частота контура составляет примерно 140 кГц и фиксируется индуктивностью катушки и конденсатором через нее.
Как только мы помещаем предмет из металла в магнитное поле катушки, многие силовые линии проходят через металл и, таким образом, превращаются в электрический ток, известный как вихревой ток в металле.

Это означает, что мы устраняем часть магнитного потока, и по этой причине он менее доступен для возврата в катушку, как только она начнет разрушаться.

Из-за этого обратное напряжение, создаваемое катушкой, будет уменьшено, и тогда конденсатору потребуется гораздо меньше времени для зарядки до оптимального значения. Следовательно, транзистор будет включен раньше, и, таким образом, частота цепи увеличится.

Поток, создаваемый катушкой, представляет собой электромагнитное излучение, подобное радиоволнам той же частоты. Если мы поместим радио рядом с катушкой и настроим его на гармонику, обе частоты будут «бить» вместе, и на радио появится «нулевое пятно».

Если в поле катушки попадает кусок металла, частота немного меняется и из динамика передается низкочастотный тон.

Изменение частоты всего на несколько герц будет отчетливо слышно, и именно поэтому схема так эффективна.

Чувствительность катушки определяется частотой переменного напряжения цепи при наименьшем введении металлического предмета.

При этом транзистор работает с ненасыщенной амплитудой, так что малейшее проникновение части металла внутрь поля, вероятно, повлияет на частоту.

Вам нужно помнить, что амплитуда волны дополнительно уменьшается, как только вы приближаете кусок металла, но радио не настроено, чтобы определить это. Различные другие металлодетекторы определяют падение амплитуды, и впоследствии вы заметите, как две схемы сравниваются и контрастируют.

КОНСТРУКЦИЯ:

Все детали умещаются на небольшой печатной плате с двумя катушками проводов и двумя батареями.

ПЕРЕЧЕНЬ ШТУК
1 – 220 Ом (красный-красный-коричневый-золотой)
1 – 47k (желтый-фиолетовый-оранжевый-золотой)
2 – 1n
1 – 4nF7
1 – 10nF
1 – 47uF
1 – BC 547 1 –
ползунковый переключатель
1 – разъем батареи 9 В
1 – батарея 9 В
6,5 м провода обмотки (некритическое сечение)

Детали обмотки поисковой катушки

 

намотка 16 витков вокруг сферического предмета диаметром 12см. Часто это бутылка из-под сока или, возможно, квадратный предмет, который позже можно было бы скруглить. Используйте 4 куска ленты или изоленты вокруг витков обмотки, чтобы удерживать их на месте, и приклейте катушку к основанию силиконовым герметиком.

Основание включает деревянную ручку, ввернутую под углом 60°. Кроме того, вам понадобится небольшой транзистор, прикрепленный к палочке рядом с основанием, чтобы он мог снимать поле катушки и определять, когда изменяется частота генератора. На картинке, представленной ниже, показана наиболее эффективная раскладка.

Попробуйте:

Подсоедините аккумулятор и включите транзисторное радио. Настройтесь на циферблат, и вы можете получить несколько точек, в которых радио издает свист из-за биения гетеродина с выходом катушки детектора.

вы можете получить наилучший результат на частоте около 1400 кГц, что, безусловно, является местом, где тон может быть установлен на очень низкой частоте.

После того, как детектор обыщет предмет размером от 20 до 10 см, можно будет легко распознать улучшения, сделанные на тоне.
Несколько изменяется частота генератора металлоискателя, падает напряжение батареи и повышается температура цепи в жаркий день.

Это часто возмещается за счет регулировки частоты радио, чтобы тон был как можно меньше.
Теперь все готово, чтобы попробовать свой шанс.

Сборка простых транзисторных схем | Проекты самодельных схем

Сюда включена подборка важных простых схем на различных транзисторах.

Содержание

Простые схемы транзисторов для начинающих любителей

В этой статье обсуждались многие простые схемы транзисторов, такие как сигнализация дождя, таймер задержки, защелка установки сброса, тестер кристалла, светочувствительный переключатель и многие другие.

В этом сборнике простых транзисторных схем (схем) вы встретите множество небольших очень важных конфигураций транзисторов, специально разработанных и скомпилированных для начинающих энтузиастов электроники.

Простые схемы (схемы), показанные ниже, имеют очень полезные приложения, и их легко собрать даже начинающим энтузиастам электроники. Давайте приступим к их обсуждению:

Регулируемый блок питания постоянного тока:

Очень хороший регулируемый блок питания можно собрать, используя всего пару транзисторов и несколько других пассивных компонентов.

Схема обеспечивает хорошее регулирование нагрузки, ее максимальный ток не более 500 мА, достаточный для большинства применений.

---

Настоятельно рекомендуется : Проекты для начинающих

---

Сигнализация дождя

Эта схема построена всего на двух транзисторах в качестве основных активных компонентов.

Конфигурация представляет собой стандартную пару Дарлингтона, что значительно увеличивает текущую мощность усиления.

Капли дождя или воды, падающие и соединяющие базу с плюсом, достаточны для срабатывания сигнализации.

Бесшумный блок питания:

Для многих цепей аудиоусилителей помехи могут стать помехой, даже правильное заземление иногда не может решить эту проблему.

Тем не менее, мощный транзистор и несколько конденсаторов при подключении, как показано, определенно могут решить эту проблему и обеспечить требуемую мощность без фонов и пульсаций для всей схемы.

Защелка установки-сброса:

В этой схеме также используется очень мало компонентов, и она точно устанавливает и сбрасывает реле и выходную нагрузку в соответствии с входными командами.

Нажатие верхнего выключателя включает цепь и нагрузку, а нажатие нижней кнопки отключает питание.

Простой таймер с задержкой

Очень простую, но очень эффективную схему таймера можно разработать, включив всего два транзистора и несколько других компонентов.

Нажатие кнопки ВКЛ мгновенно заряжает конденсатор емкостью 1000 мкФ и включает транзисторы и реле.
Даже после отпускания переключателя цепь держится в этом положении до полного разряда C1. Временная задержка определяется значениями R1 и C1. В текущем дизайне это около 1 минуты.

Тестер кристаллов:

Кристаллы могут быть совершенно незнакомыми компонентами, особенно для новичков в электронике.

Показанная схема представляет собой стандартный генератор Колпитца, включающий кристалл для возбуждения колебаний.

Если подключенный кварц исправен, это будет указано горящей лампочкой, неисправный кварц будет держать лампу закрытой.

Предупреждающий индикатор уровня воды:

Больше не нужно выглядывать и нервничать из-за переполненных резервуаров для воды.

Эта схема будет издавать приятный тихий жужжащий звук задолго до того, как ваш бак переполнится.

Нет ничего проще, чем этот. Продолжайте следить за этими маленькими гигантами, я имею в виду простые схемы с огромным потенциалом.

Прибор для проверки стабильности рук:

Уверены в ловкости рук? Настоящая схема определенно может бросить вам вызов.

Соберите эту схему и просто попробуйте надеть суженное металлическое кольцо на плюсовую клемму питания, не касаясь ее.
Жужжащий звук из динамика вызовет у вас «дергание рук».

Светочувствительный переключатель:

Список деталей приведен здесь

Если вы заинтересованы в создании недорогого светочувствительного переключателя, то эта схема именно для вас.

Идея проста, наличие света выключает реле и подключенную нагрузку, отсутствие света делает с точностью до наоборот.

Нужны дополнительные пояснения или помощь? Просто продолжайте публиковать свои ценные комментарии (комментарии требуют модерации, их появление может занять некоторое время).

Простая схема тестера

Пассивное тестирование электронной схемы кажется довольно простой задачей. Все, что вам нужно, это действительно омметр.

К сожалению, работать с этим типом полупроводниковых устройств на самом деле не рекомендуется. Выходные токи, вероятно, повредят полупроводниковые переходы.

Тестер, описываемый в этой статье, прост в изготовлении и обладает тем преимуществом, что в тестируемой цепи можно подать не более 50 мкА.

Поэтому его можно использовать для большинства стандартных ИС и полупроводников, включающих элементы на основе МОП. Индикация осуществляется через небольшой громкоговоритель, чтобы в процессе тестирования не требовалось постоянно обращаться к тестирующему устройству, а не концентрироваться на контрольных точках.

Транзисторы Т1 и Т2 составляют базовый НЧ-генератор, управляемый напряжением, с динамиком, работающим как нагрузка. Частота генератора формируется конденсаторами C1, R1, R4 и внешним сопротивлением между измерительными выводами. Резистор R3 — коллекторное сопротивление Т2; C2 ведет себя как низкочастотная развязка этого конкретного резистора.

Как упоминалось ранее, тестер никогда не причинит никакого вреда проверяемой цепи; в качестве альтернативы лучше всего включить диоды D1 и D2, чтобы тестируемая схема никоим образом не могла противостоять повреждению частей тестера. Пока у вас нет электрического соединения между тестовыми контактами, цепь абсолютно не потребляет ток. Тогда срок службы батареи может быть примерно таким же, как срок годности батареи.

