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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 아마추어 금속 탐지기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 표시기, 탐지기, 금속 탐지기 내가 개발한 금속 탐지기는 지뢰밭을 식별하고 무력화하기 위한 평화 유지 작전이나 대규모 지질 조사 또는 고고학 조사에는 아직 사용되지 않았습니다. 전문가를 위한 것이 아니라 "지하를 보려고" 하는 아마추어를 위해 설계되었으며 표에 주어진 매개변수로 디자인을 만족시킬 수 있는 "박동 금속 탐지기"의 개선된 버전입니다. 검색 생성기에 자동 주파수 제어(AFC)를 도입하여 소포 자체의 강도에 대한 프로빙 펄스 지속 시간의 유익한 사용(명확한 고정)으로 인해 장치의 감도가 증가합니다. 또한 전자 장치의 전압 안정화 및 온도 보상을 위한 추가 조치가 필요하지 않았습니다. 그리고 회의론자들이 예측한 "화해할 수 없는 모순"(그들은 금속이 작업 영역에 들어갈 때 검색 발진 회로의 주파수 변화가 AFC 시스템의 정상적인 기능과 호환되지 않는다고 말합니다)은 관행 자체에 의해 해결되었습니다. 센서가 0,5 - 1m/s의 속도로 연구 중인 표면 위를 이동할 때 장치 회로는 상당한 관성(큰 시간 상수)을 갖는 주파수의 자동 튜닝과 충돌하지 않는 것으로 나타났습니다. 블록 다이어그램의 분석에서 이미 Modelist-Nos. 8'85 및 4'96에 게시된 금속 탐지기를 포함하여 이전의 덜 민감한 아날로그보다 그러한 장치를 제조하는 것이 분명히 더 어렵다는 것이 분명합니다. 컨스트럭터 잡지. 결국 내가 제안하는 개발은 예시적인 석영(1) 및 측정(2) 생성기의 표준 세트 외에도 외부 인덕터 I.(검색 프레임 센서), 믹서(3) 및 녹음기 VA( 전화 캡슐), 새롭고 크게 향상된 성능, 장치가 있습니다. 이것은 제어 비트 주파수에 비례하는 진폭을 가진 톱니파 신호를 생성하는 적분기(4)와 키(5) 및 소스 팔로워 VT와 함께 아날로그인 기록 펄스 셰이퍼(6)입니다. 적분기의 피크 전압을 고정하는 저장 장치. 금속 탐지기는 특수 VCO 생성기(7) 없이 최대 감도 영역에서 일대일 비트 등록 영역으로(또는 그 반대로) 전자 장치를 자동으로 전송하는 비교기(8) 없이는 할 수 없습니다. 소스 폴로어에서 생성된 전압을 주파수 200-8000Hz의 전기 진동으로 변환하고 장치의 응답 속도를 늦추는 특수 노드가 있는 위에서 언급한 원래의 자동 튜닝 시스템 AFC(9)가 없습니다. 제어 전압의 과도하게 급격한 변화. 물론 "opamp"와 특수 믹서 (10)를 선택하지 않는 것은 불가능합니다. 금속 탐지기의 주요 매개변수
안정된 건조한 날씨에서 chernozem의 강철 물체 감지 깊이, mm
실습에서 알 수 있듯이 두 주파수를 동시에들을 수 있도록 오디오 신호를 생성하는 선택된 방법을 사용하는 장치 구성으로 장치의 초기 튜닝을 특정 감도로 크게 촉진합니다. 그리고 신뢰도가 상당히 높습니다. 극단적인 상황에서도 검색 프레임 센서가 차이 주파수가 거의 임계값(70Hz)이 되는 거리에서 거대한 금속 물체에 접근할 때 오작동이 없습니다. 헤드폰. 이제 회로도에 반영된 세부 사항에 대해 알아보십시오. 예시적인 생성기는 요소 DD1.1에서 만들어집니다. 주파수는 포지티브 피드백 회로에 포함된 ZQ1 석영 공진기에 의해 안정화됩니다. 전원을 켤 때 발전기의 여기를 보장하기 위해 저항 R1이 사용됩니다. 여기에서 사용할 수 있는 버퍼 요소 DD1.2는 생성기를 언로드하고 디지털 레벨로 신호를 생성합니다. 저항 R2는 석영 공진기에서 소모되는 부하의 정도와 최대 전력을 결정합니다. 이 생성기는 500-800μA의 전류 소비로 거의 모든 공진기와 함께 작동할 수 있습니다. 그리고 그 뒤를 따르는 주파수 분배기(요소 DD2.1)는 믹서의 정상 작동에 필요한 대칭 사행 신호를 생성합니다. 측정 생성기는 비대칭 멀티 바이브레이터 (트랜지스터 VT1 및 VT2) 방식에 따라 조립됩니다. 자체 여기 모드로의 출력은 커패시터 C7에 포지티브 피드백 회로를 제공합니다. 주파수 설정 요소는 C3 - C5, VD1 및 검색 코일 센서 L1입니다. 또한 생성은 사용 가능한 석영 공진기에 따라 500kHz ~ 700kHz 범위에서 수행됩니다.
