Металлоискатель со светодиодной индикацией

Предлагаемая вниманию читателей конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом решение о наличии металлического предмета принимается по срыву колебаний ВЧ-генератора, регистрируемому специальным приемником и фиксируемому визуально. Главными отличительными особенностями данного прибора можно считать интересное схемотехническое решение анализатора, а также использование светодиода в качестве индикатора (Рис. 14).

Рисунок 14. Принципиальная схема металлоискателя со светодиодной индикацией

Основу схемы предлагаемого металлодетектора составляют ВЧгенератор, детектор ВЧ колебаний, усилитель постоянного тока с индикатором на светодиоде и стабилизатор питающего напряжения. Генератор высокой частоты выполнен на транзисторе Т3, в коллекторную цепь которого включен колебательный контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С1, зашунтированных резистором R4. Рабочая частота ВЧ-генератора составляет около 100 кГц и определяется индуктивностью катушки L1, которая одновременно является поисковой катушкой, и емкостью конденсатора С1.

При отсутствии в зоне действия катушки L1 металлических предметов ВЧ-сигнал, возбуждаемый в катушке связи L2, детектируется специальным детектором, в качестве которого используется эмиттерный переход транзистора Т4. При этом транзистор Т4 открывается. В результате, транзисторы Т5 и Т6, на которых собран усилитель постоянного тока, будут закрыты, а светодиод LD1 не светится.

После того как вблизи поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, ее индуктивность изменится. Это приведет к срыву колебаний ВЧ-генератора, что будет сразу зарегистрировано транзистором Т4, который закроется. При этом транзисторы Т5 и Т6 откроются, а светодиод LD1 начнет светиться.

Питание металлоискателя со светодиодной индикацией осуществляется от источника В1 напряжением 9 В. При этом питающее напряжение стабилизируется специальной схемой, выполненной на транзисторах Т1 и Т2, которая представляет собой параллельный стабилизатор напряжения.

Как и в предыдущей конструкции, 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.

Катушки L1 и L2 наматываются виток к витку на круглом ферритовом сердечнике от магнитной антенны транзисторного радиоприемника. При этом катушка L1 содержит 120 витков, а катушка L2 — 45 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм. Необходимо отметить, что чувствительность металлоискателя зависит от длины применяемого ферритового стержня. Чем длиннее ферритовый сердечник, тем выше чувствительность устройства.

Вместо транзисторов типа SF215, указанных на схеме, в данной конструкции можно использовать практически любые отечественные кремниевые маломощные транзисторы с коэффициентом усиления не менее 100. Вместо диода типа GA100 рекомендуется применять любой германиевый диод серий Д2 или Д9, а светодиод типа VQA13 без проблем можно заменить, например, светодиодом АЛ102.

Схему предлагаемого металлодетектора можно значительно упростить, если вместо параллельного стабилизатора напряжения, выполненного на элементах Т1, Т2 и R1—R3, установить стабилитрон КС139 или любой интегральный стабилизатор на напряжение 4 В.

В качестве источника питания В1 можно использовать, например, батарейку «Крона» или две батарейки 3336Л, соединенные последовательно.

Плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса размещаются светодиод LD1 и выключатель питания S1. Эти элементы соединяются с платой гибким многожильным проводом. Корпус прибора можно расположить на конце любой удобной ручки.

К нижней части корпуса с внутренней стороны прикрепляется ферритовый стержень с установленными на нем поисковой катушкой L1 и катушкой связи L2. При этом провода, идущие от катушек к плате, должны быть как можно короче. Ферритовый стержень с катушками можно расположить и в специальном чехле, изготовленном из изоляционного материала. В качестве такого чехла автор много лет назад использовал пластмассовый футляр для зубной щетки, который был приклеен с внешней стороны к нижней части корпуса металлоискателя.

Порядок работы с рассматриваемым устройством прост и не нуждается в дополнительных пояснениях. При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету светодиод должен начать светиться.

В соответствии с данными, приведенными в первоисточнике, этот металлоискатель должен обладать следующей чувствительностью: крупные металлические предметы, например батареи центрального отопления, можно обнаружить на расстоянии 200 мм, мелкие металлические предметы (ножницы) — на расстоянии 50 мм, а медный силовой кабель — на расстоянии 40 мм. Помимо этого на маленькую отвертку прибор должен начинать реагировать с расстояния 30 мм, на маленький гвоздь, вбитый в стену, — с расстояния 20 мм, а на медный телефонный провод — с расстояния 10 мм.

Необходимо отметить, что параметры образца, изготовленного по приведенной схеме, были меньше указанных примерно на 25-30 %.