低予算の金属探知機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 金属探知機

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このユニークな金属探知機は、安価な超小型回路、可変コンデンサー、2 つの検索コイル、イヤホンという 5 つのコンポーネントだけで作られています。しかし、そのシンプルさにもかかわらず、非常に優れたパラメーターを備えています。

この回路は金属探知機に適用されます。また、他の金属探知機のコンポーネントがいくつか含まれていますが、その動作原理はそれらとは異なります。

この回路の特性は、安価なインダクションバランス（IB）を備えた検出器に相当すると言っても過言ではありません。集めれば、自分の目で確認できます。この設計は、2004 年 XNUMX 月に EPE で設計が公開されたオリジナルのビート検出器よりもさらに単純です。

テストでは、古英語ペニーは空中で 15 cm の距離で検出できることが判明しましたが、感度に影響を与えるさまざまな要因により、検出範囲は 12,5 cm まで低下する可能性があります。

それにもかかわらず、この検出器は低予算 IS と競合することができ、ビートベースの検出器から継承されたいくつかの便利な機能も備えています。

導入

(ビート検出器のような) サーチ発振器と基準発振器、または (IB 検出器のような) 送信コイルと受信コイルを使用する代わりに、この検出器は、IB 検出器のように重複したコイルを持つ 2 つの送信器 (またはサーチ発振器) を使用します。

米。 1. 回路図 - これ以上簡単なことはありません

図への注: 各コイルには、直径 70 cm のマンドレルに巻かれた PEL-0,32 ワイヤが 12 回巻かれています。

ヘッドフォンでトーンを生成するには、コイルを重ねる必要があります。

図 1 からわかるように、回路は非常に単純です。各ジェネレーターは、XNUMX つのクワッド オペアンプ アンプとサーチ コイルで組み立てられています。

これらのジェネレーターからの信号は混合され (ビート検出器と同様)、その結果、ビート信号を聞くことができます。

しかし、ビート検出器との類似点のほかに、相違点もあります。この違いは、検出器の感度を大幅に向上させますが、各コイルが誘導結合を通じて発電機の周波数を変更することです。その結果、IS検出器のような「バランス」が得られ、ビートベースの回路よりも感度が高くなります。

これらすべてに加えて、デバイスを調整できるように出力ビート周波数を制御する手段も必要です。これはさまざまな方法で実現できますが、この場合は 100 つの発振器の間に接続された AM 受信機の標準 XNUMX pF 可変コンデンサを使用します。

この回路の概念は誘導バランス検出器とビート検出器から借用されているため、この検出器の動作原理を「ビートバランス」(BB) と呼びます。

の特性

スキームの主な特徴は次のとおりです。

• 設計方法によっては、この検出器は IS 検出器と同じ感度を持つ可能性があります。
• 受信アンプやレベル検出器が不要なため、回路が大幅に簡素化され、コストが削減されます。提示された回路には主要なコンポーネントが 10 つだけ含まれていますが、感度が同様の予算の情報セキュリティ回路には約 20 ～ XNUMX 個のコンポーネントが含まれます。
• どちらの検索ジェネレータも同一であるため、回路は電源電圧や周囲温度の変化に耐性があります。このため、補償回路や電圧安定化回路は必要ありません。
• 各コイルはターゲットに対して反対の反応を示すため、地球の鉱化作用に対して非常に耐性があります。同時に、この回路は両方のコイルの重なり部分で良好な識別を実現します。

スキーム

この設計は、単純なインバーターベースの発電機に基づ​​いています。まず、IC1 のジェネレーターを見てみましょう。インダクタンスが急速な電圧変化 (応答と呼ばれます) に抵抗し始めた瞬間から、出力 (ピン 1) の論理レベルの変化は時間遅延を伴って反転入力 2 に伝達されます。出力電圧の上昇率は約 8V/MS で、それに応じて IC1 の後続のスイッチングがすべて遅延されるため、発電機は安定した出力発振を伴う動作モードに入ります。