Индикатор заднего фонаря автомобиля с предохранителем

Для тех, кто хочет быть уверенным, что фары в их автомобиле находятся в отличном состоянии, эта схема, вероятно, является лекарством. Это довольно просто и предлагает честную индикацию в любое время, когда конкретный свет перегорает или перестает работать. По отношению к току, потребляемому лампой L, на сопротивлении Rx возникает падение напряжения.

Это падение напряжения должно составлять около 400 мВ, что может помочь определить значение R. Например, если это задние фонари, где пара ламп 10 Вт 12 В может быть параллельна, Rx может быть получилось, как указано ниже:

Ток может быть выражен как P/V = 20/12 = 1,7 А

Тогда Rx можно рассчитать как V / I = 0,4 / 1,67 = 0,24 Ом

T2 может быть BC557

Из-за того, что 400 мВ падение развивается на RX, T1 обычно включается, что приводит к отключению T2. В случае перегорания одного из задних фонарей ток через Rx снижается наполовину, что составляет 0,84 Ампер. Падение напряжения на Rx в этой точке составляет 0,84 x 0,24 = 0,2 В.

Это напряжение выглядит заметно минимальным для активации T1, что означает, что этот T2 теперь получает базовый ток через R1, и светодиод загорается. Чтобы получить эффективную индикацию отказа ламп, предлагается использовать одиночную схему детектора, поскольку может быть только пара ламп.

Тем не менее, вполне допустимо использовать один светодиод для нескольких датчиков: D1 и R3 работают совместно со всеми датчиками, а коллекторы всех транзисторов T2 могут быть соединены друг с другом. R3 должен быть 470 Ом для схемы 12 В и 220 Ом для процедуры 6 В.

Простой регулируемый регулируемый источник питания

Очень простой регулируемый источник питания со стабилизированным выходом может быть построен всего из пары транзисторов, как показано ниже:

Транзисторы T1 и T2 образуют пару Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления по току для управления выходным напряжением. Поскольку конструкция представляет собой эмиттерный повторитель, выходное напряжение эмиттера следует за базовым напряжением, что означает, что изменение базового напряжения пропорционально изменяет выходное напряжение эмиттера.

R1 вместе со стабилитроном определяет базовое напряжение Дарлингтона, которое в свою очередь обеспечивает эквивалентное выходное напряжение эмиттера.

R1 и стабилитрон можно зафиксировать по желанию, выбрав значения в соответствии со следующей датой:

Печатная плата Исполнение приведенного выше транзисторного стабилизированного источника питания можно увидеть на следующем рисунке.

Простая схема усилителя мощности 30 Вт

Эта простая схема усилителя мощности 30 Вт на полностью транзисторах может использоваться для питания небольших акустических систем от USB или мобильных источников музыки Ipod. Устройство обеспечит великолепное звучание усиленной музыки, достаточное для любой небольшой комнаты.

Уровень искажений для этой 30-ваттной схемы транзисторного усилителя значительно снижен, а стабильность потрясающая.

Конденсатор C7 расположен так, чтобы компенсировать фазовый сдвиг выходных транзисторов. Значение R1 уменьшено до 56 кОм, а дополнительная развязка с помощью резистора 47 кОм и конденсатора 10 мкФ включена последовательно с высокопотенциальной стороной R1 и плюсом питания.

Выходное сопротивление минимально, так как T5/T7 и T6/T8 работают как силовые дарлингтоны. Управляющий усилительный каскад эффективно выдает входное напряжение 1 В RMS.

Благодаря пониженной входной чувствительности усилитель обеспечивает отличную стабильность, а его уровень чувствительности к фону минимален. Значительная отрицательная обратная связь через резисторы R4 и R5 гарантирует снижение искажений. Оптимальное допустимое напряжение питания 42 В.

Схема питания должна быть выполнена в виде стабилизированного блока питания усилителя. Помимо представленных радиаторов, транзисторы 3nos 2N3055 необходимо охладить, зажав их на металлическом корпусе с помощью слюдяных изолирующих шайб. Стол блока питания предназначен для стерео.

Электрические характеристики схемы усилителя мощностью 30 Вт приведены ниже:

Полный список деталей для указанной выше схемы усилителя

Задержка выключения освещения салона автомобиля

может включать внутреннее освещение через некоторое время после того, как двери были заперты, что позволяет водителям легко пристегнуть ремни безопасности и повернуть ключ зажигания. Простая схема выключения с задержкой, показанная ниже, может идеально использоваться для реализации этой функции.

Когда двери закрыты, дверной контакт размыкается, отключая базу транзистора от линии заземления vi D3. Это нарушает смещение земли для транзистора pnp. Тем не менее, реле все еще удерживает некоторое время из-за C1, который позволяет току базы BC557 проходить через C1 и катушку реле, пока в конечном итоге C1 полностью не зарядится и не отключит транзисторы и реле.

7-сегментный дисплей Контроллер освещения Цепь

Типовой ток 7-сегментного дисплея должен быть ограничен примерно до 25 мА, что обычно осуществляется с помощью последовательных резисторов. При наличии резисторов невозможно дальнейшее изменение подсветки дисплея. Схема, показанная здесь, альтернативно питает дисплей от регулируемого источника напряжения, построенного на схеме эмиттерного повторителя.

Подсветка светодиодов дисплея изменяется в зависимости от настроек регуляторов напряжения P1 (грубая) и P2 (точная), примерно в пределах от 0 до 43 вольт, точная настройка имеет решающее значение из-за диодной характеристики светодиода.

При регулировке подсветки дисплея выходное напряжение сначала фиксируется на минимальном уровне, после чего постоянно увеличивается до нужной яркости.

Общий ток для любого 7-значного дисплея не должен превышать 1 А, чтобы обеспечить безопасный и надежный ток сегмента 25 мА (7 сегментов по 25 мА для 6 цифр). Выбор последовательного транзистора (T1) определяется его рекомендуемыми характеристиками рассеяния.

Работа реле при более низком напряжении питания

Как только реле работает с номинальным напряжением, оно фактически способно удерживать активацию даже при значительном снижении управляющего напряжения. Пониженное напряжение позволяет реле работать оптимально, но при этом экономить энергию.

Однако начальное напряжение должно быть близко к указанному на реле напряжению, иначе реле может не сработать.

Схема, описанная ниже, позволяет реле включаться при питании ниже номинального, гарантируя, что при включении напряжение увеличивается с помощью схемы удвоения напряжения с диодом/конденсатором. Это повышенное напряжение обеспечивает требуемое более высокое начальное питание реле. Как только активация завершена, напряжение падает до нижнего значения, что позволяет реле удерживать и работать с уменьшенной экономичной мощностью.

Простой двухтранзисторный генератор

Этот небольшой экспериментальный двухтранзисторный генератор может легко создавать слышимые частоты в диапазоне от 100 Гц до 2 кГц, работая с небольшим громкоговорителем. Цепь может питаться от 4 батарей типа АА или постоянного источника питания 6 вольт. Технические характеристики тока для этой цепи определяются напряжением источника питания и сопротивлением используемого громкоговорителя, и обычно диапазон может составлять от 10 до 300 мА.

Потенциометр P1 задает спектр рабочих частот, который устанавливается в широком диапазоне значений. Можно попробовать потенциометры до 1 МОм, преобразовав нижний регулятор частотного диапазона примерно до 10 Гц. C1 также может быть изменен, и значения между 0,01 мкФ и 0,22 мкФ могут подойти для тестирования.

Большие значения C1 будут генерировать частоты в нижнем спектре диапазона. Схема очень хорошо работает в таких приложениях, как будильники, видеоигры, игрушки и для получения дополнительной информации о транзисторных генераторах.

Лампа-мигалка на полевых транзисторах

Простая схема лампы-мигалки создана с использованием пары полевых транзисторов, которые собраны вместе как базовый нестабильный мультивибратор. Эти транзисторы работают попеременно и включают и выключают две лампы.

Значения R/C, показанные на диаграмме, фиксируют частоту мигания примерно на уровне 1/3 Гц. Просто регулируя значения резистора или конденсатора, можно получить практически любую скорость мигания. Для использования ламп с более высоким номиналом вы можете подключить большее количество МОП-транзисторов параллельно, без использования каких-либо конкретных частей, зависящих от тока.

Лампы могут представлять собой типичные лампы от 12 В до 14 В с сопротивлением 6 Ом и холодной нитью накала. Всякий раз, когда используется 12 вольт, пусковой ток, используемый схемой, будет 2 ампера. Одна и та же лампа после включения и выключения будет работать при токе всего 200 мА.

Двойная светодиодная мигалка

Нестабильный транзистор, часто называемый генератором прямоугольных импульсов, представляет собой гибкую схему. Для иллюстрации на диаграмме ниже показано, как это может мигать парой светодиодов (LED) один раз в секунду. Значения постоянной времени резистивно-емкостных конфигураций R4 и C1 и R3 и C2 определяют частоту мигания.

Светодиоды подключены последовательно к коллекторам транзисторов Q1 и Q2, и оба стробоскопа включаются и выключаются в равномерном противофазе. Изменение значений R4 и C1 или R3 и C2 будет изменять частоту мигания. Чтобы преобразовать схему в сигнальную лампу с одним светодиодом, поменяйте местами один из светодиодов с помощью короткой перемычки.

