ЗВОНИТЕ: (044) 209-30-48 (098) 412-97-98
burtrest@gmail.com
Украина

Импульсный металлоискатель своими руками 02.08.2017

Время публикации: 10:49

11_RH_6_03

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Принцып действия
  2. Структурная схема
  3. Принципиальная схема
  4. Алгоритм работы
  5. Поисковая головка для металлоискателя
  6. Верхняя штанга
  7. Нижняя штанга

Металлоискатель является универсальным прибором, который может пригодиться при строительных и ремонтных работах, а так же поиска сокровищ кладоискателями-любителями.

Принцип действия

В искательскую головку-излучатель (индуктивность 0.2-0.3 мкГн) импульсного сенсора металлов направляются импульсы с различными частотами от 40 до 200 Гц. Эти импульсы должны мотивироваться высокой силой тока (до 22 А) и напряжением до 200 В. Если металл не находится возле излучателя, тогда импульсы заднего фронта будут краткими. В случае ближнего местоположения трубы, кабеля либо других проводников, задний фронт драпируется.

2017-08-04_110157Рассмотрим главную схему

Основой этой семы является обработка параметров испульса при помощи специальных микроконтроллеров.
Базовые характеристики металлодетектора:
— Напряжённость питания: 7,5 – 14 В.
— Потребляемый электроток: 90 мА.
Глубина выявления:
— монетка диаметром 24 миллиметра: 0,24 м;
— револьвер: 40 м;
— шлем: 59 м.

2017-08-04_110514

Основа представленной схемы — это использование усилителя дифференциала во входном каскаде. Он применяется с целью усиления сигнала, его напряжённость больше напряжения питания. Последующее усиления дает усилитель приема. С целью замера нужного сигнала предназначен основной интегратор. В период непосредственного интегрирования выполняется накапливание полезного сигнала, а в период возвратного интегрирования — изменение результата в числовую конфигурацию. Следующий интегратор предназначается для создания баланса усилительного тракта по непрерывному току.

Рассмотрим принципиальную схему

Схема данного типа выглядит следующим образом:

2017-08-04_110621

Сильный источник изготовлен при помощи транзистора VT1. Полевой транзистор с номером IRF740, который содержит емкость затвора больше 1000пФ. Для его стремительного закрытия применяется подготовительный каскад в транзисторе VT2. Электроток в индуктивной перегрузке наращивается со временем. Резисторы R1,R3 предусмотрены с целью "погашения" энергии самоиндукции. Предохранительные диоды VD1 и VD2 сдерживают перепады усилия во входе отличительного усилителя. Резисторы R1,R3 установлены с целью "гашения" энергии самоиндукции. Предохранительные диоды сдерживают перепады напряжения на входе усилителя. Дифференциальный усилитель составлен на D1.1. Чип D1 предполагает собою соединенный оперативный усилитель типа TL074. Его характерными качествами является высокая скорость, малый расход, незначительная степень шума и значительное сопротивление на входе. Коэффициент силы усилителя равен приблизительно 7, отмечается он резисторами R3 и R6, R9 и R11.
Усилитель D1.2 является не инвертационным усилителем и обладает коэффициентом 57. Во время работы высоковольтной доли импульса данный показатель уменьшается до 1, благодаря аналоговому ключу D2.1, который предупреждает перегрузку усилительного такта и гарантирует быстрое вступление в порядок для увеличения низкого сигнала. Транзисторы VT3 и VT4 установлены с целью согласования степеней поточных сигналов, которые поступают из микроконтроллера в аналоговые источники.
Благодаря второму интегратору D1.3 выполняется автоматический баланс входного усилительного тракта по стабильному электротоку. Когда сигнал на усилителе отсутствует, удерживается уровень +5 В.
Один интегратор установлен на D1.4. В процессе интегрирования один ключ (D2.2) открывается, а другой (D2.4) закрывается. Логический инвертор выполнен с ключом D2.3. При помощи резистора R21 происходит разрядка накопительного конденсатора C6. Чтобы измерить время разряда конденсатора С6 применяют аналоговый компаратор и таймер, интегрированый в контроллер D3.
С помощью светодиодов VD3 и VD8 выполняется световое воспроизведение. Кнопка S1 применяется для сброса контроллера. Чтобы задать режим работы металлоискателя используют переключатели S2 и S3. Для регулировки чувствительности предустановлен резистор R29.

Алгоритм работы

С целью пояснения принципа деятельность импульсного металлоискателя далее изображена схема сигналов в более значимых местах устройства.

