金属探知機の概略図。マイクロ回路上の自家製金属探知機 MS K176LA7 上の金属探知機の簡単な回路

ノキア 31.07.2021

ノキア

チップ上の金属探知機

同様の装置は、I. Nechaev による同じ名前の論文「Radio」、1987 年、N9 1、p.2 にすでに記載されています。 49. 対照的に、提案されたバージョンにはインダクタが 1 つだけあり、回路設計がわずかに異なるため、可変コンデンサを使用しないことも可能になります。

金属探知機の概略図を図に示します。 1. 前述のデザインと同様に、2 つのジェネレーターがあります。1 つは要素 DD1.1 と DD1.2 で作成され、2 つ目は要素 DD1.3 と DD1.4 で作成されます。最初の発生器 (調整可能) の周波数は、コンデンサ C1 の静電容量と抵抗 R1、R2 の合計抵抗によって決まります。同調抵抗器 R1 は発電機の動作範囲を設定し、可変抵抗器 R2 はこの範囲内で発電機の周波数を滑らかに変更します。第 2 発電機の周波数は、コンデンサ C2 の静電容量とサーチコイル L1 のインダクタンスによって決まります。

両方の発生器からの信号は、デカップリングコンデンサ SZ および C4 を介して、電圧倍増回路を使用するダイオード VD1、VD2 を使用して作られた検出器に供給されます。検出器の負荷は BF1 ヘッドフォンです。差分信号は低周波成分の形でそれらに割り当てられ、その後、ヘッドフォンによって音声に変換されます。コンデンサ C5 は、より高い周波数で負荷を分路します。言い換えれば、両方の発電機の信号を共通のワイヤに近づけます。

サーチコイルが金属物体に近づくと、第 2 発振器の周波数が変化します。その結果、ヘッドフォンの音の音質が変化します。この機能に基づいて、検索エリア内、たとえば土や雪の下層で金属物体が検出されます。金属探知機は、家の工事中に継手や隠された配線の位置を特定するのに非常に役立ちます。

図に示されているものに加えて、金属探知機は K176LA7、K176PU1、K176LU2 マイクロ回路 (最後の 2 つのマイクロ回路はいわゆるレベルコンバーター)、K561LA7、K174LA7 を使用できます。 K561LN2。トリマー抵抗 R1 - SP5-2 可変 R2 - SPO-0.5。ただし、他の小さな抵抗も機能します。酸化物コンデンサ - K50-12 または定格電圧が少なくとも 10 V のその他の小型のもの。他のコンデンサには、たとえば KM 6 を使用できます。

コイル L1 は、内径 8 mm のアルミニウムまたは銅のチューブで作られた直径 200 mm のリング内に配置されます。チューブの端は互いに離す必要がありますが、短絡が生じないようにある程度の距離を置く必要があります。コイルを巻くには、直径 0.5 mm の PELSHO ワイヤー (エナメルおよびシルク絶縁体) を使用し、チューブ内でできるだけ多くの巻き数を伸ばすようにします。この操作は手間がかかるように思えるかもしれません。そのため、上記の記事で説明されているテクニックを使用できます。まずチューブの中にワイヤーを置き、次にチューブを曲げてリングにし、それらの部分を直列に接続して複数のワイヤーを作成します。コイルを回します。その後、コイル端子がプリント基板に接続され、チューブが共通ワイヤに接続されます。

ヘッドフォン BF1 - TA-4 TON-1 またはその他、可能な限り高い抵抗を備えたもの - バッテリー「Krona」または別の電圧、約 9 V。

図2

図3

図4

金属探知機の部品のほとんどは、片面フォイルグラスファイバー製の成形プリント基板 (図 2 および 3) に取り付けられています。抵抗器 R1 および R2 の端子は、両面フォイル材料上に設置が行われる場合、リード線または印刷導体を使用してデバイスの対応する回路に接続されます。基板は ShR コネクタケーシングの L 字型の内側に配置され (図 4)、外側から可変抵抗器 R2 にねじ込まれたナットを使用して半分の 1 つに取り付けられます。トリミング抵抗 R を調整するためのネジにアクセスするために、ケーシングに穴が開けられます。

電源はペンケース内に配置されます。ペンケースはプラスチックまたは金属製です (たとえば、丸い懐中電灯のケース)。ハンドルケースの上部には電源ボタン SB1 があり、下部にはヘッドフォンを接続するためのソケット X1 があります。