9-вольтовая схема мигающего неонового шара

Мигающие неоновые шары используются во многих приложениях, но их довольно высокое рабочее напряжение не позволяет использовать их в ситуациях, когда нет доступа к сети.

Предлагаемая схема неонового светового шара позволяет питать неоновые лампы от низковольтного источника постоянного тока. Напряжение, необходимое для зажигания неоновой лампы, достигается через обычный понижающий трансформатор 240-6,3В, подключенный в обратном порядке. Разряд батареи схемы довольно низкий, который может составлять от 1 до 2 миллиампер по отношению к 9-вольтовой батарее.

Q1 — однопереходный транзистор, настроенный на работу в качестве релаксационного генератора. Его функциональная частота устанавливается сетью R2-C1. Импульсы, генерируемые UJT Q1, подаются на транзистор Q2, который затем переводит транзистор Q3 в режим насыщения.

Резкое увеличение тока, возникающего в обмотке трансформатора 6,3 В из-за перехода Q3 в режим насыщения, вызывает высокое напряжение во вторичной обмотке трансформатора, вызывая мигание неоновой лампы. Диод D1 предназначен для защиты транзистора от скачков высокого напряжения, вызванных индуктивным переключением трансформатора.

Простая схема звукового сигнала

Эта простая схема звукового сигнала построена на основе асимметричного мультивибратора, инициализируемого с помощью кнопки. Громкоговоритель представляет собой крошечную деталь с импедансом катушки от 25 до 40 Ом. Вы также можете использовать наушники с импедансом около 500 Ом вместо рекомендованного динамика.

Резистор R1 можно использовать для регулировки диапазона звуковых частот бипера. Вы можете использовать любой кремниевый, NPN, низкочастотный, малосигнальный транзистор для Q1, например, AC127, BC107, BC108 и т. д., а для Q2 можно попробовать любой PNP-транзистор, такой как 8550, 2N2907, BD140 и т. д. Характеристики батареи могут соответствовать току стока Q2.

Однотранзисторная схема низких/высоких частот

Эта базовая схема с одним транзистором обеспечивает усиление примерно на 15 дБ на частоте 100 Гц или ослабление на частоте 15 кГц. В этой простой схеме низких и высоких частот используется малошумящий аудиотранзистор общего назначения, а выходной сигнал может быть напрямую подключен к регулятору громкости любого усилителя мощности, где обычно настраивается регулятор тембра.

Коэффициент усиления этой однотранзисторной схемы управления тембром близок к единице при измерении с регуляторами, отрегулированными в «плоском» положении.

Усилитель класса А

На самом деле это усилитель класса А, что означает, что он может управлять нагрузкой с импедансом более 65 Ом, например небольшим динамиком или гарнитурой. Усилитель потребляет ток покоя около 20 миллиампер. И наоборот, увеличив значение R3, этот сток можно было бы уменьшить. Транзисторы Q1 и Q2 настроены как усилители с общим эмиттером, при этом выход Q1 напрямую связан со входом Q2.

Общий коэффициент усиления по напряжению этой схемы составляет около 80 дБ. Обратите внимание, как конденсатор C3 разъединяет резистор R3, эмиттерную нагрузку Q2, так что напряжение эмиттера Q2 соответствует среднему напряжению коллектора Q1.

Используя R2, ​​базовое смещение для Q1 получается от эмиттера Q2. Отрицательная обратная связь по постоянному току стабилизирует смещение в этой установке. Громкость схемы регулируется входным потенциометром R4.

Цепь ограничителя шума

Звуковой шум может раздражать, особенно при попытке прослушивания плохого вещательного канала. Вы можете обнаружить, что нежелательный фоновый шум полностью заглушает сигнал вещания, делая его непригодным для использования. Для решения этой проблемы можно использовать схему ограничителя шума на транзисторах, изображенную на схеме ниже.

С помощью потенциометра R3 и сигнал, и шум передаются на усилитель Q1 в этой цепи. Эти сигналы одинаково усиливаются транзистором Q1, однако диоды D1 и D2 ограничивают размах колебаний выходного сигнала Q1 примерно до 1,2 В.

Пики шума не превысят выходной сигнал, если R3 установлен так, что выходной сигнал увеличивается до этого пикового уровня. В результате уровень сигнала может быть более четким и понятным.

Генератор частоты ударов BFO

Индуктивно-емкостные (LC) генераторы находят широкое применение в испытательном оборудовании и практических схемах. Гетеродин, иногда называемый генератором частоты биений или BFO, может быть построен с использованием одного BJ, как показано на рисунке ниже.

Коллекторная нагрузка транзистора Q1 представляет собой модифицированный преобразователь промежуточной частоты 465 кГц, который устроен как традиционный генератор Хартли. Когда встроенный настроечный конденсатор трансформатора удаляется, переменный конденсатор C1 преобразуется в регулятор настройки генератора переменной частоты. Выходная частота может быть установлена ​​в диапазоне от 465 кГц до 1,7 МГц.

Когда радиостанция, способная обнаруживать частоты вещательного диапазона, расположена рядом со схемой генерации сигнала, она будет улавливать частоту колебаний. Нота биения может быть слышна, если генератор сигналов настроен на промежуточную частоту радио. В результате можно было легко принимать непрерывные или однополосные передачи.

Простейший металлоискатель

Следующая принципиальная схема с одним транзистором представляет собой разновидность вышеупомянутой идеи BFO, однако она не включает вторичную обмотку трансформатора. В сочетании с находящимся поблизости радиоприемником, действующим как детектор и усилитель, схема превращается в обычный искатель металлических предметов.

Катушка генератора L1 состоит из прочной намотки 30 витков провода на пластиковую основу или катушку диаметром от 3 до 4 дюймов. Когда трехжильный кабель подключает его к цепи, он превращается в поисковую головку или сенсорную катушку. Когда вы используете схему в качестве традиционного металлоискателя с подметанием земли, поисковую головку или датчик можно поместить на нижний конец длинного деревянного или пластикового шеста.

Обнаружение зарытых богатств или армейских мин с помощью как минимум нескольких металлических частей может быть выполнено с использованием идентичных схем. Если вы хотите обнаружить металлические трубы или провода, скрытые кирпичными, деревянными или оштукатуренными стенами, всю схему можно хранить в переносном ящике. Для работы схемы искателя объекта требуется наличие металлического корпуса, который будет конфликтовать с электромагнитным полем катушки L1.

Вторгающийся объект влияет как на значение индуктивности L1, так и на частоту поля. Портативная широковещательная радиостанция с батарейным питанием, поднесенная ближе к цепи локатора, может точно определить местонахождение металлического предмета. Он обнаруживает изменение частоты и издает громкий визг.

Чтобы послушать низкочастотный ритм или трепетание из динамика радио, сначала настройте радио на местную станцию. Затем настройте C1, чтобы наблюдать низкочастотный биение или чириканье из динамика радио. Если локационная схема расположена близко к скрытому металлическому объекту, ритм резко изменится.

Преобразователь 9 В в 300 В с использованием одного транзистора

На следующем рисунке снова генератор Хартли используется в качестве преобразователя постоянного тока в постоянный. Он имеет возможность преобразовать выход 9-вольтовой батареи в 300-вольтовый постоянный ток. Т1 — это трансформатор, который преобразует 9-0–9 вольт в 250 вольт. Индуктивность генератора (L) образована его первичной обмоткой.

На вторичной обмотке T1 подача 9 В повышается примерно до 350 В. Однополупериодный выпрямительный диод D1 выпрямляет эту форму волны и заряжает конденсатор C4. При токе нагрузки в несколько миллиампер выходное напряжение падает примерно до 300 вольт при постоянной нагрузке.

Предупреждение: поскольку C4 не является постоянно заряженным, он может накапливать и разряжать сильный, но несмертельный разряд для любого новичка.

Логический пробник

Наше следующее устройство — двухтранзисторный логический пробник, также известный как датчик положительного напряжения. При подключении к положительному потенциалу звучит зуммер и загорается светодиод.

Соединение Дарлингтона между транзисторами Q1 и Q2 обеспечивает чрезвычайно высокое входное сопротивление схемы.

Светодиод и пьезоизлучатель питаются от общего выхода коллектора транзисторов. Транзисторы включаются и выдают визуальные и звуковые выходные сигналы, как только датчик обнаруживает положительное напряжение выше примерно 1,5 вольт (высокий логический уровень).

Для функционирования логического пробника отрицательный вывод пробника необходимо подключить к общей или отрицательной шине питания тестируемой печатной платы.

Схема легкого музыкального генератора

ПРИМЕЧАНИЕ. Поменяйте местами транзисторы T1 и T2. Значение T1 следует заменить на 2N2222, а T2 следует заменить на 2N2907

. Это странное устройство на транзисторах, иногда известное как аудиодетектор света, преобразует световую энергию в мелодию. Просто поместив его рядом с лампочкой, динамик сразу же начнет издавать звуки.