サーチコイルの3ピンは非反転入力(3ピン)に接続されており、動作が安定します。原理的には、ピン XNUMX を未接続のままにすることもできますが、これは最適な解決策ではありません。

集積回路が異なればスルーレートや入力抵抗も異なるため、この回路では動作しない可能性があります。ただし、TL074CN は広く入手可能であるため、入手性に問題はありません。

サーチコイルは発電機の重要な部分であり、発電機が動作し、必要な出力周波数を得るために適切に設計されている必要があります。

この周波数は十分に高い必要がありますが、ノイズやパラメータの不安定性の影響を受けるほど高くはありません。

IC1の特性とコイルのインダクタンスは発振周波数に影響を与えますが、発振周波数は約260kHzです(ファラデーシールド未接続の場合)。ファラデー シールドはコイルのインダクタンスを約 XNUMX 倍増加させ、それに応じて発電機出力の周波数は約 XNUMX 倍低くなります。

IC1b の発振器は、サーチ コイルが逆位相で配線されていることを除いて、IC1a とまったく同じ方法で配線されています。

サーチコイルが地面と平行に移動すると、金属の導入によってインダクタンスが最初にL1、次にL2、またはその逆に増加し、発振周波数がわずかに減少します。 1 番目のアンプ ICXNUMXc は XNUMX つの発振器の信号を混合するために使用され、その出力は可聴範囲内のビート周波数を生成します。

これらすべてがBB型検出器の特徴です。金属の存在は、探索発生器の周波数を変化させるだけでなく、IB 検出器と同様に、他のコイルにも影響を与えます。実際には、両方のうんちが相互誘導を通じて相互に影響を及ぼし、これがシステムの感度を大幅に高める理由です。

これらすべてに加えて、検出器を構成する方法を見つける必要があります。これは、1 つのインダクタ (サーチ コイル) に接続された可変コンデンサ VC1 を使用して実現されます。ほとんどすべての可変コンデンサが VC47 として機能しますが、容量が大きすぎない (100 pF ～ 47 pF) ことが望ましいだけです。そうでない場合は、XNUMXpF の静電容量を直列に接続することで、より大きな値のコンデンサを使用できます。

ピエゾフォンはヘッドフォンとして使用されます。音量が大きすぎる場合は、適切な値の抵抗をヘッドフォンと直列に接続することで音量を下げることができます。 IC1c に過負荷がかかるリスクがあるため、誘導スピーカーは推奨されません。

回路の消費電流は約15mAです。単三電池70本で約XNUMX時間持続します。

デザイン

図の部品点数はそれほど多くないので、間違えることはほとんどありません。超小型回路の組み込みとサーチコイルの位相を間違えないことが重要です。これを除けば、他に問題はないはずです。

12 個のピンを PCB に挿入してはんだ付けし、スイッチにつながる XNUMX 本のワイヤをはんだ付けします。ピンとして錫メッキされた太い銅線を使用します。

次に、PCB を充填します。繊細な高周波回路であるため、IC1 はソケットを使用せずに直接はんだ付けすることをお勧めします。このチップを挿入したら、正しく取り付けられていることを確認してください。 TL074CN はかなり信頼性の高いチップなので、過熱を避けるためにできるだけ早くはんだ付けしてください。

可変コンデンサ VC1、ヘッドフォン ジャック、電池、スイッチをはんだ付けします (極性に注意してください。間違えると回路が損傷する可能性があります)。電源スイッチは通常、バッテリーのプラス端子に接続されます。一部のバッテリーには錫メッキの接点が付いていますが、他のバッテリー (私たちが使用しているものなど) では接続に 9V アダプター ブロックが必要です。もう一度、極性に注意してください。

電源スイッチとヘッドフォンジャックをケースに取り付けます。

長いネジを使用して VC1 を PCB の下に固定しました。これはケースに可変コンデンサを取り付ける簡単で効率的な方法です。

非導電性ゴムを使用して、VC1 を PCB から絶縁します。

作者: トーマス・スカボロー

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