コイルを備えたリングは絶縁体で作られたアダプターに取り付けられ、アダプターはケースに取り付けられます。その結果、使いやすいコンパクトなデザインが実現しました。

金属探知機のセットアップは、結局のところ、最初の発電機の周波数を選択することになります。まず、トリミングと可変抵抗器のスライダーをほぼ中間の位置に置き、SB1 ボタンの接点を一時的に閉じます。抵抗器 R1 のスライダーを動かすと、ヘッドフォンの最低音が得られます。音が出ない場合は、コンデンサ 2 を選択してください。オシロスコープを使用すると作業が簡単になります。その入力プローブはまず超小型回路のピン 11 に接続され、最初の発生器の周波数が測定され、次にプローブがチップのピン 4 に触れて 2 番目の発生器の周波数が測定されます。測定結果を比較すると、どちらのコンデンサ C2 (容量が小さいか大きいか) を発電機に取り付ける必要があるかをすぐに判断できます。

発電機の相互影響によりデバイスの動作に干渉や誤動作が発生する場合は、マイクロ回路のピン7と14の間に0.01...0.1μFの容量のコンデンサをはんだ付けすることをお勧めします。

この装置の操作方法は、I. Nechaev の金属探知機と同じです。

V. ヤヴォルスキーキエフ

同じ回路ですが、プリント基板と設計が異なるものについては、この記事で説明されています。 K176LE5チップをベースにしたシンプルな金属探知機アダメンコ M.V. の本「金属探知機」M.2006 (ダウンロードブック)。

このデザインは初心者のアマチュア無線家でも簡単に作ることができます。同時に、金属探知機はかなり高い感度を持っています。提案装置を使用すると、直径20mm、厚さ1.5mmの銅貨を深さ9cmまで検出できます。

金属探知機の動作原理は単純で、2 つの周波数の比較に基づいています。それらの 1 つはリファレンス (リファレンスオシレーターから)、もう 1 つは可変 (サーチオシレーターから) です。さらに、その偏差は、高感度サーチコイルのフィールド内の金属物体の外観に依存します。

現在の金属探知機では、検討中の設計が正しく組み込まれており、基準発振器はサーチコイルの磁界に現れる周波数とは一桁異なる周波数で動作します。

回路図

金属探知機の概略図を図 1、a に示します。基準発振器は、DD2 マイクロ回路の 2 つの論理要素 ZI-NOT に実装されています。その周波数は水晶振動子 ZQ1 (1 MHz) によって安定化され決定されます。

米。 1. マイクロ回路上の単純な金属検出器: a - 回路図; b - プリント基板。

検索ジェネレーターは、DD1 チップの最初の 2 つの要素で作成されます。ここでの発振回路は、サーチコイルＬ１、コンデンサＣ２、ＳＺ、バリキャップＶＤ１により構成される。 100 kHz の周波数に調整するには、必要な電圧をバリキャップ VD1 に設定するポテンショメータ R2 を使用します。

ミキサー DD1.4 上で動作する論理素子 DD1.3 および DD2.3 は、信号バッファー増幅器として使用されます。インジケータは高インピーダンスの電話カプセル BF1 で、コンデンサ C10 はミキサーからの高周波成分のシャントとして使用されます。

詳細とデザイン

金属探知機は、Krona バッテリーを使用した 9 V DC 電源から電力を供給されます。コンデンサ C8 と C9 はフィルタとして正常に機能します。

サーチコイルは製造時に特別な精度と注意が必要です。コイルは外径15mm、内径10mmのビニールチューブを直径200mmの円形に曲げて巻くと良いでしょう。

コイルには 100 ターンの GTEV-0.27 ワイヤーが含まれています。巻き付けが完了したら、コイルをアルミ箔で包み、静電シールドを作成します（コイルとアース間の静電容量の影響を軽減します）。

フォイルを巻いて包装するときは、巻き線とフォイルの鋭利な端との間の電気接触を避けることが重要です。特に「斜めに包む」ことがここで役に立ちます。

アルミニウムのコーティング自体を機械的損傷から保護するために、コイルをさらに絶縁包帯テープで巻く必要があります。コイルの直径は異なる場合があります。ただし、次のルールが適用されます。