Простые движения рук между фоновым светом и LDR можно использовать для создания музыки. Этот метод разделения световых лучей изменяет количество света, достигающего чувствительного LDR, что, в свою очередь, генерирует различные звуковые тона.

Приложив немного усилий, вы быстро сможете генерировать известные мелодии из схемы.

Этот осциллятор на самом деле не является осциллятором с обнаружением света. Для питания динамика и транзисторов предусмотрена встроенная 9-вольтовая батарея. LDR просто изменяет сопротивление смещения транзистора T1.

В результате получилось устройство, генерирующее разнообразные звуки с одинаковой интенсивностью. Кстати, вы обнаружите, что генерируемый тон становится тем выше, чем сильнее становится источник света (например, под прямыми солнечными лучами). Лучший способ рассеивать свет — позволить ему пройти сквозь пальцы.

Универсальный генератор сигналов

Вам нужен практичный, но недорогой генератор аудиосигналов на транзисторах для проверки ваших аудиопроектов? Возможно, вы хотели бы, чтобы некоторые из ваших сломанных радиоприемников и усилителей снова заработали?

Какими бы ни были ваши потребности, этот удобный небольшой генератор сигналов обладает всеми функциями, доступными в более дорогих коммерческих моделях, что делает его идеальным инструментом для устранения общих неисправностей.

Для этого простого генератора сигналов на основе транзисторов требуется два управляющих потенциометра: R2 для изменения выходного тона или звуковой частоты и R3 для работы в качестве потенциометра «уровня».

Может быть сконструирован в компактном алюминиевом корпусе Mini-box. Как только он будет завершен, вы можете настроить свой генератор сигналов, просто сравнив его выход с проверенным источником, например, с другим генератором.

Схема генератора эхо-эффекта

Эта конструкция с одним транзистором добавит интересным эхо-эффектам любой низкий уровень музыки. Различные конденсаторы, установленные вокруг выводов коллектора и эмиттера транзистора, гарантируют, что транзистор не проводит мгновенно, а проводит с мягким эффектом реверберации.

Регулятор потенциометра можно настроить, чтобы отрегулировать эффект эха до желаемого уровня.

Цепь металлодетектора с разностным резонатором

– Реклама –

Здесь описана простая схема металлодетектора, которая может обнаруживать металлические проводники поблизости на расстоянии от 25 до 30 миллиметров. С помощью этой схемы можно обнаружить скрытые металлические объекты, такие как металлическая фольга, заключенная в пластиковую крышку, например, тюбики из-под зубной пасты, а также небольшие объекты, такие как наконечники для наполнения, изготовленные из магнитных материалов. Однако очень тонкая металлическая фольга может остаться незамеченной из-за большого сопротивления.

Цепь металлоискателя

Схема основана на принципе дифференциального резонатора и состоит из инверторов, детекторных катушек, конденсаторов и транзисторов, как показано ниже.

Схема металлодетектора

Вы можете сконструировать модель с большим радиусом действия на тех же принципах, используя катушки детектора большей мощности и большего размера.

Теория работы

– Реклама –

Работа этого металлоискателя основана на обнаружении магнитного поля, создаваемого вихревыми токами, генерируемыми в проводнике, когда он находится в переменном магнитном поле. Цепь детектора образована катушками L1, L2 и L3. Катушки L1 и L2, каждая из которых имеет по 200 витков эмалированного медного провода 44SWG (диаметр 0,08 мм), намотаны на стержень для гелевой ручки. Два небольших ферритовых стержня вставляются в стержень гелевой ручки и закрепляются с обоих концов с помощью клея, как показано здесь.

Катушка детектора в сборе

Закрепите заправку на основании (опоре), например на небольшой печатной плате общего назначения, с помощью клея. Закрепите печатную плату стержня гелевой ручки на одном конце катушки с припоем весом 50 г таким образом, чтобы стержень находился в центре катушки.

Катушка L3, состоящая из 200 витков эмалированного медного провода 25SWG (диаметром 0,5 мм), намотана на бобину с припоем. Переменное магнитное поле, создаваемое в катушке L3, индуцирует ток в катушках L1 и L2. Катушки L1 и L2, включенные последовательно, вместе с конденсатором С1 образуют разностный резонатор. Саму катушку L3 приводят в резонанс, возбуждая ее прямоугольным сигналом с частотой, примерно равной резонансной частоте LC-контура, образованного внешней катушкой L3 и конденсатором C2.

Прямоугольная волна генерируется генератором, образованным вентилями N1 и N2 (ИС CD4069). Затворы с N3 по N6 действуют как буферы для управления внешней катушкой L3. Это создает синусоидальный ток в катушке L3, создавая синусоидальное магнитное поле, взаимно связывающее две внутренние катушки.

Работа цепи

Когда металл (проводник) подносится к одной из внутренних катушек, скажем, L1, вихревые токи в проводнике уменьшают магнитный поток в катушке L1, уменьшая индуцированную электродвижущую силу (ЭДС). Это означает, что две катушки создают разностный сигнал из-за наличия проводящего объекта (металла) рядом с катушкой L1, как показано на схеме. Катушки L1 и L2 подключены так, что разность ЭДС индукции поступает на транзистор Т1 через конденсатор С4. Транзистор Т1 выполнен в виде небольшого усилителя сигнала.

Усилитель смещен с помощью большого базового резистора сопротивлением 1 МОм. Сигнал разности переменного тока появляется непосредственно на переходе база-эмиттер транзистора T1, вызывая изменения тока эмиттера. Это приводит к изменению напряжения на коллекторе T1, что заставляет транзистор T2 зажигать LED1.

Небольшой сигнал, создаваемый магнитным полем вихревых токов в небольшом куске металла, таком как винт или гайка, достаточен для запуска T2 через T1.

Обычно ферритовые стержни в катушках L1 и L2 настраиваются таким образом, чтобы разностный сигнал от них был минимальным. В этой конкретной конструкции можно отрегулировать сигнал до напряжения синусоидальной волны всего 5 мВ. Транзистор T2 играет роль электронного переключателя для управления LED1, который действует как визуальный индикатор при обнаружении металла.

Таким образом, когда детектор в сборе приближается к проводнику, загорается LED1. Вы можете заменить конденсаторы C1 и C2 методом проб и ошибок и зафиксировать значение максимальной чувствительности, чтобы выбрать резонансную частоту и управлять генератором (N1 и N2) на этой частоте. Здесь была выбрана частота 55 кГц.

Примечание:

Убедитесь, что два резонатора (один образован последовательными L1 и L2, а другой – L3) имеют примерно одинаковую резонансную частоту.

Резонансная частота LC-цепи определяется по формуле:

Частота RC-генератора с использованием затворов определяется по формуле:

Вы можете изменять значения резисторов R5 и C3, используя переменные резисторы и конденсаторы для точной настройки частоты.

Конструкция и испытания

Соберите схему металлоискателя на печатной плате общего назначения и поместите в подходящий небольшой корпус. Заделайте все четыре клеммы катушек на основании печатной платы для подключения катушек к главной цепи. Стержень гелевой ручки должен быть достаточно прочным. Надежно закрепите его внутри шпульки с помощью немагнитных и непроводящих материалов. Ферритовые стержни также должны быть надежно закреплены на своих местах с помощью синтетической эмали. Даже незначительное непреднамеренное смещение может резко нарушить баланс резонатора. Поэтому рекомендуется использовать ферритовый стержень винтового типа.

Авторский прототип

Для сборки катушки детектора сначала вставьте один из ферритовых стержней в передний конец детектора так, чтобы он находился прямо внутри трубки для заполнения гелем. Теперь вставьте второй ферритовый стержень в другой конец трубки. В этот момент LED1 должен ярко светиться. Очень медленно вставьте ферритовый стержень внутрь трубки, наблюдая за светодиодом 1. Как только LED1 погаснет, прекратите толкать стержень, отметьте положение стержня и закрепите его в трубке с помощью клея. Теперь детектор хорошо настроен и готов к работе.

---

Проект был впервые опубликован в октябре 2011 года и недавно был обновлен.

Схема металлодетектора

Самодельный металлодетектор с микроконтроллером PIC12F1572 (или PIC12F1840).

 

Это открытый самодельный аппаратный проект. На основе этой схемы можно сделать как пинпоинтер, так и полноразмерный металлоискатель.

Портировано на PIC12F1572 6.08.2107. PIC12F1840 также можно использовать.

Рис. 1. Схема:

Особенности:

• Очень прост в сборке.
• Поисковая катушка представляет собой простую монокатушку, не требующую регулировки. Просто используйте стандартную катушку индуктивности или самостоятельно намотайте несколько витков провода и приступайте к поиску.
• Обнаружение режима движения, алгоритм поиска автоматически адаптируется к параметрам катушки и определяет их изменение во времени. Так что ручной настройки нет.
• Различие между разными металлами. Цветные металлы имеют более низкий тон, чем черные металлы.
• Светодиодная индикация включения питания.
• Кнопочный переключатель ВКЛ/ВЫКЛ
• Низкое энергопотребление 20-50 мА
• Работает напрямую от 4 NiMH аккумуляторов
• Основные функции дискриминации. Золото звучит немного иначе, чем железо.
• Разъем для внутрисхемного программирования (ICSP) для простой загрузки прошивки. НОВЫЙ!

