K155LA3チップ上の単純な金属探知機。スキーム、説明

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K155LA3 チップ上のシンプルな金属探知機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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初心者のアマチュア無線家には、簡単な金属探知機の設計を繰り返すことをお勧めします。その基礎は、前世紀の 70 年代後半に国内外のさまざまな専門出版物で繰り返し発表された回路でした。この金属探知機は、K155LA3 チップ XNUMX つだけで作られており、数分で組み立てることができます。

概略図

提案された設計は、BFO (ビート周波数発振器) 金属探知機の多くのオプションの 3.1 つであり、周波数が近い XNUMX つの信号のビートを分析する原理に基づいたデバイスです (図 XNUMX)。同時に、この設計では、ビート周波数の変化の評価が耳で行われます。

K155LA3チップ上の単純な金属探知機

K155LA3チップ上の単純な金属探知機
米。 3.1. K155LA3チップ上の金属検出器の概略図

このデバイスは、測定発振器と基準発振器、RF 発振検出器、指示回路、および電源電圧安定化器に基づいています。

検討中の設計では、IC1 チップ上に作成された 1.1 つの単純な LC 発振器が使用されます。これらの発電機の回路ソリューションはほぼ同じです。この場合、基準となる最初の発振器は要素 IC1.2 と IC1.3 に組み立てられ、1.4 番目の測定または調整可能な発生器は要素 ICXNUMX と ICXNUMX に作成されます。

基準発振回路は 1 pF のコンデンサ C200 とコイル L1 で構成されます。測定値生成回路は、最大静電容量が約 2 pF の可変コンデンサ C300 とサーチコイル L2 を使用します。この場合、両方の発電機は約 465 kHz の動作周波数に調整されます。発生器の出力は、デカップリングコンデンサ C3 および C4 を介して、整流電圧倍増回路に従ってダイオード D1 および D2 で作られた RF 発振検出器に接続されます。検出器の負荷は BF1 ヘッドフォンで、低周波成分の信号が抽出されます。この場合、コンデンサ C5 は、より高い周波数で負荷を分流します。

チューナブル発電機の発振回路のサーチコイルL2を金属物に近づけると、そのインダクタンスが変化し、この発電機の動作周波数が変化します。この場合、コイルＬ２の近くに鉄系金属（強磁性体）からなる物体があると、そのインダクタンスが増加し、可変発振器の周波数が低下することになる。非鉄金属は L2 コイルのインダクタンスを低減し、発電機の動作周波数を高めます。コンデンサ C2 と C3 を通過した後、測定発生器と基準発生器の信号を混合した結果として形成された RF 信号が検出器に供給されます。この場合、RF信号の振幅はビート周波数に応じて変化します。

RF 信号の低周波エンベロープは、ダイオード D1 および D2 で作られた検出器によって分離されます。コンデンサ C5 は、信号の高周波成分のフィルタリングを行います。次に、ビート信号が BF1 ヘッドフォンに送信されます。電力は、ツェナーダイオードＤ３、バラスト抵抗器Ｒ３、および調整トランジスタＴ１によって形成される電圧レギュレータを介して、９Ｖ電源Ｂ１からＩＣ１に供給される。

詳細と構造

対象となる金属探知機の製造には、任意のプロトタイピングボードを使用できます。したがって、使用する部品は外形寸法に関する制限はありません。取り付けはヒンジ式とプリント式の両方が可能です。

金属探知機を繰り返す場合、共通の DC 電源から電力を供給される 155 つの 3I-NOT 論理要素で構成される K2LA2 マイクロ回路を使用できます。コンデンサ C1 として、ポータブルラジオの同調コンデンサを使用できます。ダイオード D2 と DXNUMX は、任意の高周波ゲルマニウムダイオードに置き換えることができます。

基準発振回路のコイル L1 のインダクタンスは 500 μH 程度にする必要があります。このようなコイルとしては、例えばスーパーヘテロダイン受信機のIFフィルタコイルの使用が推奨される。