2017-08-04_110731

В период между интервалом А ключ VT1 открывается.
Сквозь катушку течет электроток. Если уровень тока достигает примерно 2 А происходит закрытие ключа. Выброс напряжения самоиндукции образуется на стоке транзистора номер VT1. Объем выброса контролируется резисторами R1 и R3, равен более 300 В. Диоды VD1 и VD2 предупреждают о перегрузке тракта усилителя. Для этих же целей во время перерывов происходит открытие ключа D2.1. Это позволяет снизить сквозной коэффициент с 400 до 8. На третьей осциллограмме продемонстрирован сигнал выхода из усиления. На промежутке С ключ D2.1 закрывается и происходит увеличение коэффициента тракта. За то время пока усилительный тракт переходит в режим (после интервала С), ключ D2.2 открывается, а ключ D2.4 закрывается. Таким образом, происходит интегрирование сигнала на промежутке D. В конце этого промежутка сначала происходит закрытие ключа D2.2, а потом открывается ключ D2.4 — происходит "обратное" интегрирование. На промежутках E и F происходит полная разрядка конденсатора С6.

Цифровые данные обрабатываются микроконтроллером и отображаются с помощью светодиодов VD3 и VD8 и источника звука Y1. При отсутствии цели горит светодиод VD8, дальше по мере воздействия загораются VD7, VD6 и так далее.
Чтобы провести настройку импульсного металлодетектора рекомендуют придерживаться следующих шагов:
— проверить правильность установки;
— включить питание, проверить потребляемое электричество (оно не должен превышать 90 мА);
— заменить резистор R7 на переменный резистор, вращая его ротор достичь такого рода балансировки, чтобы осциллограмма на выходе 7 D1.4 была похожа на осциллограмму 4. Во время проводимых манипуляций нужно, что бы сигнал на интервале D не изменялся. После выполненной балансировки, переменный резистор нужно измерить и заменить на постоянный самого близкого номинала.

Поисковая головка для металлоискателя

Поисковая головка для металлоискателя является одной из главных его частей. От того насколько качественно изготовлена головка, будет зависеть работа всего прибора.
Основу под катушку берут диаметром 20 мм, предположительное число витков — 26, провода ПЭВ и ПЭЛ 0,5 миллиметров, для катушки используют двухпроводной, многожильный не экранированный кабель, в изоляции. Такая головка гарантирует чувствительность выявления монеты времен СССР номиналом 5 копеек, на дистанции 19-20 сантиметров, в воздухе.

2017-08-04_110837

Головка с равным диаметром 20 мм не имеет необходимой чувствительности к малым объектам из металла (ювелирные украшения), меньшая головка не способна на поиски на глубине. Чтобы усилить эти два компонента (чувствительность и глубину) необходимо создать двухконтурную головку.

2017-08-04_111014

На кусках фанеры необходимо разметить контуры создаваемой катушки (наружный диаметр в пределах 190 — 200 мм, внутренний — 90 мм, толщина стен 16 мм). Проводим намотку катушки: 25 витков на оправе диаметром 19,2 мм, 5 витков на оправе диаметром 85 мм. Далее необходимо пропитать катушку лаком и уложить в канавы, при этом следует использовать последовательное соединение. Заводим провод, распаиваем окончания, делаем ввод кабеля. Укладываем катушку наверх ямкой и заливаем ее эпоксидной смолой. Уже после полимеризации перекладываем катушку, вклеиваем ушки и укрываем всю плоскость эпоксидной смолой в 2 покрова. Распаиваем штекер, провод оборачиваем скотчем в целях охраны от окраски и несколько раз прокрашиваем катушку. Такая катушка дает возможность обнаружить советскую копеечную монету на дистанции 100 мм. Центр прибора легко находится, так как гистограмма чувствительности к незначительным объектам выходит конусной (в средине на 1-2 сантиметра больше).

Верхняя штанга

Чтобы изготовить ручку металлоискателя, нужен кусок трубы из дюраллюминия, латуни или медни. Диаметром около 20 см. Толщиной стенок до двух миллиметров. Длина верхнего штанга 110-140 см. Штангу в форме буквы «S» выгибают так называемым трубогибом.

2017-08-04_111129

Подлокотник можно вырезать из листового метала толщиной 1-2,5 миллиметра. Прикрепить к штанге рекомендуем с помощью болта М6. Ниже подлокотника располагается спецконтейнер для компонентов электропитания. Кабель питания прокладывается изнутри штанги и выводится через проем небольшого диаметра около электрического блока. Муфту используют из пластика. Диаметр внутри затяжного элемента — 15 мм, снаружи — 20 мм. Затяжной элемент подклеивается в штангу с помощью эпоксидной смолы. Ручку металлоискателя можно изготовить из куска обычной шланги, валика из поролона или другого подручного материала.

Нижняя штанга

Эту штангу наматывают на оправе диаметром 15 мм, используя 6 слоев стеклоткани (должен выйти диаметр 17 мм). Штанга должна соответствовать длине, около 500-750 миллиметров.
Основной вид металлоискателя импульсного типа показан на рисунку ниже.

2017-08-04_111226

Пост опубликован:Среда Август 2nd, 2017

Оставить комментарий