  Я продолжаю преследовать свою первоначальную цель: максимально упростить схему с минимальным количеством компонентов, но при этом обеспечить хорошую чувствительность. Причина, по которой я публикую все подробности, заключается в том, что я хочу, чтобы другие также получили пользу от тяжелой работы, которую я уже проделал.

Файлы проекта:

Версия 3.00:

• Файл схемы в формате pdf здесь:metaldetector.pdf
• Черно-белая версия схемы (лучше для печати): metaldetector_bw.pdf
• Список деталей:partslist.pdf
• Файлы проекта Kicad (схема и плата Ver3.00): Kicad_project_files

Быстрая ссылка на техническое описание PIC12F1840: 41441B.pdf

Исходный код микропрограммы версии 1.80: firmware180.zip; HEX-файл для PIC:metaldetector_hex.zip

 

Катушка:

Эта схема протестирована на работу с различными катушками. Программный алгоритм автоматически адаптируется к параметрам катушки.

Основная катушка диаметром 20 см и 27 витков 0,74 мм ² медного электромонтажного провода. Обычный медный провод с изоляцией диаметром 0,5 мм или меньше также подходит. В интернете есть много хороших инструкций по изготовлению катушек.

Индуктивность катушки в цепи дана только для справки. Вы можете использовать различные катушки с различной индуктивностью. Цепь должна работать. Возможно, разумный диапазон составляет от 150 мкГн до 470 мкГн. Сопротивление катушки в пределах от 0,25 до 2 Ом.

Для пинпоинтера предпочтительно использовать стандартную катушку с ферритовым сердечником. Я обнаружил, что 470 мкГн и 1,8 А 0,28 Ом работают нормально.

 

Фон:

Однажды я решил, что мне нужен металлоискатель. Мотивация к этому возникла из-за того, что я неоднократно распиливал спрятанный внутри дерева металл моей бензопилой и испортил цепь пилы. Логичным шагом было приобрести металлоискатель. Затем я исследовал рынок металлоискателей. И, конечно же, обнаружил, что дешевые, вероятно, дерьмо, а лучшие я не могу себе позволить. Потом поискал в сети металлоискатели своими руками. Вскоре я понял, что все доступные схемы не для меня. Что ж, микроконтроллеры существуют всегда, и эти маленькие устройства такие дешевые и относительно мощные. Так зачем создавать металлоискатель древней конструкции с несколькими операционными усилителями, кучей резисторов и других компонентов. Конечно, сегодня мы можем добиться большего успеха — мы можем сделать это с одним 8-контактным микроконтроллером PIC и очень небольшим количеством внешних компонентов! Думаю, когда-нибудь я сделаю отдельную статью о своей лесопильной системе.

Итак, вот как построить хороший металлоискатель, заплатив только за микроконтроллер, все остальные компоненты и провод катушки можно достать из дерьма электроники, валяющегося повсюду, и если вы хотите запрограммировать PIC самостоятельно, вам понадобится программатор, совместимый с PIC12F1840. Я лично использую PICKIT3. Я купил PICKIT3, потому что, к сожалению, обнаружил, что PIC12F1840 не поддерживается моими программистами JDM и Parallel TAIT. Если у вас нет программатора, вы можете приобрести предварительно запрограммированный микроконтроллер в моем магазине.

Техническое описание:

Я называю этот датчик типа “Детектор затухания импульсных колебаний” или просто “ Детектор импульсных колебаний “. В принципе, он вдохновлен широко известными детекторами импульсной индукции. Импульс тока подается на катушку, а затем измеряется отклик. В моей схеме детектора катушка не сбрасывается демпфирующим резистором, как в обычных детекторах с импульсной индукцией. На катушку подается импульс сильного тока, и после прекращения импульса в колебательном контуре, образованном поисковой катушкой и параллельным ей конденсатором, возникают колебания. Это колебание, между прочим, относительно ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Поэтому вся цепь должна быть хорошо изолирована, чтобы избежать поражения электрическим током! В этом случае колебание, конечно, быстро затухает из-за потерь и из-за того, что подача энергии в цепь прекращается. В основном это постоянные резистивные потери в цепи генератора, а кроме того есть потери на ВИХРЕВЫЕ ТОКИ в возможной металлической мишени. Микроконтроллер просто должен измерить время затухания, чтобы обнаружить различия в потерях цепи генератора. И в любом случае, если резистивные потери постоянны, любое другое изменение времени затухания означает, что рядом с катушкой находится МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МИШЕНЬ.

Частота колебаний катушки примерно определяется индуктивностью катушки и емкостью параллельного конденсатора. Частота также незначительно меняется в зависимости от свойств целевого металла. Целевые объекты из ферромагнитного металла уменьшают частоту свободных колебаний, а немагнитные металлы увеличивают частоту колебаний. Таким образом, с помощью этого метода даже можно различать цели, и эта функция включена в последнюю прошивку.

Максимальное напряжение колебаний также зависит от значения C1. Конденсатор C1 выбран таким образом, чтобы напряжение на катушке никогда не превышало 150 В, номинальное напряжение МОП-транзистора. Мосфет, который я использую в последней рабочей установке, – IRLI630. Большинство приводов логического уровня и полевые транзисторы на 150 В должны работать. Следует избегать лавины Mosfet, возможно, это не очень стабильная рабочая область. МОП-транзисторы с более высоким напряжением всегда имеют большее сопротивление в открытом состоянии, что, в свою очередь, ограничивает максимальный ток для данного напряжения питания. Разумно выбрать мосфет-транзистор с максимальным напряжением 200В, если напряжение питания 4,8В от 4 NiMH ячеек.

 

Рис. 2. Одноимпульсное напряжение поисковой катушки.

 

В моей конструкции импульсы возникают с интервалом в 2 миллисекунды. Длительность импульса 140 мкс. Синхронизация импульсов контролируется микроконтроллером PIC, а полевой МОП-транзистор напрямую управляется выходным контактом PIC через R3. Импульсный ток катушки ограничивается только сопротивлением MOSFET во включенном состоянии и сопротивлением поисковой катушки. Это делает импульсный ток как можно более высоким — больше чувствительности. В то же время, поскольку импульсы очень короткие, среднее потребление тока в цепи очень низкое – нет необходимости носить с собой огромные батареи.
Используйте ТОЛЬКО 4 элемента NiMH или NiCd для питания этой цепи! Схема ограничения напряжения питания отсутствует, а напряжение четырех щелочных батарей будет 6В, что слишком много для PIC-микроконтроллера!

Повторяю: эта схема предназначена для использования 4 последовательно соединенных элементов NIMH (AA или AAA) для питания.

 

 Рисунок 3. Блок-схема стороны приемника:

 Это эквивалентная схема того, что происходит внутри PIC12F1840. Внутренние функции PIC настроены, как показано. Входной контакт настроен на вход компаратора, + вход компаратора внутренне подключен к цифро-аналоговому преобразователю, который обеспечивает опорное напряжение, возможны 32 уровня напряжения между V+ и V-. Выход компаратора внутренне подключен к затвору TIMER1. Эта полезная функция позволяет Таймеру 1 считать только при высоком уровне выходного сигнала компаратора. Затем программа активирует Таймер 1 сразу после окончания импульса катушки и считывает значение с таймера перед запуском нового импульса. И это наше измерение. Timer1 работает на системной частоте 32 МГц и имеет разрешение 31,25 нс.

 Конечно, мы не можем допустить, чтобы сигнал высокого напряжения достиг микроконтроллера. Вот почему существует ограничивающая цепь R4,D2,D3. Диоды Шоттки D2 и D3 сбрасывают избыточное напряжение на шины питания. Таким образом, напряжение, поступающее на вход PIC, всегда находится в диапазоне напряжения питания. Диоды D2 и D3 должны быть типа Шоттки, обычные диоды не достаточно быстродействующие и скорее всего выйдет из строя микроконтроллер. Чтобы быть точным, я также попробовал схему без диодов D1 и D2, и она, похоже, работала хорошо из-за внутренних защитных диодов PIC, но слишком мало тестов, чтобы рекомендовать это.

 

Рис. 4. Форма сигнала ограниченного напряжения на входе микроконтроллера.

 Обратите внимание, что верхняя часть колебания почти полностью ограничена, а нижняя часть ограничена отрицательным питанием V-. Центром колебаний является положительное питание V+.

Прошивка:

Прошивка PIC теперь написана на ассемблере с использованием среды MPLAB X. Когда я начинал проект, я использовал MPLAB IDE v8.83.

Прошивка доводит этот маленький микроконтроллер до предела скорости и в полной мере использует встроенные периферийные устройства PIC. Благодаря превосходным возможностям управления питанием PIC-микроконтроллера стало возможным исключить физическую схему переключателя питания. Все функции управляются одной кнопкой. Когда схема выключена, PIC находится в спящем режиме, и потребление тока практически отсутствует. Во всяком случае, саморазряда намного меньше, чем у NiMH аккумуляторов.

