На сторінках журналу вжерозповідалося про гурток радіоконструювання Генічеської станції юних техніків(Див. статті в “Радіо”, 2005, № 4, 5; 2007, № 2). Під керівництвом В.Солоненко гуртківці вивчають основи електроніки і радіотехніки, конструюютьрізні прилади. У пропонованій статті описана ще одна конструкція,створена в цьому гуртку, – метал лоіскатель.

Як правило, металошукачі конструюютьуніверсальними. Вони можуть виявляти як дрібні, так і великі предмети. Напрактиці іноді виникає необхідність у пошуку металевих предметівкрупніше, наприклад, закаточной кришки. Розробкою такого металошукача вгуртку протягом декількох років займалися брати Юрій та Володимир Антон. Наоснові їх розробки гуртківець Петро Віхляєв виготовив металошукач, якийактивно експлуатувався близько двох років. На рис. 1 – Петро Віхляєв зметалошукачем

Пропонований металошукач працюєза принципом “передача-прийом”. В якості передавача застосованийгенератор з ударним збудженням, побудований на основі несиметричногомультивібратора на транзисторах різної провідності, а в якості приймача -двохкаскадний підсилювач звукової частоти з випрямлячем і стрілочниміндикатором. Як приймальня, так і передавальна антени містять котушку наферитовому стержні і конденсатор, які утворюють резонансний контур,настроєний на частоту близько 7 кГц.

Для того щоб система з такихпередавача і приймача стала металошукачем, необхідно виключити попаданнясигналу передавача безпосередньо в приймач. Тому їх котушки розташовують так,щоб у відсутності сторонніх металевих предметів зв’язки між ними практичноне було.

Як відомо, індуктивний зв’язокміж котушками мінімальна, коли їх осі перпендикулярні. Якщо котушки пере-датчикаі приймача розташувати саме так, то сигнал передавача приймач прийматипрактично не буде. При появі поблизу від цієї збалансованої системиметалевого предмета в ньому під дією змінного магнітного поля передавальноїкотушки виникають так звані вихрові струми і, як наслідок, власнемагнітне поле, яке наводить у приймальній котушці змінну ЕРС. Рівеньсигналу, прийнятого приймачем, индицирует стрілочний прилад. Показання приладузалежать від розмірів предмета, відстані до нього, а також від розташування вземлі.

Технічні характеристики металошукача

Робоча частота, кГц … 7

Глибина виявлення:

закаточной кришки, см … 20 … 25

залізного або алюмінієвого листарозмірами 200×300 мм, см … 60 … 65

залізного листа розмірами400x400x1 мм, см … 80 … 90

кришки каналізаційного люка, см … 110 … 120

Передавач

Схема передавача показана на рис.2. Короткі імпульси, вироблювані несиметричним мультивібратором,зібраному на транзисторах VT1, VT2, через котушку зв’язку L2 збуджуютьсинусоїдальні коливання на резонансній частоті контуру L1C1.

Приймач

Схема приймача показана на рис.3. Змінне магнітне поле передавача наводить в металевому предметізмінний струм, який впливає на коливальний контур L1C1 приймача, ввнаслідок чого в ньому виникає електричний струм частотою близько 7 кГц. Зкотушки зв’язку L2 через розділовий конденсатор С2 сигнал надходить на вхідпершого каскаду підсилювача, виконаного на транзисторі VT1. Посилений сигнал звиходу першого каскаду подається через розділовий конденсатор С4 на вхіддругого каскаду, зібраного на транзисторі VT2, а після посилення надходить навипрямляч, побудований за схемою подвоєння напруги і зібраний на діодах VD1,VD2. Випрямлена напруга згладжує конденсатор С6, а стрілочний прилад -мікроамперметр РА1 – фіксує значення випрямленого струму. Для підвищення ефектив-ностістабільності роботи приймача в обидва каскаду введена негативний зворотнийзв’язок по постійному напрузі включенням резистора R1 між колектором ібазою транзистора VT1 і резистора R3 між колектором і базою VT2. Крімтого, введення в перший каскад частотозавісімой негативного зворотного зв’язку позмінному напрузі через конденсатор СЗ забезпечує зниження посиленняна частотах вище 7 кГц. Конденсатор С7 – блокувальний, він підвищуєстійкість роботи приймача при збільшенні внутрішнього опору батареїхарчування по мірі її розрядки.

