K155LA3 칩의 간단한 금속 탐지기. 계획, 설명

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K155LA3 칩의 간단한 금속 탐지기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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초보자 라디오 아마추어는 지난 세기의 70 년대 후반에 다양한 국내외 전문 간행물에 반복적으로 게시 된 회로를 기반으로 간단한 금속 탐지기의 설계를 반복하도록 권장 할 수 있습니다. 단 하나의 K155LA3 칩으로 제작된 이 금속 탐지기는 몇 분 안에 조립할 수 있습니다.

회로도

제안된 디자인은 BFO(Beat Frequency Oscillator) 금속 탐지기의 많은 옵션 중 하나입니다. 즉, 주파수가 가까운 두 신호의 비트를 분석하는 원리에 기반한 장치입니다(그림 3.1). 동시에, 이 디자인에서 비트 주파수의 변화에 대한 평가는 귀로 수행됩니다.

K155LA3 칩의 간단한 금속 탐지기

K155LA3 칩의 간단한 금속 탐지기
쌀. 3.1. K155LA3 칩의 금속 탐지기 개략도

이 장치는 측정 및 기준 발진기, RF 발진 검출기, 표시 회로 및 공급 전압 안정기를 기반으로 합니다.

고려 중인 설계에서는 IC1 칩에 만들어진 두 개의 간단한 LC 발진기가 사용됩니다. 이러한 발전기의 회로 솔루션은 거의 동일합니다. 이 경우 기준인 첫 번째 발진기는 요소 IC1.1 및 IC1.2에 조립되고 두 번째 측정 또는 조정 가능한 생성기는 요소 IC1.3 및 IC1.4에 조립됩니다.

기준 발진기 회로는 1pF 커패시터 C200과 코일 L1로 구성됩니다. 측정 생성기 회로는 최대 정전 용량이 약 2pF인 가변 커패시터 C300와 검색 코일 L2를 사용합니다. 이 경우 두 생성기는 약 465kHz의 작동 주파수로 조정됩니다. 디커플링 커패시터 C3 및 C4를 통한 발전기의 출력은 정류 전압 배가 회로에 따라 다이오드 D1 및 D2에서 만들어진 RF 발진 검출기에 연결됩니다. 검출기의 부하는 저주파 성분의 신호가 추출되는 BF1 헤드폰입니다. 이 경우 커패시터 C5는 더 높은 주파수에서 부하를 션트합니다.

튜닝 가능한 발전기의 발진 회로의 검색 코일 L2에 금속 물체에 접근하면 인덕턴스가 변경되어이 발전기의 작동 주파수가 변경됩니다. 이 경우 코일 L2 근처에 철금속(ferromagnet)으로 만들어진 물체가 있으면 인덕턴스가 증가하여 가변 발진기의 주파수가 감소합니다. 비철금속은 L2 코일의 인덕턴스를 줄이고 발전기의 작동 주파수를 높입니다. 커패시터 C3 및 C4를 통과한 후 측정 및 기준 발생기의 신호를 혼합한 결과 형성된 RF 신호는 검출기로 공급된다. 이 경우 RF 신호의 진폭은 비트 주파수에 따라 변경됩니다.

RF 신호의 저주파 포락선은 다이오드 D1 및 D2에서 만들어진 검출기에 의해 격리됩니다. 커패시터 C5는 신호의 고주파 성분을 필터링합니다. 다음으로 비트 신호가 BF1 헤드폰으로 전송됩니다. 제너 다이오드 D1, 밸러스트 저항 R1 및 조정 트랜지스터 T9로 구성된 전압 조정기를 통해 3V 소스 B3에서 IC1에 전원이 공급됩니다.

세부 사항 및 디자인

고려되는 금속 탐지기의 제조를 위해 모든 프로토 타이핑 보드를 사용할 수 있습니다. 따라서 사용되는 부품은 전체 치수와 관련된 어떠한 제한도 받지 않습니다. 설치는 경첩식과 인쇄식 모두 가능합니다.

금속 탐지기를 반복할 때 공통 DC 소스로 구동되는 155개의 3I-NOT 논리 요소로 구성된 K2LA2 마이크로 회로를 사용할 수 있습니다. 커패시터 C1로 휴대용 라디오의 튜닝 커패시터를 사용할 수 있습니다. 다이오드 D2 및 DXNUMX는 모든 고주파 게르마늄 다이오드로 교체할 수 있습니다.

기준 발진기 회로의 코일 L1은 약 500μH의 인덕턴스를 가져야 합니다. 이러한 코일로는 예를 들어 수퍼 헤테로다인 수신기의 IF 필터 코일을 사용하는 것이 좋습니다.