Генератор звука просто использует timer2 для переключения выходов динамиков. Динамик подключен между двумя выходами, потому что это создает своего рода мостовую схему, напряжение удваивается, звук становится сильнее, а сигнал не имеет постоянного смещения.

Используемые ресурсы PIC: прерывания, прерывание при изменении, спящий режим, ЦАП, компаратор, все таймеры (Timer0, Timer1, Timer2).

Активная версия 2.00:

Особенности:

• Небольшое различие между различными металлами. Цветные металлы имеют более низкий тон, чем черный металл (железо).
• Одно нажатие кнопки включает детектор.
• Двойное нажатие на кнопку изменяет режим работы. Имеется 4 режима:

1. Режим дискриминации, стандартный звук включения/выключения
2. постепенный звуковой сигнал (индикация расстояния), теперь с дискриминацией
3. режим дискриминации, менее фильтрованный, чем режим 1
4. беззвучный режим, только светодиод вкл/выкл

• Более длительное нажатие на кнопку выключает детектор

Исходный код версии 2.00 (для PIC12F1572) весь проект MPLAB X:PIC_program_12F1572.X.zip

Исходный код прошивки версии 1.80: firmware180.zip HEX-файл для PIC:HEX-файл (для PIC12F1840)

Более старые версии (пока без дискриминации ):

версия 1.25 с интерфейсом связи RS232 (COM-порт) (10.01.2013) исходный код ассемблера: PO_metaldetector125.zip ver1.25 шестнадцатеричный файл: metaldetector125.hex режим, более длительное нажатие выключает питание.

ver1.10(22.12.2012):metaldetector110.asm ver1.10 шестнадцатеричный файл:metaldetector110.hex Это не рекомендуемая версия, но я пока оставлю ее здесь.

Версия 1.00 :metaldetector100.asm Вер1.00 шестнадцатеричный файл :metaldetector100.hex самая базовая версия, но работает. Никакой дискриминации.

Печатная плата (PCB):

В настоящее время разработано три версии печатных плат.

V1.00 Первая версия была односторонней платой.

Версия V2.00 была двусторонней платой (фактически по дизайну может работать только с нижним слоем), но когда я разработал вторую версию, я преобразовал ее в более новую версию Kicad и перерисовал схему, и случайно поменял местами подключение светодиода и подключение пьезодинамика к контактам PIC (5;6). Поэтому для версии 2.00 нужна слегка модифицированная прошивка. Но я уже успел заказать кучу таких плат на заводе печатных плат. Ни одна из этих досок не отправлена ​​из моего магазина.

V3.00 — двусторонняя плата. Совместим с версией 1.00 со следующими улучшениями:

• C2 и Q1 установлены горизонтально, что позволяет установить схему внутри трубки.
• теперь имеет монтажные отверстия в углах
• крепление переключателя в центральном положении для лучшего крепления стержня кнопки
• Разъем ICSP

Я рекомендую, чтобы PIC был подключен к сокету, хотя плата версии 3 имеет возможность “внутрисхемного последовательного программирования” (ICSP). Размеры печатной платы 30 х 60 мм.

Печатные платы и комплекты деталей также доступны в моем магазине.

Вклад пользователей:

Вот отличная статья Роберта Бейти KF7FTQ о конструкции его катушки и детектора. С его любезного разрешения файл в формате pdf: my_md_article.pdf (5,5Mb)

Вот видео одной из возможных приличных конструкций на ютуб-канале Frozen Toes Entertainment: https://www.youtube.com/watch?v=nS4GWuD5Dk8

Ссылки:

Обсуждение и резервирование информации в форумах:

http://www.geotech2.com/forums/showthread.php?19935-My-Pulse-Oscillation-detector-project

http://www. thunting.com/smf/metal_detectors/diy_pic12f1840_microcontroller_based_metal_detector_project-t38721.0 .html

для общей электроники и микроконтроллеров: http://www.eevblog.com/forum/

Спасибо всем, кто участвует в этих форумах, это очень помогло мне в продвижении этого проекта.

Теперь я надеюсь, что этот сайт содержит всю необходимую информацию для успешной сборки работающего металлоискателя.

Напишите мне, если у вас есть комментарии или вопросы: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Дорога к транзистору

Дорога к транзистору Дорога к транзистору

Джед Марголин

      Транзистор был изобретен в 1947 г. Bell Labs командой Джона Бардина, Уолтера Браттейна и Уильяма Шокли, за что впоследствии получили Нобелевскую премию. Первый транзистор был германиевый точечный транзистор, состоящий из двух тонких электродов в точечном контакте с поверхностью куска германия и с третьим проволока, прикрепленная к основанию.

      Многие из ранних экспериментов состояли из взлома германиевого диода с точечным контактом и методом проб и ошибок найти место, куда можно было бы присоединить третий провод, чтобы устройство имеют выигрыш больше единицы. [Справочник IBM] В то время, в 1947 году, германиевые, а также кремниевые точечные диоды был доступен в течение нескольких лет, и в этом заключается сказка.

      Это началось в 1906 году.

      1906 год был одним из тех лет, когда формировать мир на долгие годы, хотя мало кто, если вообще, осознавал это в то время. 19 октября06, Гринлиф Уиттиер Пикард (внучатый племянник поэта Джона Гринлифа Уиттиера) получил патент на метод прием радиосигналов, которые включали кремниевый диод с точечным контактом. {НАС. Патент 836 531 был подан 30 августа 1906 г. и выдан 20 ноября 1906 г. 1906} Вскоре после этого Генри Данвуди получил патент на систему с помощью точечного детектора из карборунда (карбида кремния). {НАС. Патент 837 616 был подан 23 марта 1906 г. и выдан 4 декабря 19 г.06}.

      Эти детекторы намного превосходили что использовалось. До 1906 года радиосистема (или беспроводной телеграф) как его называли) имел передатчик, состоящий из катушки индуктивности, заряжают током, а затем разряжают через зазор (искровой разрядник). Одна сторона разрядника была заземлена, а другая сторона была подключена к антенне, которая была как можно длиннее и выше. Приемник также использовал антенну (как можно длиннее и выше), которая была подключена к устройству, называемому когерером.

      Когерер, разработанный Эдуардом Бранли в 1890 году представлял собой стеклянную трубку, свободно заполненную металлическими опилками. и с контактами на каждом конце, соединенными последовательно с батареей и некоторыми вид сигнального или регистрирующего прибора. Обычно металлические опилки слишком рыхло упакованы, чтобы проводить ток, но когда электромагнитный сигнал достигли когерера, металлические опилки сливались (сцеплялись) и ток протекал бы по цепи, приводя в действие сигнальный или записывающий прибор.

      К сожалению, когда сигнал прекратился, металлические опилки не вернулись в непроводящее состояние, поэтому трубка нужно было постучать, чтобы быть готовым к следующему сигналу. Продвинутые когереры использовал записывающее устройство, чтобы привести в действие небольшой молоток, чтобы выполнить постукивание.

      Когерер был не очень чувствительным; Это удивительно, что такое странное устройство вообще работало, но именно это устройство который использовался в качестве детектора, когда Маркони пересек Атлантику в 1901. (Конечно, его антенна была 400 футов длиной на конце воздушного змея.) Вы можете см. это в патенте США Маркони {U.S. Патент 586,193 который был подан 7 декабря 1896 г. и выпущен 13 июля 1897 г.  была американской версией его знаменитого британского патента № 7777.}

      Итак, кремниевый точечный диод был изобретен в 1906 году. Почему потребовалось так много времени, чтобы добавить еще один провод, чтобы сделать транзистор? Причин было несколько.

      Одна из причин связана с чем-то другим который был изобретен в 1906, который был результатом чего-то, что произошло в 1883 году.

      В 1883 году Томас Эдисон заметил, что если провод был вставлен в лампочку и подключен к положительному напряжению будет течь ток (эффект Эдисона). Эдисон не стал следить за этим, что было для него непривычно. Вероятно, это было потому, что он был занят настройкой первая в мире коммерческая электростанция. По иронии судьбы Эдисон открыл средства для преобразования переменного тока в постоянный, потому что он был так категорически против переменный ток. Все его генерирующие системы были постоянными, а некоторые из эти системы все еще использовались в некоторых частях Нью-Йорка вплоть до 1940с.

      В 1904 году сэр Джон Амброуз Флеминг запатентовал двухэлектродная вакуумная трубка; другими словами, ламповый диод. Он работал на Эдисона и знал об эффекте Эдисона. {США Флеминга Патент 803 684 был подан 19 апреля 1905 г. и выдан 7 ноября 1905 г.}

      В 1906 году Ли де Форест изобрел триодную вакуумную лампу. {НАС. Патент 879 532, поданных 29 января 1907 г. и выпущенных 18 февраля 1908 г.} Триодная электровакуумная лампа была первым устройством, которое могло усиливать мощность аналоговый сигнал. (Реле, используемые в телеграфной промышленности для «регенерации» сигналы Морзе можно рассматривать как усилители для цифровых сигналов.)