이 발전기에서는 단기 불안정성과 같은 중요한 매개변수가 작습니다. 전원을 켠 직후 처음 10초 동안의 주파수 드리프트는 0,7Hz(및 30분마다 - 최대 20Hz)이지만, 1분당 1Hz라도 장치의 정상 작동에 허용되는 것으로 간주됩니다( AFC). 1-1,2V의 진폭을 갖는 측정 생성기에 의해 출력되는 정현파 신호는 분리 커패시터 C9를 통해 트리거 DD3.2로 공급되어 디지털 레벨과 듀티 사이클 2의 직사각형 펄스를 생성합니다. R5R6은 분배기입니다. 이 회로 섹션의 정상적인 작동에 필요합니다. 음, DD3.3은 버퍼 단계 역할을 합니다. 신호는 믹서(T-트리거 DD2.2)로 공급됩니다. 예시적인 생성기의 분배기에서 나오는 주파수도 거기에 있습니다. DD2.2 작동의 특징은 주파수가 가까운 두 개의 펄스 시퀀스가 이 논리 소자의 입력 C와 D에 도달하면 엄격하게 대칭적인 사행을 가진 차동 주파수 신호가 출력에 형성된다는 것입니다. 또한, 믹서의 출력부(12)에서 제거된 모든 것은 그림 2a에 표시된 모양을 갖습니다. 직접 및 지연된 (그림 2b) 반전 (R8C11 회로 및 요소 DD4.2로 인해) 신호는 DD5.1 키에서 합산되며 짧은 양의 형성과 함께 논리 AND / OR 역할을합니다. 아날로그 저장 장치(DD2, C5.2, VT13) 작동을 위한 기록 펄스(그림 3c). 그러나 그것이 전부는 아닙니다. DD4.2의 출력에서 가져온 신호는 VD2, R10 - R11, DA1, C12를 사용하는 고전적인 방식에 따라 만들어진 적분기로 전달됩니다. 저항 R11은 커패시터 C12의 재충전 전류를 제한하여 요소 DD4.2의 출력을 언로드합니다. DD2의 펄스에 의해 제어되는 DD5.2 키를 통한 통합 신호(그림 5.1d)는 저장 커패시턴스 C13에 공급되며, 여기서 적분기에서 오는 피크 값과 동일한 전압이 공급됩니다( 그림. 2e). 커패시터 C14는 비트 주파수의 급격한 변화로 발생할 수 있는 "스텝" 유형 효과를 부드럽게 합니다(그림 2f). 소스 팔로워에서 신호는 DD4.3 비교기, VCO(전압 제어 발생기) 및 AFC 루프 회로로 이동합니다. 분배기 R21R22는 R23 및 R24 피드백과 함께 제어 전압의 범위를 1,2V의 진폭으로 좁힙니다. 연산 증폭기 DA2는 분배기 R26R29에 의해 제공된 것과 수신된 값을 비교하고 aaricap VD1의 제어 전압을 생성합니다. 저항 R26은 AFC(감도)의 초기 캡처 지점을 대략적으로 설정할 수 있고 R27은 정확히 설정할 수 있습니다. 또한 R26 슬라이더를 극단(계획에 따라 위 또는 아래) 위치로 이동하면 AFC 캡처 영역(±300Hz)을 쉽게 벗어나 일대일 비트 주파수 모드를 구현하여 작동하게 합니다. 장치가 더 유연합니다. 비트 주파수의 급격한 변화에 대한 AFC의 응답을 늦추는 노드 기능의 특징을 이해하기 위해 트랜지스터 VT4를 기반으로 예를 들어 일정한 Ub가 있다고 가정합니다. 또한 어느 시점에서 비트 주파수와 그에 따라 C14 양단의 전압에 급격한 변화가 있다고 가정합니다. 우리 금속 탐지기의 작동 회로는 이전 값에서 Ub 트랜지스터 VT4의 적절한 편차로 이러한 "입문"에 확실히 응답합니다 (R19, R20 및 C16의 큰 등급으로 인해). 그러나 비트 주파수의 부드러운 변화에 대한 반응은 분명히 명명된 전압의 느린 변화 형태의 반응일 것입니다. 