측정 코일 L2는 직경 30mm의 PEL 와이어 0,4회를 포함하며 직경 200mm의 토러스 형태로 만들어집니다. 이 코일은 단단한 프레임에서 만들기가 더 쉽지만 그것 없이도 할 수 있습니다. 이 경우 항아리와 같은 적절한 원형 물체를 임시 프레임으로 사용할 수 있습니다. 코일의 권선은 대량으로 감긴 후 프레임에서 제거되고 권선 묶음 위에 감긴 열린 알루미늄 호일 테이프인 정전기 스크린으로 차폐됩니다. 테이프 감기의 시작과 끝 사이의 간격(스크린 끝 사이의 간격)은 15mm 이상이어야 합니다.

코일 L2를 제조할 때 차폐 테이프의 끝이 닫히지 않도록 하는 것이 특히 필요합니다. 이 경우 단락 코일이 형성되기 때문입니다. 기계적 강도를 높이기 위해 코일에 에폭시 접착제를 함침시킬 수 있습니다. 사운드 신호 소스로는 가능한 한 저항이 높은(약 2000옴) 하이 임피던스 헤드폰을 사용해야 합니다. 예를 들어 잘 알려진 전화 TA-4 또는 TON-2에 적합합니다.

예를 들어 V1 전원으로 Krona 배터리 또는 직렬로 연결된 두 개의 3336L 배터리를 사용할 수 있습니다.

전압 안정기에서 전해 커패시터 C6의 커패시턴스는 20에서 50 마이크로 패럿이 될 수 있고 C7의 커패시턴스는 3에서 300pF가 될 수 있습니다. 68V와 같은 스태빌라이저 출력의 전압은 트리밍 저항 R000에 의해 설정됩니다. 이 전압은 배터리가 상당히 방전된 경우에도 변경되지 않고 유지됩니다.

K155LAZ 칩은 5V DC 소스에서 전원을 공급하도록 설계되었으므로 원하는 경우 전압 안정 장치를 회로에서 제외하고 3336L 배터리 또는 이와 유사한 것을 전원으로 사용할 수 있습니다. 컴팩트한 디자인으로 조립할 수 있습니다. 그러나 이 배터리의 방전은 이 금속 탐지기의 기능에 매우 빠르게 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 5V의 안정적인 전압을 형성하는 전원 공급 장치가 필요합니다.

저자는 전원으로 직렬로 연결된 5개의 수입 수입 원형 배터리를 사용했음을 인식해야 합니다. 이 경우 7805 유형의 통합 스태빌라이저에 의해 2V의 전압이 형성되었으며 요소가있는 보드와 전원이 적절한 플라스틱 또는 목재 케이스에 배치됩니다. 가변 커패시터 C1, 스위치 S2, 검색 코일 L1와 헤드폰 BF1을 연결하기 위한 커넥터가 하우징 커버에 설치됩니다(이 커넥터와 스위치 SXNUMX은 회로도에 표시되지 않음).

설립

다른 금속 탐지기의 조정과 마찬가지로 이 장치는 금속 물체가 L2 검색 코일에서 최소 XNUMXm 거리에서 제거되는 조건에서 조정되어야 합니다.

먼저 주파수 측정기 또는 오실로스코프를 사용하여 기준 발진기 및 측정 발진기의 작동 주파수를 조정해야 합니다. 기준 발진기의 주파수는 코일 L465의 코어를 조정하고 필요한 경우 커패시터 C1의 커패시턴스를 선택하여 약 1kHz로 설정됩니다. 조정하기 전에 검출기의 다이오드와 커패시터 C3에서 커패시터 C4의 해당 단자를 분리해야합니다. 다음으로 커패시터 C4의 해당 단자를 검출기의 다이오드와 커패시터 C3에서 분리하고 커패시터 C2를 조정하여 측정 생성기의 주파수를 설정하여 그 값이 기준 생성기의 주파수와 다음과 같이 달라지도록 해야 합니다. 약 1kHz.

모든 연결이 복원되면 금속 탐지기가 작동할 준비가 됩니다.

업무 절차

고려되는 금속 탐지기의 도움으로 검색 작업을 수행하는 기능은 없습니다. 장치의 실제 사용에 있어서 비트 신호의 필요한 주파수는 가변 커패시터 C2에 의해 유지되어야 하며, 이는 배터리 방전, 주변 온도 변화 또는 토양의 자기 특성 편차에 따라 변경됩니다.

작동 중에 헤드폰의 신호 주파수가 변경되면 검색 코일 L2 영역에 금속 물체가 있음을 나타냅니다. 일부 금속에 접근하면 비트 신호의 주파수가 증가하고 다른 금속에 접근하면 감소합니다. 비트 신호의 톤을 변경하고 특정 경험을 통해 감지된 물체가 어떤 금속, 자성 또는 비자성인지 쉽게 확인할 수 있습니다.

저자: Adamenko M.V.

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