      Согласно его патенту:

“Целью моего изобретения является повышение чувствительности детекторов колебаний, содержащих в своей конструкции газовую среду благодаря конструктивным особенностям и схемным решениям, которые далее более подробно описано.”

Ли де Форест считал свой триод просто как более чувствительный тип диодного детектора. В 1911 году Эдвин Армстронг был первым признал, что триод может работать как усилитель.

      Триодная вакуумная лампа не зацепилась сразу, потому что они были дорогими, недолговечными и не усиливали столько всего. В 1914 году AT&T купила права на использование триода. в радиоприемниках и начал его совершенствовать. Пришла Первая мировая война и еще больше подстегнул развитие.

      Итак, когда точечный диод был изобретенное в 1906 году усиление было новой концепцией, и люди больше интересовались в работе над чем-то, что уже работало лучше, вакуумным триодом.

      Другая причина заключалась в том, что полупроводники требуют высокого уровня чистоты наряду с контролируемым количеством примесей для создания материалов p и n типа. Техника и оборудование не существует; кроме того, люди не знали, что им это нужно. Причина, по которой они не знал, потому что никто не знал, как работают точечные диоды.

      Только в конце 1930-х гг. Вальтер Шоттки в Германии, Невилл Ф. Мотт в Англии и Александр Давыдов в СССР придумали теорию переходов металл-полупроводник: полупроводниковый материал обедняется носителями тока при переход, который создает эффективный барьер для равновесного потока электронов через перекресток. Приложение электрического поля, уменьшающего барьер (более высокий потенциал на стороне полупроводника) позволяет электронам поток, в то время как обращение этого поля еще больше истощает полупроводник носителями, тем самым повышая барьер для потока электронов. И у нас есть диодный выпрямитель.

      Хотя люди не знали, как диоды работали, это не мешало их производству и использованию. До того как радио 1920-х годов было на азбуке Морзе, и большинство радиоприемников работали либо радиолюбителями (любителями), коммерческими станциями, занимающимися передачей сообщения, или военно-морского флота. Вакуумные триоды были слишком дороги для большинства радиолюбителей. поэтому в большинстве их радиоприемников использовались эти кристаллические детекторы. Некоторые не могли себе позволить имеющиеся в продаже детекторы кристаллов и сделанные своими руками с куском кристалл галенита и кошачий ус. Галена – это название сульфида свинца. который является основной рудой свинца. Кошачий ус был на самом деле очень тонкая проволока. Процедура заключалась в том, чтобы установить хорошее соединение с галенитом для один терминал и прощупывать кошачьим усом «золотую середину» для другого терминала.

      Первые электронные лампы не могли производить очень много энергии. После того, как электронные лампы были разработаны до точки где они могли бы производить значительное количество энергии, передача речи и музыки стало возможным, и было создано радиовещание. Производители вакуумных ламп видели в этом способ создать спрос на их продукт, поэтому многие из первых радиовещательных станций были запущены производителями вакуумных ламп. Такие компании, как Radio Corporation Америки.

      Несмотря на то, что вакуумные трубки удерживали центр этап, некоторые исследования в области полупроводников действительно продолжались.

      В 1926 г. в список был добавлен германий. полупроводников. Это был краткий список, состоящий из кремния, селена, и теллур.

      Изобретение выпрямителя на основе оксида меди в 1927 г. Л.О. Грондаль и П.Х. Гейгер. Представлены выпрямители на основе оксида меди хорошая проводимость прямого тока, но плохое номинальное обратное напряжение, около 6 вольт. Однако, поскольку они могли быть построены на пластинах, а не на точечный контакт, большая площадь поверхности означала, что они могли обрабатывать большие тока (около 7 ампер) и некоторое время использовались в зарядных устройствах для аккумуляторов. НАС. Патент 1 640 335 выдан 23 августа 19 г.27 в Грондаль. По какой-то причине Имя Гейгера не указано в патенте. (Спасибо читателю Дейву за нахождение патент и отметив, что на нем нет имени Гейгера.) Это хороший вопрос, почему имя Гейгера не указано в патенте, поскольку ссылка на Гейгера: Л.О. Грондаль, П.Х. Гейгер, «Новый электронный выпрямитель», Proc. AIEE Зима Конвенция, стр. 357, Нью-Йорк, 1927 . [Американский институт электротехники Инженеры (AIEE) объединились с Институтом радиоинженеров (ИРЭ) в 1963 для создания Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). ] Патент переуступлен компании Union Switch & Signal. Джордж Westinghouse основал Union Switch & Signal в 1881 году, объединив активы компаний, которые первыми внедрили замкнутые рельсовые цепи и блокировки. Она работала как независимая компания до 1917 года, когда стала дочерней. пневматического тормоза Westinghouse. Он все еще существует как дочерняя компания Ансальдо Сигнал. http://www.switch.com/uss_history.html.

      Крупнейшее и самое продолжительное использование меди оксидные выпрямители были в мультиметрах, так что измеритель постоянного тока можно было использовать для считывать переменные напряжения и токи. Симпсон Electric Co. по-прежнему использует выпрямители на основе оксида меди в своих неэлектронных устройствах. мультиметры. [1] Те, которые они используют, имеют небольшой площадь поверхности для минимизации емкости, что приводит к выпрямителю с высокая пропускная способность, распространяющаяся на видеодиапазон.

      Единственная компания, которая все еще производит выпрямители на основе оксида меди Эдал Промышленность в Ист-Хейвене, штат Коннектикут. Лучшая медь для выпрямителей всегда прибывал из Чили. Немецкие подводные лодки во время Второй мировой войны затруднил получение; отечественную медь пробовали но не производили очень хорошие выпрямители. [2] Это предполагает что медь содержит до сих пор не идентифицированную примесь, которая делает устройство Работа.

      Селеновый выпрямитель был изобретен в 1933 г., автор CE Fitts. Хотя селен имеет более высокое сопротивление прямому току чем оксид меди, он имеет более высокое номинальное обратное напряжение, обычно от 20 до 30 вольт, так что было практично сложить несколько из них для более высокого напряжения. Пластинчатая архитектура легко поддавалась штабелированию. Селеновые выпрямители вероятно, достигли своего пика в телевизорах 1950-х годов. Эдал Индастриз (последний существующий источник для выпрямителей на основе оксида меди) также все еще продается селеновые выпрямители, в основном для высоковольтных источников питания для промышленных электростатические воздухоочистители. Когда номинальные характеристики селенового выпрямителя превышены и они сгорают, они издают довольно неприятный запах. В настоящее время их использование вероятно, будут ограничены в потребительских товарах из-за токсичности селена. Есть несколько других компаний, которые будут продавать вам селен. выпрямители типа Cougar Электроника (США), GD Rectifiers (Великобритания) и даже NTE . Геологическая служба США продолжает отслеживать добычу селена. Их последний отчет очень интересен.

      28 января 1930 г. США Патент 1 745 175 был выдан Дж. Э. Лилиенфельду на «Метод и устройство». Для управления электрическими токами». Патент показывает изоляционный материал, например стекло, покрытое металлической пленкой, обладающей «однонаправленной проводимостью». Нет никаких доказательств того, что устройство действительно работало, но оно было блестящим. догадка. Материала для изготовления транзистора просто не существовало. в таком случае.

      В 1939 году Уильям Шокли и Уолтер Браттейн предпринял неудачную попытку построить полупроводниковый усилитель, вставив крошечную управляющую сетку в слой оксида меди. Второй мир Война положила конец их экспериментам.

      Но Вторая мировая война породила огромные выигрыш в технике.

      Один разрабатывался радар. Первые практические радары работали на относительно низких частотах около 300 МГц. Более высокие частоты были лучше, потому что они давали более высокую цель. разрешающая способность. С изобретением магнетрона в 1940 году появились микроволновые передатчики. (3000 МГц).

      Получение было другим делом. Вакуум лампы не могли использоваться на этих частотах из-за различных паразитных емкости между электродами. Угадайте, что пришло на помощь? Наш старый друг точечный диод. Причина в том, что поскольку это точечный контакт устройство, емкость «перехода» чрезвычайно мала. Как они использовались в том, что сигнал будет приходить и идти прямо на диод который работал как микшер для гетеродинирования сигнала до более низкого частота, на которой могут работать лампы.

      Несмотря на то, что выигрыша не было, не было никакой альтернативы. На самом деле это было только в начале 1980-х годов. когда был усовершенствован транзистор на основе арсенида галлия, появилась альтернатива к прямому диодному смесителю, отличному от дорогого параметрического усилителя пришлось охлаждать жидким азотом.

      В начале Второй мировой Война точечных диодов, которые были доступны, была не очень надежной. и они были не очень хороши. Вот почему правительство США устроило крах программа для их улучшения. К концу войны были достигнуты большие успехи. в получении кремния и германия очень высокой чистоты, что позволило для производства очень хороших, надежных, малошумящих точечных диодов для радиолокационный приемник.

      Рассел Ол придумал методы производства кремний высокой чистоты {U.S. Патент 2 402 661 был подана 1 марта 1941 г. и выпущена 25 июня 1046 г .; Патент США 2 402 839 был подан 27 марта 1941 г. и выдан 25 июня 1941 г. 1946 г. } Обратите внимание, что оба патента были поданы до США. вступил во Вторую мировую войну и выпущен после ее окончания.