금속 물체가 검색 프레임 센서의 감도 영역에 들어가 상대적으로 오랫동안 머무르면 VT4를 기준으로 전압이 설정되며 일반적으로 지정된 주파수 모드로 돌아가기에 충분합니다. 그러나 센서를 측면으로 급격히 제거하면 상황이 바뀌고 VT6 트랜지스터의 U4은 이전 수준으로 빠르게 돌아갈 수 없습니다. 즉, "0"(포지티브 피드백 발생)을 통해 전환하기 위한 조건이 생성됩니다. 후자를 배제하기 위해 VD19 다이오드로 R3의 션트가 도입되었으며 이를 통해 커패시턴스 C16이 빠르게 방전됩니다(U6이 설정 레벨로 돌아옴). 실제로 AFC에는 (비트 주파수가 변경되는 방향에 따라) 두 개의 시간 상수가 있습니다. 그리고 센서의 특수 설계는 검색 생성기의 f 증가에 대한 감지된 물체의 강자성 특성의 영향을 실질적으로 제거하기 때문에 AFC와 장치 전체는 모든 모드에서 매우 정확하게 작동합니다. VCO(DD4.4 및 R18, C15)는 비트 주파수에 따라 변하는 전압을 주파수로 변환합니다. 그리고 R16R17 분배기로 구성된 DD4.3 비교기는 f 비트 = 0-70Hz일 때 최대 감도 영역에서 이를 수행할 수 있습니다. VCO 주파수는 믹서의 입력 A(키 DD5.4)에 공급됩니다. 입력 CO는 논리 요소 DD4.1과 차이 f 비트 및 미분 회로 C10R9에 의해 형성된 짧은 음의 펄스에서 나옵니다(헤드폰의 더 나은 사운드, 전력 소비 감소). 결과적으로 믹서의 출력은 VCO의 변조된 fbeat 주파수이거나 비트 주파수만입니다. 또한 체계는 한 모드에서 다른 모드로 자동 전환을 수행합니다. 가변 저항 R30은 부하 및 볼륨 제어 역할을 하고, 이와 결합된 SA1은 전원 스위치 역할을 합니다. 미세 전류 모드에서 작동하는 연산 증폭기 인 CMOS 시리즈의 미세 회로를 사용하면 전류 소비를 6mA 수준으로 줄일 수 있으므로 Krona 배터리를 전원으로 사용할 수 있습니다. 다른 아날로그와 마찬가지로 거의 전체 금속 탐지기가 단면 호일 코팅 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 검색 생성기는 주석으로 만든 차폐 상자에 배치됩니다. 제어 저항 R26, R27, R30, 전원 공급 장치와 헤드폰을 연결하기 위한 소켓, 센서 프레임만 보드 치수에서 제외됩니다. 센서 프레임 제조에 사용된 기술과 관리는 전체 금속 검출기의 성능에 매우 중요하므로 더 자세한 프레젠테이션이 필요합니다. 여기서는 1100mm 와이어 PEV2-1.2 조각 10개로 구성된 번들이 기본으로 사용됩니다. 전기 테이프 층으로 단단히 싸서 내경 960mm, 길이 300mm의 알루미늄 튜브에 압착합니다. 결과 블랭크는 모서리가 둥근 200xXNUMXmm의 직사각형 프레임 모양입니다. 알루미늄 케이스에 배치 된 첫 번째 전선의 끝-정전기 스크린은 일종의 11 턴 인덕터가 형성 될 때까지 두 번째 시작 부분에 연속적으로 납땜됩니다. 스파이크는 종이 테이프로 서로 격리되고 에폭시 수지로 채워져 있으며 튜브 자체가 프레임으로 구부러져 코일이 단락되는 모양을 배제합니다. 접을 수있는 막대에서 하나 또는 두 개의 섹션으로 사용할 수있는 핸들 바에 대한 폐쇄 형 고주파 커넥터와 적절한 (금속이 아닌) 마운트를 여기에 제공하는 것이 좋습니다. 프레임을 블록에 연결하는 케이블은 PK75와 같은 동축 텔레비전을 사용하는 것이 좋습니다. 