Справочник радиолюбителя

Металлоискатель, построенный по принципу радиоприема

Тема устройств для поиска различных металлических предметов уже неоднократно рассматривалась в СМИ. Конечно, простейший способ – купить уже готовую «коробку» и приступить к поискам «клада флибустьеров» или обычных часов, потерянных в песке. Однако намного интереснее собрать и настроить такое устройство самостоятельно.

Предложенное устройство позволяет обнаруживать 5-копеечную монету на расстоянии 2 см, закаточную А1-крышку – 10 см, Al-крышку диаметром 13 см – 20 см.

В состав металлоискателя (рис. 1) входит широкополосный усилитель на транзисторах VT1, VT2 и микросхеме DA1, а также смеситель на контуре L1С1 и два синусоидальных генератора на полевых транзисторах VT3, VT4 с контурами L2C2, L3C3.

Синусоидальные генераторы собраны по схеме Хартли. Для питания металлоискателя используется источник постоянного тока напряжением 9…11 В. Ток, потребляемый от батареи «Крона» (6F229B), не превышает 13 мА.

Рабочие частоты генераторов могут быть произвольными. Однако при выборе их разность не должна превышать порога чувствительности человеческого уха (1…10 кГц). В авторском варианте частоты генераторов выбраны таким образом, чтобы разностная частота приблизительно составляла 1 кГц (18 кГц – 17 кГц = 1 кГц).

Принцип работы металлоискателя. Контур L1C1 принимает сигналы катушек L2 и L3 и является смесителем частот этих синусоидальных генераторов. Разностная частота широкополосного контура L1C1 (~1 кГц) попадает на вход широкополосного усилителя на VT1, VT2, а затем на звуковой усилитель DA1. Выход усилителя нагружен высокоомным телефоном ВА1. По изменяемому фону разностной частоты судят о металле, находящемся вблизи датчика металлоискателя.

Схема (рис.1) состоит из трех составных частей: электронной схемы, датчика с катушками L1 -L3 с разъемом и соединительного кабеля. Датчик и соединительный кабель на схеме не указаны.

Электронная схема собрана навесным монтажом и вместе с источником питания расположена в пластмассовом корпусе 175×75 мм. Соединения схемы устройства с выносным датчиком выполнено с помощью кабеля, на концах которого находится малогабаритный разъем (8 контактов) РГ1Н-1-3/РШ2Н-1-18, который может быть заменен любым другим подходящим разъемом с качественными контактами.

Датчик, внешний вид которого показан на фото, имеет размеры 195×220 мм и содержит катушку смесителя L1 (расположена вертикально) и две катушки генераторов L2 и L3 (расположены горизонтально). Катушка L1 растянута и имеет эллипсоидальный вид. Выводы катушек L1-L3 припаяны к контактам разъема, к которому, в свою очередь, подключен кабель. При налаживании катушка L1 должна иметь возможность перемещаться вдоль датчика перпендикулярно катушкам 12, L3. Сами катушки L2 и L3 закрыты сверху и снизу оргстеклом толщиной 0,5 мм, а в торце этих стекол закреплена катушка L1.

В качестве «соединителя» используется 5-про-водниковый кабель от компьютерной «мыши» (для соединения с катушками L2, L3) и тонкий двухпроводный экранированный телевизионный кабель для подсоединения к катушке L1. Такой кабель необходим, чтобы предотвратить попадание посторонних сигналов на вход широкополосного усилителя.

Детали. Все резисторы МЛТ 0,25 Вт или 0,125 Вт, резистор R11 – 0,5 Вт. Конденсаторы С1-СЗ, С6, С7, С9-С11 типа КМ или КТ. Конденсаторы С4, С5, С8 с малыми токами утечки типа К53. Конденсатор фильтра металлоискателя С14типа К35 или аналогичный импортный. Все полевые транзисторы могут быть заменены КПЗОЗБ или 2П303Б. Вместо КТ315Б можно применить n-p-n транзистор КТ3102 или КТ342. Стабилитрон КС 156А можно заменить КС147А. Головные телефоны ВА1 – любые высокоомные (авторами использованы НИР-2 1600 Ом).

Катушка L1 намотана на оправе диаметром 140 мм проводом ПЭВ, ПЭЛ или ПЭТВ и имеет 300 витков диаметром 0,21…0,25 мм; L2 – на оправе диаметром 60 мм, 480 витков ПЭВ, ПЭЛ или ПЭТВ диаметром 0,31…0,35 мм (отвод от 140 витка); L3 – на оправе диаметром 60 мм, 550 витков ПЭВ, ПЭЛ или ПЭТВ диаметром 0,21 …0,25 мм (отвод от 150 витка). Указанный провод можно взять с катушек старых реле МКУ-48 (12 В).

Генераторы выполнены по схеме индуктивной трехточки на полевых транзисторах.

В таблице приведены данные двух генераторов при напряжении питания 9,5 В по измеренному напряжению на катушках L2, L3 (~3,5…4 В) и расстоянию между катушками L2, L3 в 11. .14 мм.

Налаживание. После монтажа схемы металлоискателя подключают источник питания. Сначала налаживают генератор на VT3, для чего используют аналоговый прибор со шкалой 0… 10 В. Установив вольтметр (по переменному току) параллельно катушке 12, подбирают конденсатор С2, добиваясь наибольших показаний вольтметра в пределах 3,5…4,5 В. Аналогично настраивают контур L3C3 генератора на VT4.

Для определения частоты можно использовать и цифровой прибор M890G. Для этого устанавливают предел измерения «20 кГц» и подключают прибор параллельно катушке L2 для определения частоты генератора на транзисторе VT3. Аналогично настраивают генератор на транзисторе VT4.

Если определить частоты не получается, рекомендуется катушки L2 и L3 подключить наоборот: L3 к VT3, L2 к VT4. В дальнейшем для определения работоспособности синусоидальных генераторов можно использовать только измерение напряжения на катушках L2 и L3.

Широкополосный усилитель на VT1, VT2 и DA1 наладки не требует [2]. При касании пинцетом точки соединения L1, С1, С9 в телефонах ВА1 будет прослушиваться щелчок. После настройки каждого генератора (на L2, L3) электронную схему соединяют с датчиком с помощью соединительного кабеля. При приближении катушки L1 к L2 и L3 в телефоне ВА1 должен прослушиваться фон. При этом никаких металлических предметов вблизи датчика быть не должно.

Убедившись в наличии фона, катушки L1, L2, L3 размещают как можно ближе друг к другу, после чего на датчике фиксируют и укрепляют катушку L1. Поднося металлические материалы к катушкам датчика L2, L3, добиваются максимальной чувствительности металлоискателя.