      Другой метод очистки кремния был разработан Гордоном Тилом и Китом Сторксом. {НАС. Патент 2 441 603 был подан 28 июля 19 года.43 и выпущен 18 мая. 1948. }

      Это произошло благодаря таким людям, как Ол, Тил, и Storks, что в 1947 году были доступны германий и кремний высокой чистоты.

      Изобретен точечный транзистор в 1947 году Джоном Бардином и Уолтером Браттейном. Уильям Шокли (команда лидер) в то время не было и не получил признание за изобретение, что сильно его разозлило. Это так же хорошо. Транзистор с точечным контактом был сложен в изготовлении и не очень надежен. Это также был не тот транзистор, который хотел Шокли, поэтому он продолжил работу над своей собственной идеей что привело к переходному транзистору, который был проще в изготовлении и работал лучше. Хорошую историю этих событий можно найти в Изобретение Это изменило мир . [3] (Изобретение, которое изменил мир радар.)

      Транзистор, разработанный Шокли был переходным транзистором, который был изготовлен путем диффузии различных химических веществ. в германий. Когда процесс был выполнен правильно, вы получили довольно приличные транзисторы.

      Самый ранний патент, выданный этим период (который я смог найти) — это патент США 2 524 035. который был подан 17 июня 1948 и выпущен 3 октября 1950 г. Обратите внимание, что в патенте указаны только Бардин и Браттейн как изобретатели и листья из Шокли. Также обратите внимание, что приложение было продолжением в части предыдущей заявки, поданной 26 февраля 1948 г. (и брошенной). В патентах, частичное продолжение означает, что вы улучшили свое основное изобретение в каким-то существенным образом, пока первоначальная заявка на патент находилась на рассмотрении и вы хотите требовать конкретных улучшений. это не значит оригинал приложение должно быть заброшено; Интересно, почему это было. Это было бы интересно увидеть исходную заявку, но так как она не оформлена в патент он не доступен в патенте США и Веб-сайт Управления по товарным знакам.

      Шокли удалось получить ряд его собственные патенты, такие как патент США 2 569 347 который был подан 26 июня 1948 г. и выпущен 25 сентября 1951 г., и U.S. Патент 2 502 488, поданный 24 сентября 1948 г. и выданный в апреле. 4, 1950. Патент США 2,623,105, который был подана 21 сентября 1951 г. и выпущена 23 декабря 1952 г. соединительный транзистор.

      Следовательно, транзистор имеет длинный и задокументированный бумажный след, а первые транзисторы были сделаны из германия. А германиевые точечные диоды еще можно купить, просто сходите к себе в местном радиомагазине и попросите немного 1N34A (инвентарный номер 276-1123).

---

Бонус №1: Один из предметов, перепечатанных в Semiconductor Devices: Pioneering Papers [4] — письмо в редакцию. журнала «Электрический мир» за 1907 год. Его автор,
HJ Round, отчеты,

“О приложении потенциала 10 вольт между двумя точками на кристалл карборунда, кристалл излучал желтоватый свет. Можно было найти только один или два экземпляра, которые давали яркое свечение на таких низкое напряжение, но при 110 вольт можно было обнаружить, что большое количество свечений. В одних кристаллах свет давали только ребра, в других — вместо желтый светло-зеленый, оранжевый или синий. Во всех случаях проверено свечение кажется исходящим от отрицательного полюса, появляется яркая сине-зеленая искра на положительном полюсе. В монокристалле при контакте вблизи центр с отрицательным полюсом, а положительный полюс соприкасается в любом другом месте будет светиться только один участок кристалла и то той же секции, где бы ни находился положительный полюс».0842 Карборунд — это карбид кремния, тот же материал, который Данвуди использовал в 1906 году. сделать первый кремниевый точечный диод.

Капитан Х. Дж. Раунд был пионером в области электроники, получившим 117 патентов. и был личным помощником Маркони.

Жизнь Раунда описана его внуком в его Сети. сайт.

Похоже, что Раунд обнаружил светодиод. У него даже был синий светодиод, 80 за несколько лет до того, как компания Cree Research использовала карбид кремния для производства своей продукции. Конечно, их синий светодиод был проще в изготовлении и надежнее.

Полный текст письма Раунда здесь.

Бонус № 2:  Я пошел в местный торговый центр, в котором был магазин, проданы Pretty Rocks and Things
и купил 11 унций. кусок того, что предположительно является карборундом (кремний Карбид), который Данвуди использовал при изобретении точечного кремниевого контакта. диод и раунд, используемые при открытии светодиода. (Одиннадцать унций были наименьшим штука была в магазине)

Поверхность скалы в основном очень шероховатая; однако один конец почти гладкий; плавный.

Поперек гладкой части есть две отдельные области. Один очень светлого цвета; другой темный. См. изображение 1.

Я сделал грубый держатель из медной проволоки №10. С одной стороны я сделал соединение к темной стороне плоского лица.

Я также сделал рычаг для удерживания отрезка проволочной обмотки №30 для зондирования поверхность. Проволока скручена так, что образует грубую пружину, удерживающую зонд от карбид кремния.

Первым экспериментом было изготовление диода.

Я использовал трансформатор 24 В переменного тока с последовательным резистором 50 Ом мощностью 10 Вт для ограничить ток. Осциллограф, подключенный к отображаемому резистору электрический ток.

Исследуя шероховатую поверхность, я в конце концов нашел «золотую середину», которая показал определенные диодные характеристики. См. рисунок 2. Нулевой ток – это место, где излом находится между полупериодами. Соотношение прямое к обратному току примерно 1:3. (я не говорил, что это отличный диод.) Красноватые огни от вспышки камеры.

Вторым экспериментом было изготовление светодиода.

Для этого я использовал настольный блок питания с ограничением по току 30 В постоянного тока, а не 50 Ом. резистор. (Причина изменения станет очевидной в ближайшее время.)

Хотя проволочный зонд №30 излучал синие и сине-зеленые точки света, Я добился лучших результатов с помощью швейной иглы, держа ее в руке для контроля. сила против скалы.

Вопрос в том, «Смотрел ли я на настоящие светодиоды или просто видел очень маленькие участки, где я нагревал скалу до накала, помогал и окрашены нечистотами камня?»

Когда я уменьшил ток через щуп, цвет не изменился, как я полагаю, это было бы, если бы это был простой накал.

В любом случае излучаемый свет был очень тусклым. На картине 3 Я не уверен, видим ли мы крошечный голубой огонек в конце игла или если это просто еще одна минеральная грань, отражающая свет.

На фото 4, снято с выключенным светом и без вспышка, действительно есть небольшая точка света. Спасибо моему Kodak DC25. Я не смог увидеть точку света даже в оптический видоискатель. Обнаружение его на картинке было большой неожиданностью.

Эксперимент на удивление прост в проведении. Попробуй сам. Все вам нужен кусок карбида кремния и блок питания. И не бить током самим собой.

Бонус №3: Согласно Краткой энциклопедии Кирка-Отмера Химическая технология (John Wiley & Sons, 1985, стр. 201-202):

”    Карбид кремния (SiC) представляет собой кристаллический материал, цвет которого варьируется от почти прозрачного до бледно-желтого или от зеленого до черного, в зависимости от примесей. Это происходит естественным образом только как минерал муассанит в метеоритном железе Каньона Дьябло, Аризона.

     Коммерческий продукт, изготовленный в печь электрического сопротивления, обычно получают в виде совокупности радужных кристаллы. Для производства 1 кг сырой нефти требуется 6-12 кВтч, в зависимости от сортность и извлечение из печей. Рыхлое черное или зеленое зерно торговли получают из произведенного продукта путем дробления, очистки, и классификация по размеру.”

а чуть позже,

«Металлургическая, абразивная и огнеупорная промышленность» крупнейших пользователей или карбида кремния. он также используется для нагревательных элементов в электрических печах, в электронных устройствах и в приложениях, где его устойчивость к ядерному радиационному повреждению выгодна».

Итак, давайте посмотрим, что у нас есть.

Карбид кремния, который использовался для изготовления одного из первых кремниевых диодов, встречается в природе только в одном месте падения метеора и устойчив к ядерное излучение.

Может быть, что попало в Каньон Диабло, штат Аризона, не был метеором.

В любом случае, мы не получили сообщение. Согласно энциклопедии Британика, карбид кремния был открыт американским изобретателем Эдвард Г. Ачесон в 1891 году, когда он пытался сделать искусственные бриллианты, по-видимому, до того, как он был обнаружен в каньоне Диабло.

---

Каталожные номера:


[1] Телефонный разговор с Элом Арбиттером из Simpson Electric Ко., 11 августа 1993 г.

[2] Телефонный разговор с Дино Вагнини из Edal Industries, 11 августа 1993 г.

[3] Изобретение, изменившее мир, Роберт Будери, Саймон и Шустер, 1996, стр. 322–333.

[4]  Полупроводниковые устройства: новаторские статьи , Под редакцией С.