測定コイル L2 には、直径 30 mm の PEL ワイヤが 0,4 回巻かれており、直径 200 mm のトーラスの形で作られています。このコイルは剛体フレーム上で作成する方が簡単ですが、剛体フレームなしでも作成できます。この場合、瓶などの適切な丸い物体を一時的なフレームとして使用できます。コイルのターンはまとめて巻かれ、その後フレームから取り外され、ターンの束の上に巻かれた開いたアルミ箔テープである静電スクリーンでシールドされます。テープの巻き始めと巻き終わりの隙間（スクリーンの端と端の隙間）は15mm以上必要です。

コイル L2 の製造では、短絡コイルが形成されるため、シールドテープの端が閉じないことを確認することが特に必要です。機械的強度を高めるために、コイルにエポキシ接着剤を含浸させることができます。音声信号のソースには、できるだけ高い抵抗値 (約 2000 オーム) のハイインピーダンスヘッドフォンを使用する必要があります。たとえば、よく知られている電話機 TA-4 または TON-2 が適しています。

電源 V1 として、たとえば、Krona バッテリーまたは直列に接続された 3336 つの XNUMXL バッテリーを使用できます。

電圧安定器では、電解コンデンサ C6 の静電容量は 20 ～ 50 マイクロファラッド、C7 の静電容量は 3 ～ 300 pF にすることができます。スタビライザーの出力の電圧は 68 V に等しく、トリミング抵抗 R000 によって設定されます。この電圧は、電池が大幅に放電した場合でも変化せずに維持されます。

なお、K155LAZ チップは 5 V DC 電源で動作するように設計されているため、必要に応じて電圧安定化ユニットを回路から省き、3336L 電池 5 個などを電源として使用することもでき、コンパクトな設計が可能です。ただし、このバッテリーが放電すると、この金属探知機の機能が急速に影響を受けます。そのため、XNUMX V の安定した電圧を生成する電源が必要です。

著者は、電源として輸入された大型の丸型電池 5 個を直列に接続して使用したことを認識する必要があります。この場合、7805 V の電圧は 2 タイプの一体型安定器によって形成され、素子が配置された基板と電源は適切なプラスチックまたは木製のケースに入れられます。筐体カバーには、可変コンデンサＣ２、スイッチＳ１、サーチコイルＬ２およびヘッドホンＢＦ１を接続するためのコネクタが取り付けられている（これらのコネクタおよびスイッチＳ１は回路図には示されていない）。

確率

他の金属探知機の調整と同様に、本装置の調整は L2 サーチコイルから XNUMX メートル以上離れた位置で金属物を取り除いた状態で行ってください。

まず、周波数計またはオシロスコープを使用して、基準発振器と測定発振器の動作周波数を調整する必要があります。基準発振器の周波数は、コイル L465 のコアを調整し、必要に応じてコンデンサ C1 の静電容量を選択することにより、約 1 kHz に設定されます。調整する前に、コンデンサ C3 の対応する端子を検出器のダイオードとコンデンサ C4 から切り離す必要があります。次に、コンデンサ C4 の対応する端子を検出器のダイオードおよびコンデンサ C3 から切り離し、コンデンサ C2 を調整して測定発生器の周波数を設定し、その値が基準発生器の周波数と約 1 kHz 異なるようにする必要があります。

すべての接続が復元された後、金属探知機は操作の準備が整います。

仕事の手続き

検討されている金属探知機の助けを借りて捜索活動を実行する機能はありません。実際に装置を使用する場合、必要なビート信号の周波数は可変コンデンサ C2 によって維持される必要があります。可変コンデンサ CXNUMX は、電池の放電、周囲温度の変化、または土壌の磁気特性の変化によって変化します。

動作中にヘッドフォンの信号の周波数が変化した場合、これはサーチコイルL2の領域に金属物体が存在することを示します。一部の金属に近づくとビート信号の周波数は増加し、他の金属に近づくと減少します。ある程度の経験があれば、ビート信号のトーンを変えることによって、検出された物体が磁性か非磁性かにかかわらず、どのような金属でできているかを簡単に判断することができます。

著者：アダメンコM.V.

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