サーチコイルの径が小さいほど装置全体の感度は高くなりますが、隠れた金属物体の探索範囲は狭くなります。コイルの直径が大きくなると、逆の効果が観察されます。

金属探知機を使った作業

次のように金属探知機を使用して作業する必要があります。サーチコイルを地表に近づけて配置し、電話カプセル内で音が鳴らないようにポテンショメータR2で発電機を調整します。盗聴された。

コイルが地表の上（地表にほぼ近い）を移動すると、電話カプセル内で音の出現によって金属物体が見つかります。

それほど頻繁ではありませんが、私たちの生活の中で喪失は依然として起こります。たとえば、キノコやベリーを採るために森に入って、鍵を落としてしまいました。葉の下の草の中から見つけるのはそう簡単ではありません。絶望しないでください。私たちが自分の手で作る手作りの金属探知機が私たちを助けます。それで私は私のものを集めることにしました 初めての金属探知機。今日では、金属探知機を作ろうと決心する人はほとんどいません。自家製デバイスは 20 ～ 25 年前に人気がありましたが、当時はそれを購入できる場所がまったくありませんでした。
Garrett、Fisher などのメーカーが提供する最新の金属探知機は、高感度、金属識別機能を備えており、ホドグラフを備えたものもあります。グランドバランスを調整し、電気的干渉を調整することができます。このおかげで、最新のコイン金属探知機の検出深さは 40 cm に達します。

自宅でも再現できるように、あまり複雑ではないスキームを選びました。動作原理は、耳で拾う 2 つの周波数のビートの差に基づいています。このデバイスは 2 つの超小型回路で組み立てられており、最小限の部品が含まれており、同時に水晶周波数の安定化機能を備えているため、デバイスは安定して動作します。

マイクロ回路上の金属探知回路

スキームは非常にシンプルです。自宅でも簡単に繰り返すことができます。 2 つの 176 シリーズマイクロ回路に基づいて構築されています。基準発振器は La9 で作られており、1 MHz で水晶によって安定化されています。残念ながら、これを持っていなかったので、1.6 MHz に設定する必要がありました。

調整可能なジェネレーターは、K176la7 マイクロ回路上に組み立てられています。ゼロビートを達成するには、可変抵抗器 R2 スライダーの位置に応じて容量が変化するバリキャップ D1 が役に立ちます。発振回路の基礎となるのはサーチコイル L1 で、金属物体に近づくとインダクタンスが変化し、その結果チューナブルジェネレーターの周波数が変化します。これがヘッドフォンで聞こえる音です。

私はプレーヤーの通常のヘッドフォンを使用しています。マイクロ回路の出力段の負荷を軽減するために、エミッタは直列に接続されています。

音量が大きすぎる場合は、回路に音量調整器を導入できます。

手作り金属探知機の詳細:

マイクロ回路; K176LA7、K176LA9
水晶振動子。 1MHz
バリキャップ; D901E
抵抗器; 150k-3個、30k-1個
可変抵抗器; 10k-1個。
電解コンデンサ 50 マイクロファラッド/15 ボルト
コンデンサ; 0.047-2本、100-4本、0.022、4700、390

ほとんどの部品はプリント基板上にあります。

デバイス全体を普通の石鹸皿に置き、アルミ箔による干渉から保護し、アルミ箔を共通のワイヤに接続しました。

プリント基板上には石英を配置する場所がないため、別個に配置されています。便宜上、ソープディッシュの端からヘッドフォンジャックと周波数コントロールを取り外しました。

金属探知機ユニット全体は、2 つのクランプを使用してスキーポールの上に配置されました。

最も重要な部分は残り、サーチコイルの作成です。

金属探知機コイル

デバイスの感度と誤報、いわゆるフォントンに対する耐性は、コイルの製造品質によって異なります。物体の検出の深さはコイルのサイズに直接依存することにすぐに注意してください。したがって、直径が大きいほど、デバイスはターゲットをより深く検出できますが、このターゲットのサイズも大きくする必要があります（たとえば、下水道のマンホール）（金属探知機は単純に、大きなサイズの小さな物体を認識できません）コイル）。逆に、直径が小さいコイルは小さな物体を検出できますが、あまり深くは検出できません (小さなコインや指輪など)。

