Схема металлоискателя - использование генератора биений частоты (BFO)

В сообщении объясняется простая схема металлоискателя с использованием концепции генератора частоты биений (BFO), метод BFO считается наиболее точным и надежным методом обнаружения металлов.

Как это устроено

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

Предлагаемый металлоискатель использует четырехъядерную микросхему Schmitt NAND IC 4093 и поисковую катушку, а также переключатель и батареи для питания.

Вывод от контакта 11 IC1d подключается к радиоантенне MW, в противном случае можно было бы искривляться вокруг радио. Переключатель BFO, если он присутствует в радио, должен быть включен.

Сопротивление быстрого изменения напряжения, известное как реактивное сопротивление, задерживает логический уровень на выводе 10 ICI обратно на его входные выводы 1 и 2, а также задерживается за счет задержек распространения в пределах 4093 IC.

Весь этот процесс приводит к быстрым колебаниям около 2 МГц, которые улавливаются средневолновым радио.

2 МГц вне диапазона средних волн, но радиостанция среднего диапазона может принимать гармоники с частотой 2 МГц. Процесс намотки катушки не сложный.

Характеристики обмотки катушки

В прототипе используется 50 витков эмалированного медного провода диаметром 22 AWG / 30 SWG (0,315 мм), намотанного на формирователь 4,7 '/ 120 мм, а затем обернутого изоляционной лентой.

Затем катушка подключается к 0 В. Фарадеевскому экрану, который представляет собой оловянную фольгу, действующую как обертку вокруг катушки. Этот процесс оставляет небольшой зазор, и следует соблюдать осторожность, чтобы фольга не охватывала всю окружность катушки. Изоляционная лента снова используется для обертывания экрана Фарадея.

Перед добавлением ленты можно установить соединение с экраном Фарадея с помощью куска жесткой проволочной обмотки вокруг экрана.

Идеальным сценарием было бы подключить схему с помощью двухжильного или микрофонного кабеля и подключить экран к экрану Фарадея.

Как настроить схему

Для настройки металлоискателя необходимо включить СВЧ-радио, чтобы уловить свист на гармонике 2 МГц.

Однако следует отметить, что не вся гармоника работает лучше всего, необходимо использовать только ту, которая подходит. С подходящей гармоникой металл изменит тон свистка.

Металлоискатель обнаруживает крупную монету размером от 80 до 90 мм, что хорошо для детектора BFO. Он даже может идентифицировать различие между черными и цветными металлами по повышению или понижению тона.

Прислал: DhrubaJyoti Biswas

Принципиальная электрическая схема

Распиновка IC 4093

Металлоискатель с использованием магнитного поглощения

За технологией обнаружения этого металлоискателя стоит датчик, который определяет наличие черных и цветных металлов путем поглощения магнитной энергии.

Это магнитное поле создается индуктором, который является частью модифицированной схемы генератора. В тот момент, когда металлический объект приближается к магнитному полю, поглощается достаточно магнитной энергии, чтобы остановить осциллятор.

На рисунке ниже изображен генератор Колпитта, который работает около 70 кГц. Индуктор L₁работает как датчик благодаря резистору эмиттера (R₁) большое значение, и в конечном итоге осциллятор просто работает.

Это благоприятно, потому что в качестве альтернативы потери в регулируемой цепи будут перезагружены транзистором. D₁и D_двабудет выпрямлять колебательный выход, и последующее постоянное напряжение подается непосредственно на инвертирующий вход триггера Шмитта.₁.

Когда напряжение падает ниже значения на выводе 3, которое обозначается буквой P₁, выход переключится на высокий уровень, включив реле. Мы рекомендуем сконструировать детектор на печатной плате, как показано на рисунке ниже.

Фактическое назначение индуктора L₁не было для монтажа на печатной плате. В случае, если осциллятор не сразу запускается при любой настройке P₁был помолвлен, вы должны сбить значение R₁.

В качестве альтернативы, если осциллятор продолжает обнаруживать, даже когда металлический объект находится близко к L₁, R₁значение должно быть увеличено.

Начать нужно с дворника П₁заземлить и контролировать предустановку, чтобы реле вообще не работало. Если вам нужно немного больше чувствительности, увеличьте стеклоочиститель еще немного.

Включение реле в основном определяет потребляемый ток и в большинстве случаев не превышает 50 мА.

Металлоискатель с настройкой LC

В отличие от металлоискателей, описанных выше, этот работает по правилу, согласно которому частота LC-генератора изменяется при изменении индуктивности. Чтобы это произошло, к индуктору подходят металлодетекторы любого типа.

Скорость изменения частоты зависит от свойств металла и от самой частоты. Если последнее слишком велико, металлический компонент будет действовать как закороченный виток, что снижает индуктивность и повышает частоту.

В случае, если частота существенно мала для того, чтобы пренебречь потерями на вихревые токи, мы можем различать черные и цветные металлы.

Сделать частоту генератора ниже 200 Гц будет довольно сложно. Благодаря этому генератор в токовой цепи работает около 300 кГц. Сделать его индуктивность довольно просто, и все, что вам нужно, это один виток коаксиального кабеля, как показано на следующем рисунке.

Как это устроено

Цепь настроенного металлоискателя LC состоит из генератора T₁, преобразователь частоты в напряжение IC₁и микросхема операционного усилителя BiMOS_два. При диаметре катушки детектора 400 мм емкость конденсаторов C₁и C_двагарантируют частоту генератора 300 кГц. Когда используются катушки меньшего диаметра, вам понадобится больше витков.

Чтобы обеспечить питание 4046B, сила сигнала генератора должна быть около 400 мВ._ππ. Компаратор фаз гарантирует, что внутренний контур фазовой автоподстройки частоты всегда блокируется на этом уровне. На выводе 10 вход истокового повторителя подается на CA3130, где он достаточно усиливается.

Как настроить

Удобно, P₁задает центральную частоту петли фазовой автоподстройки частоты и ноль микроамперметра с нулевым центром. Используя P_два, вы можете выполнить точную настройку, если чувствительность операционного усилителя высока.

Кроме того, P₃устанавливает чувствительность в обсуждении, которое присоединяется к контуру отрицательной обратной связи к инвертирующему входу. Обратите внимание на положительную обратную связь через микроамперметр и R₁₀к неинвертирующему входу. Когда вы выбираете другое сопротивление, важно изменить значения R₉, Р₁₀и R₁₁соответственно.