Деталі та конструкція

Деталі передавача і приймачарозміщені на друкованих платах, які виготовлені з односторонньо фольгованогосклотекстоліти методом прорізання у фользі ізолюючих доріжок. Кресленнядрукованої плати передавача показаний на рис. 4, а приймача – на рис. 5. Платирозраховані на установку резисторів МЯТ потужністю 0,125 або 0,25 ВтКонденсатор СЗ приймача – К10-7В, оксидні конденсатори – імпортні,решта – К73-17. Контурні конденсатори приймача і передавача – КСВ, їхрозміщують безпосередньо на каркасах контурних котушок. Крім ука-заних насхемою передавача транзисторів КТ815Б і КТ837У, можна застосувати транзисторицих серій з будь-яким буквеним індексом, а в приймачі – транзистори КТ315 збудь-яким буквеним індексом або КТ3102А-КТ3102В. Мікроамперметр РА1 – М4761(Магнітофонний стрілочний індикатор), але можна використовувати будь-який інший зі струмомповного відхилення 200 … 300 мкА. Вимикачі живлення – будь-які малогабаритні.Джерелом живлення передавача служать два акумулятори Д-0, 26 або два гальванічніелементи типорозміру АА або AAA, а приймача – батареї “Крона”,”Корунд”, 6F22.

Контурні котушки приймача іпередавача мають однакову конструкцію. Їх основа – феритовий стерженьдіаметром 10 і довжиною 200 мм марки 400НН разом з полістиролових каркасах длякотушок, використовуваний в переносних приймачах в якості антени середніх ідовгих хвиль. Виготовляють котушки так. З каркаса знімають старий провід. Зторців до каркаса приклеюють розчинником марки Р-647 або Р-650 полістироловихщічки у вигляді куточків з отворами для феритового стрижня. Щічки одночасним-обелівськувиконують функцію стійок, з допомогою яких кріпиться котушка. Для контурнихкотушок приймача і передавача на каркаси намотують по 600 витків дротуПЕВ-2 діаметром 0,14 … 0,16 мм. Їх захищають ізоляційною стрічкою, поверхякої намотують дріт ПЕВ-2 діаметром 0,25 … 0,3 мм, для котушки зв’язкупередавача – 20 витків, а приймача – 60. По завершенні намотування провід такожзахищають ізоляційною стрічкою.

В якості корпусів приймача іпередавача використані полістиролових коробки, їх розміри не критичні. Тамвстановлені друковані плати, батареї живлення, а на бічній стінці закріпленівимикачі живлення Стійки для друкованих плат, відсіки для батареї живленнявиготовлені з полістиролу та приклеєні до корпусів розчинником марок Р-647,Р-650.

Налагодження передавача починаютьз перевірки споживаного струму, він повинен бути в межах 12 … 15 мА, йоговстановлюють підбором резистора R1. Під час роботи передавача можепрослуховуватися слабкий свист, друкований феритовим магнітопро-водом, щосвідчить про справність передавача. Змінне напругу наколивальному контурі передавача, виміряний приладом ТЛ-4, – близько 50 В.Котушка передавача повинна знаходитися точно на середині феритового стрижня.

Для налаштування приймача лівий посхемою висновок конденсатора С2 тимчасово дротяної перемичкою з’єднують із загальнимпроводом. Підбором резистора R1 в першому каскаді і R3 в другому встановлюютьвідповідно на колекторах транзисторів VT1 і VT2 напруга, рівнаполовині напруги живлення. Після цього перемичку видаляють і включають харчуванняприймача. Піднісши до його котушці включений в мережу паяльник на відстань близько5 см, спостерігають відхилення стрілки індикатора приймача – це підтверджує йогопрацездатність. Приймач і передавач розносять на відстань приблизно2 м, при цьому їх котушки розташовують на одній осі. Спостерігаючи відхилення стрілкиіндикатора приймача, видаляють його на відстань, при якому стрілка індикаторавстановиться на середині шкали. Тепер необхідно точно набудувати контурприймача на частоту передавача. Переміщуючи феритовий стрижень котушкиприймача, знаходять положення максимального відхилення стрілки індикатора.

Якщо стрілка індикатора максимальновідхиляється, коли котушка зрушена від центру феритового стрижня майже докраю, це означає, що ємність конденсатора С1 більше, ніж необхідно.Підбором конденсатора С1 домагаються, щоб максимальні показання індикаторабули при розташуванні котушки на середині феритового стрижня. Якщо ємністьконденсатора С1 дорівнює або менше необхідного значення, то максимум свідченьіндикатора буде при розташуванні котушки на середині стрижня. У цьому випадкунеобхідно паралельно конденсатору С1 підключити ще один конденсаторємністю близько 1000 пФ. Якщо показання індикатора збільшаться і котушка виявитьсяне на середині стрижня, то, зменшуючи ємність додаткового конденсатора,домагаються максимального значення показань індикатора при положенні котушки насередині феритового стрижня. При правильному налагодженні відстань міжкотушками передавача і приймача і положенні стрілки індикатора на серединішкали складе приблизно 4,5 м. Після цього котушки необхідно міцнозафіксувати на стрижнях. В авторському варіанті це зроблено за допомогою гумкидля резіномоторов. У каркас котушки втягається гумка і розтягується.Встановивши феритовий стержень в котушку, відпускають гумку. Стискаючись, вонаміцно його фіксує.