そこで、まずは中型のいわゆる万能リールを巻いてみました。将来を見据えて、金属探知機はあらゆる状況に合わせて設計されている、つまりコイルの直径は異なっていて変更可能であると言いたいのです。コイルを素早く交換するために、古い真空管テレビから引き抜いたロッドにコネクタを取り付けました。

コネクタの嵌合部分をコイルに取り付けました。

将来のリールのフレームとしてホームセンターで買ったポリバケツを使いました。バケットの直径は約 200 mm である必要があります。ハンドルと底の一部をバケツから切り取り、プラスチックの縁を残し、その上に直径0.27ミリメートルのPELSHOワイヤーを50回巻き付けます。残ったハンドルの部分にコネクターを取り付けます。得られたコイルを電気テープを1層で使用して絶縁します。次に、このコイルを干渉からシールドする必要があります。これを行うには、ストリップの形のアルミホイルが必要です。得られたスクリーンの端が閉じず、それらの間の距離が約20ミリメートルになるように、上から包みます。結果として得られる画面は共通のワイヤに接続する必要があります。上から絶縁テープも巻きました。もちろん、エポキシ接着剤ですべてを浸すこともできますが、私はそのままにしました。

大きなコイルをテストした後、小さな物体を検出しやすくするために、小さなコイル、いわゆるスナイパーを作成する必要があることに気付きました。

完成したコイルはこんな感じです。

完成した金属探知機のセットアップ

金属探知機のセットアップを開始する前に、サーチコイルの近くに金属物体がないことを確認する必要があります。信号には多くの高調波が含まれているため (最も強い高調波を強調する必要があります)、セットアップはヘッドフォンで聞こえるビートの最大レベルを得るためにコンデンサ C2 の静電容量を選択することで構成されます。この場合、可変抵抗器 R2 のスライダーは可能な限り中央に近づける必要があります。

ロッドを 2 つのパーツから作り、チューブは互いにしっかりと嵌合するように選択したため、これらのチューブに特別な固定方法を考え出す必要はありませんでした。地上配線しやすいように肘掛けやハンドルも作りました。実践でわかるように、これは非常に便利です。手がまったく疲れません。金属探知機を分解すると、非常にコンパクトで、文字通りバッグに収まります。

完成したデバイスの外観は次のようになります。

結論として、この金属探知機は昔ながらの働き方をする人には向いていないと言いたいです。金属を区別しないので、すべてを掘る必要があります。おそらくとてもがっかりするでしょう。しかし、金属くずを集めるのが好きな人にとって、この装置は役立つでしょう。そして子供向けのエンターテイメントとしても。

本「DIY 金属探知機」の一部。コイン、宝石、宝物を見つけるための検索方法。」著者はS. L. コリャキン＝チェルニャクとA. P. セミヤン。

継続

ここで冒頭をお読みください:

3.1. K175LE5チップをベースにしたコンパクトな金属探知機

目的

金属探知機は、地中の金属物体を探すように設計されています。住宅内の工事の際に、建具や隠蔽配線の位置を決めるのにも使えます。

回路図

K175LE5マイクロ回路に基づくコンパクトな金属探知機の図を図に示します。 3.1、a. 2 つのオシレーター (リファレンスとサーチ) が含まれています。検索ジェネレーターは要素 DD1.1、DD1.2 にアセンブルされ、参照ジェネレーターは要素 DD1.3 および DD1.4 にアセンブルされます。

要素 DD1.1 および DD1.2 で作成される検索ジェネレーターの頻度は、以下によって異なります。

コンデンサC1の静電容量から。
同調抵抗器と可変抵抗器 R1 および R2 の合計抵抗値から求めます。

可変抵抗器R2は、トリミング抵抗器R1で設定された周波数範囲内でサーチジェネレータの周波数を滑らかに変化させます。要素 DD1.3 および DD1.4 の発生器の周波数は、発振回路 L1、C2 のパラメーターに依存します。

両方の発生器からの信号は、コンデンサ C3 および C4 を介して、ダイオード VD1 および VD2 の電圧倍増回路に従って作成された検出器に供給されます。

検出器の負荷は BF1 ヘッドフォンで、差分信号が低周波成分の形で分離され、ヘッドフォンによって音声に変換されます。

コンデンサ C5 はヘッドフォンと並列に接続されており、ヘッドフォンを高周波で分路します。サーチコイル L1 が金属物体に近づくと、要素 DD1.3、DD1.4 のジェネレーターの周波数が変化し、その結果、ヘッドフォンの音のトーンが変化します。この機能は、金属物体が検索エリア内にあるかどうかを判断するために使用されます。