검색 생성기의 초크 1_2(이하, 그림 1에 따라 지정되고 저널의 이전 호에 게시된 금속 탐지기의 전기 회로도에 따름)에는 450회 PEL 와이어 1-0,01이 있습니다. 권선 - M4NN 강자성 코어가있는 직경 15, 길이 600mm의 프레임에 대량으로 있습니다 (오래된 라디오에서 적합한 윤곽 코일을 사용할 수 있음). 이러한 초크의 인덕턴스는 1 - 1,2mH입니다. 이 장치는 커패시터 KSO 또는 KTK(C3, C4, C5), KLS 또는 KM(C1, C2, C6 - C13, C15), K50-6 또는 K53-1(C14, C16, C17)을 사용합니다. 저항도 선택할 수 있습니다. 특히 "트리머"의 경우 R26, R27, SP5-2 또는 SP-3이 적합합니다. 변수 R30에 대해서도 마찬가지이며 스위치와 결합해야 합니다. 다른 모든 저항은 MLT-0,125(VS-0,125)입니다.
디지털 MS는 잘 정립된 K176 시리즈의 아날로그로 대체될 수 있습니다. DD1, DDZ - 필요한 수의 인버터를 포함하는 한 동일한 시리즈의 모든 것. 트랜지스터도 교체할 수 있습니다. 예를 들어 VT1 및 VT2로는 KPZ0ZB(-Zh)가 적합합니다. \/TK 대신 KPZ0Z 또는 KP305를 사용할 수 있으며(이 경우 이름 끝에 있는 문자 색인은 역할을 하지 않음) KT3102G(VT4)가 KT3102E를 대체합니다. 석영 - 1,0-1,4MHz 용으로 설계된 것 중 하나입니다. 헤드폰 선택도 무제한입니다. 실습에서 알 수 있듯이 TON-1 또는 TON-2가 매우 적합합니다. Varicap D901은 D902로 교체할 수 있습니다. 문자 인덱스가 있는 다이오드 VD2 및 VD3 - KD522(KD523). 조립 된 장치를 설정하려면 오실로스코프가 필요하고 작업 정확도가 필요합니다. 전체 설비를 면밀히 검토한 후 회로에 전원이 공급됩니다. 그런 다음 제대로 실행 가능한 설계를 위해 5,5 - 6,5mA가 되어야 하는 전류 소비를 확인합니다. 규정치 이상일 경우 납땜 등의 오차를 찾아 제거합니다. 예시적인 생성기의 기능은 듀티 사이클이 1인 석영 공진기의 2f와 동일한 주파수의 DD0,5 마이크로 회로의 핀 2에 존재함으로써 확인됩니다. 그런 다음 제어 지점에서 "검색 엔진"으로 이동합니다. R3과 C8이 수렴하는 인쇄 회로 기판에 공급 전압의 절반이 적용되고 DA2 칩의 출력이 차단됩니다. 그리고 트랜지스터 VT2의 드레인에 연결된 오실로스코프를 사용하여 출력 전압의 진폭을 확인합니다. 1V ~ 1,2V여야 합니다. 편차가 0,1V를 초과하면 인덕터 L2의 권수를 수정하십시오. 그리고 커패시터 C3 및 C4의 도움으로 최적의 신호 주파수는 0,5 fquartz와 동일하게 설정됩니다. 또한 센서 자체는 금속 물체에서 5미터 이상 떨어져 있지 않아야 합니다. 필요한 경우 R9를 선택하면 DD3 마이크로 회로의 핀 2에서 대칭 출력 신호를 얻으려고 합니다(이 경우 믹서는 사행이 8인 차동 주파수 신호를 출력해야 합니다). 그런 다음 varicap의 전압을 변경하여 비트 주파수를 9-6Hz로 설정하면 DA1 적분기의 핀 10에서 신호가 측정됩니다. "아래에서 제한 직전"이어야합니다. 해당 조정은 저항 RXNUMX의 값을 선택하여 수행됩니다. 오실로스코프를 트랜지스터 VT3의 소스에 연결하여 비트 주파수에 따른 전압 레벨의 변화를 확인합니다. 