До збірки вузлів в єдину конструкціюнеобхідно уточнити відстань між котушками приймача і передавача,розмістивши їх на дерев’яному столі, не містить металевих елементівконструкції. Котушку передавача розташовують перпендикулярно котушці приймачана відстані 55 … 60 см. Переміщуючи котушку передавача, домагаютьсямінімального показання стрілочного індикатора приймача, що відповідаємаксимальної чутливості металлоіс-Катель. Підносячи металеву пластинурозмірами 200×300 мм перпендикулярно стрижню котушки приймача, спостерігаємо запоказаннями індика-тора. Стрілка повинна реагувати на метал з відстані неменше 60 см. У металошукачі, побудованих в гуртку, його максимальначутливість виходила при розташуванні котушок на расстніе максимального відхилення стрілки індикатора.

Якщо стрілка індикатора максимальновідхиляється, коли котушка зрушена від центру феритового стрижня майже докраю, це означає, що ємність конденсатора С1 більше, ніж необхідно.Підбором конденсатора С1 домагаються, щоб максимальні показання індикаторабули при розташуванні котушки на середині феритового стрижня. Якщо ємністьконденсатора С1 дорівнює або менше необхідного значення, то максимум свідченьіндикатора буде при розташуванні котушки на середині стрижня. У цьому випадкунеобхідно паралельно конденсатору С1 підключити ще один конденсаторємністю близько 1000 пФ. Якщо показання індикатора збільшаться і котушка виявитьсяне на середині стрижня, то, зменшуючи ємність додаткового конденсатора,домагаються максимального значення показань індикатора при положенні котушки насередині феритового стрижня. При правильному налагодженні відстань міжкотушками передавача і приймача і положенні стрілки індикатора на серединішкали складе приблизно 4,5 м. Після цього котушки необхідно міцнозафіксувати на стрижнях. В авторському варіанті це зроблено за допомогою гумкидля резіномоторов. У каркас котушки втягається гумка і розтягується.Встановивши феритовий стержень в котушку, відпускають гумку. Стискаючись, вонаміцно його фіксує.

До збірки вузлів в єдину конструкціюнеобхідно уточнити відстань між котушками приймача і передавача,розмістивши їх на дерев’яному столі, не містить мояніі 50 … 55 см,але в цьому випадку потрібно більш копітка настройка.

Збірка

Конструкція металошукача вспрощеному вигляді показана на рис. 6. Всі його вузли встановлюють на несучий брус4, який виготовляють із деревини і для захисту від вологи покривають лаком.Приймач 3 і передавач 5 кріплять до бруса шурупами на відстані 5 … 10 см відкотушок. Висновки котушок зв’язку приймача і передавача, що йдуть до корпусів,необхідно звити в пару. Котушку 1 приймача приклеюють до платформи 2 зполістиролу, а далі – до торця несучого бруса 4 розведеним в розчиннику догустоти сметани полістиролом, який добре клеїть як деревину, так іпластмасу.

Для підвищення точності настройкиметаплоіскателя на максимальну чутливість котушка передавача 8встановлена ​​на платформу 7, одна з вузьких сторін якої кріпиться нерухомо здопомогою шурупа через прокладку 6 до несучого бруса 4. Платформ-му можнавиготовити з склотекстоліти або гетинаксу товщиною 4 мм. На протилежнійстороні платформи свердлять отвір діаметром 2,5 мм і нарізують різьблення МОЗ.Співвісно з ним в брусі 4 роблять отвір діаметром 5 мм. Регулювальний гвинтвплавляют в пластикову ручку 11. Шайба 10 виготовлена ​​з гетинаксу. Конічес-каяпружина 9 взята від ковпачка панелі радіолампи.

Після збірки включають приймач,передавач і за допомогою регулювального гвинта домагаються мінімальних свідченьстрілочного індикатора приймача. Якщо мінімальне значення показаньіндикатора буде досягнуто в одному з крайніх положень регулювальногогвинта, то підбирають товщину прокладки 6 (з будь-якого ізоляційного матеріалу)так, щоб воно відповідало середньому положенню гвинта. Після регулюванняметаплоіскателя котушки закривають пластмасовими ковпаками для захисту їх відмеханічних пошкоджень.

Перед пошуком за допомогою регулювальногогвинта встановлюють мінімальне, близьке до нуля, показання стрілочногоприладу. Металошукач на ремінці опускають вниз на витягнуту руку і,переміщаючи його уздовж землі, шукають металеві предмети, орієнтуючись напоказання стрілочного індикатора.