使用部品とエレメント交換オプション

トリマ抵抗器 R1 タイプ SP5-2、可変抵抗器 R2 - SPO-0.5。回路内で他のタイプの抵抗、できれば小さい抵抗を使用することは許容されます。

電解コンデンサ C6 タイプ K50-12 - 少なくとも 10 V の電圧用。残りの永久コンデンサはタイプ KM-6 です。

コイル L1 は、内径 8 mm の銅またはアルミニウムのチューブから曲げられた直径 200 mm のリング内に配置されます。短絡が起こらないように、チューブの端の間に小さな絶縁ギャップが必要です。コイルはPELSHO 0.5線で巻かれています。

ヘッドフォン TON-1、TON-2 は BF1 ヘッドフォンとして使用できます。

金属探知機は、Krona 電池またはその他のタイプの 9 V 電池によって電力を供給されます。

金属検出器回路では、K176LE5 マイクロ回路を K176LA7、K176PU1、K176PU2、K561LA7、K564LA7、K561LN2 マイクロ回路に置き換えることができます。

デバイスのインストール

インダクタ、電源、ヘッドフォンを除くデバイスの部品は、厚さ 1 mm のフォイルグラスファイバーラミネートから切り取ったプリント基板上に配置できます (図 3.1、b)。他の種類のプリント基板を使用することも可能です。

コネクタの一端には金属チューブ製のハンドルが取り付けられ、もう一端にはコイル L1 を備えた金属リングが絶縁材料製のアダプタを使用して取り付けられます。

装置の全体図を図に示します。 3.1、d、デバイス要素の配置は図にあります。 3.1、c.

設定

金属探知機をセットアップする前に、トリミングと可変抵抗器を中間の位置に配置し、SB1 接点を閉じる必要があります。調整された抵抗器 R1 のスライダーを移動することで、ヘッドフォンの最低音を実現します。

音が出ない場合はコンデンサC2の容量を選択してください。金属検出器の動作中に誤動作が発生した場合は、容量 0.01 ～ 0.1 µF のコンデンサを DD1 マイクロ回路のピン 7 と 14 の間にはんだ付けする必要があります。

ソース
Yavorsky V. K176LE5 の金属探知機。 // ラジオ、1999 年、第 8 号、p. 65.

本から S.L.コリャキン＝チェルニャク、A.P.セミヤン。「」

読み続けて

多くの人によく知られている、提案された金属探知機の設計の基礎は、人気のある家庭用マイクロ回路 K175LE5 です。金属探知機は周波数ビートの原理に基づいて動作し、基本的に 2 つの発生器を備えています。 1 つのジェネレーターは要素 DD1.1、DD1.2 にアセンブルされ、2 番目のジェネレーターは要素 DD1.3 にアセンブルされます。 DD1.4。原理的なものは下の写真にあります。

最初の同調可能発振器の周波数は、コンデンサ C1 の容量と抵抗 R1 と R2 の合計抵抗に依存します。可変抵抗器は、トリミング抵抗器によって設定された周波数範囲内で発電機の周波数を滑らかに変化させます。別の発生器の周波数は、探索発振回路 L1 C2 のパラメータに依存します。発生器からの信号は、ダイオード VD1 および VD2 の電圧倍増回路に従って作成された検出器に供給されます。検出器の負荷はヘッドフォンです。それらは音の形で差信号を生成します。コンデンサ C5 はヘッドフォンを高周波でシャントします。

サーチコイルが金属物体に近づくと、発生器の周波数がDD1.3、DD1.4に変化します。これにより音の音色が変わります。このトーンの変化は、鉄の物体が探索エリア内にあるかどうかを判断するために使用されます。金属検出器回路では、K176LE5 マイクロ回路を K176LA7、K561LA7、K564LA7 マイクロ回路に置き換えることができます。このようなチップのラジオ市場での価格はわずか 0.2 ドルです。トリマ抵抗器 R1 タイプ SP5-2、可変 R2 - SPO-0.5。サーチコイルはPELSHO線0.5～0.8を巻いてあります。