저항 R16 및 R17은 f 비트가 10Hz보다 높을 때만 비교기 출력(DD4 칩의 핀 70)에서 논리적 XNUMX이 나타나도록 합니다. VCO는 적분기 신호가 "아래에서 한계를 벗어날 때" 발진기가 작동하기 시작하도록 저항 R15로 조정됩니다. 앞으로는 VCO의 최소 주파수가 최대 감도를 위한 금속 탐지기의 설정과 일치하기 때문에 작동 전에 장치 조정을 크게 단순화할 것입니다. 이전에 납땜 된 연결 R3 및 C8을 DA2와 함께 인쇄 회로 기판에서 복원한 후 장치 디버깅의 마지막 단계로 진행합니다. 엔진 "트리머"R26은 최대 비트 주파수에 해당하는 극단("플러스") 위치로 설정됩니다(또한 f 검색 생성기> f 예시). 그런 다음 엔진을 반대 방향으로 천천히 회전시키면서 DA6의 핀 1에서 신호를 제어하기 시작합니다. 그들은 (R26 엔진의 특정 위치에서) 신호가 AFC 캡처 영역에 도달하는 순간이 오실로스코프 화면에 어떻게 나타나는지 확인합니다. 튜닝 저항(1327)의 손잡이를 계속 돌려서 10Hz의 비트 주파수를 달성하는 동시에 AFC의 작동을 확인합니다(신호가 원래 상태로 돌아가는 경향이 있으므로). 저항기(1326, 1327)의 엔진은 AFC의 큰 관성으로 인해 천천히 움직여야 합니다. 이 경우 최소 VCO 주파수와 f의 약한 클릭, 비트가 헤드폰에서 들립니다. 일부 1 경우에 따라 일부 고정된 상태에 비해 소리가 "떠다니는" 효과가 발생할 수 있습니다. 이 경우 저항 R23, R24의 비율을보다 정확하게 선택하거나 1319, R20의 값을 줄여야합니다. 이미 언급했듯이 금속 탐지기의 전자 부품(및 거의 전체 장치)은 핸들에 장착된 적절한 케이스에 장착할 수 있습니다. 검색 프레임 센서와 연결 와이어가 서로에 대해 단단히 고정되도록 주의해야 합니다. 결국, 작업자가 움직일 때 발생하는 이러한 부품의 약간의 진동조차도 잘못된 신호를 생성할 수 있습니다(특히 회로의 최대 감도와 장치에 대한 경험 부족). 같은 이유로 주걱은 총검이 위로 향한 상태로 등 뒤에 착용해야 합니다(센서 프레임에서 멀리 떨어짐). 그리고 운전자의 부츠 끈에 있는 금속 팁은 일반적으로 허용되지 않습니다. 그들이 가져오는 간섭은 지구에서 그토록 포기하기를 꺼려하는 것을 찾으려는 초민감 장치의 모든 노력을 무효화하겠다고 위협합니다. 금속 탐지기로 작업하는 것은 최신 수동 지뢰 탐지기로 작업하는 것과 크게 다르지 않습니다. 물론 그러한 정밀한 기구는 조정이 필요합니다. 우리의 특별한 경우 이것은 튜닝 저항 R26의 엔진을 극단 ( "플러스") 위치로, R27을 중간 위치로 돌리는 것입니다. 장비에 전원을 공급한 후 헤드폰에 VCO 신호가 나타날 때까지 R26 조정 노브를 반대 방향으로 돌립니다. 그 후 필요한 감도는 튜닝 저항 R27로 설정됩니다. 그리고 R26의 도움으로 그들은 (일대일 비트 모드에서 장치로 작업할 때) f 비트를 200 -300Hz 범위로 임의로 설정합니다. AFC와 VCO는 기본적으로 비활성화되어 있으므로 평소와 같이 검색이 수행됩니다. 작은 물체의 위치를 보다 명확하게 결정하기 위해 프레임 센서는 수평으로(둥근 모서리가 앞쪽으로) 또는 연구 중인 표면에 대해 45-90° 기울어져 검색 영역으로 이동합니다(명확한 위치 이점은 다음과 같습니다. 프레임의 측벽 중 하나). 저자: Yu.Stafiychuk
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