Карманный искатель скрытой проводки и арматуры, который умещается в небольшой корпус и собирается из деталей, лежащих в любом ящике радиолюбителя. Вся его схемотехника — это LC-генератор на полевом транзисторе, срыв колебаний которого превращается в писк пьезоизлучателя.
Назначение и возможности
Прибор предназначен для поиска металлических предметов, скрытых под штукатуркой: труб, электропроводки, гвоздей, арматуры. Он полностью автономен — питается от батареи «Крона» на 9 В и потребляет от неё всего 4—5 мА, так что одного элемента хватает надолго.
Чувствительности хватает, чтобы обнаружить:
- трубу на расстоянии 10—15 см;
- проводку и гвозди на расстоянии 5—10 см.
Чувствительность можно заметно поднять, увеличив габариты конструкции, но практика показывает, что для бытовых задач это не всегда оправдано — прибор перестаёт быть карманным, а выигрыш в дальности для поиска гвоздя в стене не нужен.
Схема и принцип работы
С точки зрения схемотехники устройство — это LC-генератор на полевом транзисторе, к которому пристроен узел звуковой индикации.
Индикация выбрана именно звуковая, и это не вопрос вкуса, а вопрос экономии батареи. Светодиод, чтобы его было видно днём, требует тока порядка 10—15 мА — то есть в три раза больше, чем потребляет весь остальной прибор. Зуммер прерывистого звучания с пьезоизлучателем обходится примерно 2 мА, хотя сам по себе и дороже светодиода.
Работает всё так. После подачи питания переменным резистором R4 генератор выводят на порог срыва — в точку, где колебания ещё есть, но держатся на волоске. Пока генератор работает (частота порядка сотен килогерц), переменное напряжение с его выхода выпрямляется диодами VD1, VD2 и заряжает конденсатор С5 до 2—3 В.
Этого напряжения достаточно, чтобы держать заблокированным генератор прерывистого звучания, собранный на логических элементах микросхемы DD1 по типовой схеме. То есть в дежурном режиме прибор молчит именно потому, что генератор на полевом транзисторе исправно колеблется.
Стоит поднести катушку L1 к металлическому предмету, как добротность контура падает и генерация срывается. Выпрямлять больше нечего, конденсатор С5 за 20 мс разряжается через резистор R5, блокировка снимается — и начинает работать генератор на элементах DD1.1, DD1.2. Под его управлением прерывисто запускается второй генератор, на DD1.3, DD1.4, и пьезоизлучатель ZQ1 начинает пищать с перерывами. Как только металл удаляется от катушки, генерация в контуре L1C2 тут же восстанавливается и звук пропадает.
Настройка в работе
Порог срыва — вещь капризная: он зависит от степени разряда батареи, температуры воздуха и предметов, оказавшихся рядом с металлоискателем. Поэтому подстраивать прибор резистором R4 приходится часто, прямо в процессе поиска.
Процедура простая. Движок R4 сначала выводят в положение максимального сопротивления — генерация в LC-контуре должна сорваться, и прибор должен подать звуковой сигнал. Затем сопротивление медленно уменьшают до момента, когда генерация восстановится и писк прекратится. В этой точке прибор готов к работе и максимально чувствителен.
В отдельных случаях может потребоваться подбор резистора R3. Чтобы излучатель звучал как можно громче, стоит подобрать номинал R9 или С7 так, чтобы частота генератора совпала с резонансом пьезоизлучателя.
Детали и конструкция
Дефицитных и дорогих компонентов в приборе нет. Полевой транзистор подойдёт любой из серии КП303, микросхему можно взять более дешёвую, 176-й серии.
Катушка индуктивности — бескаркасная, содержит 50+50 витков провода диаметром 0,1 мм, намотанных на оправку диаметром примерно 7 см. Удобно намотать её на стеклянную бутылку, затем сдвинуть, слегка скрепить витки нитками и промазать целиком клеем типа «Момент».
- Постоянные резисторы — МЛТ-0,125 или аналогичные.
- Конденсаторы — любые малогабаритные; здесь допустимы большой ТКЕ и заметная погрешность, потому что генератор всё равно придётся постоянно подстраивать вручную.
- Пьезоизлучатель — любой.
- Электролитические конденсаторы не должны иметь больших токов утечки, особенно это касается С1. Этому требованию отвечает большинство новых конденсаторов К50-35 и подобных импортных.
Все детали, кроме батареи, переменного резистора, звукового излучателя и катушки, монтируются на печатной плате. Плата вместе с перечисленными узлами помещается в корпус подходящих размеров.
Катушку крепят на диэлектрической стойке длиной не менее 15 см. Это не прихоть компоновки: при меньшем выносе прибор начнёт обнаруживать собственную батарейку.
Сменные катушки и дальность обнаружения
Имеет смысл сделать несколько сменных катушек разного диаметра — именно от него зависит, на каком расстоянии прибор увидит металл, и какого размера предметы он вообще заметит.
Так, при диаметре каркаса 12 мм дальность обнаружения составляет всего несколько миллиметров, зато металлоискатель реагирует даже на металлические опилки. С большими катушками картина обратная: дистанция растёт, но находить он будет только крупные предметы.
Источник: Корякин-Черняк С.Л., Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
