Схема металлоискателя «Пират»: электрическая и печатная плата

Принцип действия металлоискателя

Ниже мы рассмотрим технические характеристики металлоискателей, области их применения. Однако знакомство с этими устройствами следует начинать с рассмотрения принципа действия.

Все металлоискатели (металлоискатели) имеют общий принцип работы, основанный на явлении равновесной индукции.

Суть метода

Он состоит из следующего: в металлоискатель входит несколько катушек. Эти элементы образуют датчик.

1. прибор изначально находится в состоянии равновесия;
2. застрявший в «поле зрения» прибора металлический предмет нарушает баланс;
3. есть сигнал несовпадения;
4. сигнал ошибки усиливается;
5. преобразовать электрический сигнал в звуковой;
6. используя звуковой сигнал на ваше усмотрение.

Область применения металлоискателей

Ассортимент металлоискателей достаточно широк.

В настоящее время металлоискатели используются:

• в системах безопасности (стационарные и переносные металлоискатели);
• геология (металлоискатель для обнаружения металлических горных пород, изменения структуры почвы);
• строительство и ремонт (металлоискатель для обнаружения проложенных в стенах электрических кабелей);
• в военной сфере (металлоискатель для обнаружения мин — миноискатели);
• и так далее.

Среди гражданского населения металлоискатели, предназначенные для обнаружения сокровищ (монет и сундуков с сокровищами, закопанными в землю), являются наиболее популярными и ценятся в народе. Охотники за сокровищами делают одни, поисковые системы — другие. Если первые движимы азартом и интересом, к перечисленным факторам для вторых добавляется священный долг.

Конструкция и принцип работы

Конструктивная схема и расположение деталей металлоискателя традиционны для устройств этого типа. Устройство представляет собой металлический стержень, в котором закреплена катушка с обмоткой на нижнем конце и блок с электронной схемой и батареей на верхнем конце.

Здесь учтена важная деталь, делающая походы с таким приспособлением более удобными — выбор места на штанге блока с электронной схемой. Такое положение должно позволять охотнику за сокровищами удобно держать удочку в руках и контролировать положение катушки относительно земли.

Некоторые сборщики предпочитают, чтобы индикация звуковым сигналом изменения поля электромагнита обеспечивалась не внешним динамиком, а наушниками. Аналогичную возможность предлагает блочная конструкция — стандартный аудиоразъем 3,5 мм).

Металлоискатель «Пират» работает по импульсной технологии. Он обеспечивает отличную производительность для техники такого уровня с точки зрения чувствительности.

Электронную схему можно собрать, заменив микросхемы на обычные транзисторы. Правда, транзисторный вариант для правильной работы может потребовать особых настроек, доступных только самым опытным радиотехникам. Поэтому транзисторная схема устройства используется не очень часто.

Детали и расходные материалы

Для сборки пиратского металлоискателя своими руками, который будет реагировать не только на металлы, но и на золотые изделия и месторождения чистых драгоценных металлов, искателю сокровищ дополнительно потребуются следующие детали и материалы:

• Стандартная печатная плата, служащая основой для электрической схемы (или, в случае собственного производства, текстолита)

• Источник энергии. В качестве источника питания подходит любое количество обычных батарей (батарей) или аккумуляторных батарей. Главное условие — общее общее напряжение 9-12В.

• Эмалированный провод сечением 0,5-0,6 мм. (для намотки на катушку)

• Медный кабель сечением 0,75 мм. (или более), чтобы связать элементы вместе

• Корпус Сюда подойдет любая пластиковая тара, размером чуть больше самой доски.

• Металлическая или пластиковая трубка подходящей длины для использования в качестве стержня

• Корпус катушки, или клетка катушки, на которую будет наматываться кабель

• Расходные материалы: сварка, изолента, любой качественный клей, герметики, возможно пенополиуритан, саморезы и шурупы для скрепления элементов между собой.

Что касается изготовления доски самостоятельно, все зависит от ваших предпочтений. Любители полностью самодельной электроники могут изготовить самостоятельно, в том числе за плату. В большинстве случаев дешевле купить карту, как и некоторые другие комплектующие для металлоискателя Пират.

Для сборки катушки понадобится каркас или жесткий каркас, но при этом внутри них не должно быть металлических элементов. Самодельный каркас можно сделать из прочного пластика, фанеры. Другой вариант — из ненужной пластиковой посуды подобрать что-то подходящее по форме и размеру. Например, подойдет пластиковая посуда. Каркас также можно приобрести в полностью готовом виде.

Рекомендуемые параметры для пиратской катушки»:

Основные проблемы, связанные с катушкой, основаны на том, что во время использования это устройство может значительно пострадать от столкновений с неровностями земной поверхности, крупными камнями и мусором. Во избежание подобных проблем на его каркас внизу крепится пластиковая пластина подходящего размера. Шлифовальная тарелка не только защищает от повреждений, но и увеличивает скольжение, особенно при работе в высокой траве. Это увеличивает общую интенсивность поисковых операций.

Какие материалы и элементы необходимы для сборки

Чтобы сделать пиратский металлоискатель своими руками, вам потребуются:

Рецепты полезных расслабляющих ванн в домашних условиях

1. Микросхемы К157УД2 и СВ.
2. Транзисторы ВС557, IRF740, ВС547.
3. Конденсаторы (1 керамический, 6 электролитов и 2 пленочные).
4. Резисторы (7 шт. — от 1 Ом до 470 кОм, 6 шт. — от 10 до 390 Ом и 2 шт. — по 2 Ом).
5. 2 диода 1N148.
6. Корпус для блока металлоискателя.
7. Штанга для крепления катушки.
8. Проволока ПЭВ 0,5 толщиной 0,45 мм.
9. Сварщик и сварщик.
10. Круглый контейнер для катушки.
11. Наушники.
12. Аккумуляторы типа «Крона 9».

Материалы для изготовления металлоискателя.

Устройство металлоискателя

Итак, перейдем к обзору моего металлоискателя.

Мой металлоискатель состоит из:

• Верхний вал
• Нижний вал
• Подлокотник
• Блок управления
• Поисковая катушка
• Соединительный кабель

Верхнюю и нижнюю планку сделал из полипропиленовых водопроводных труб диаметром 18. Выбор пал на них по прочности и легкости. С такой штангой можно долго ходить без усталости. И еще один большой плюс для них, они не проводят ток, а значит не будут мешать поиску металлов. Для облегчения переноса стержни складываются в одном месте. Ближе к подлокотнику и к блоку управления. Соединение металлическое, но сделано отдельно от катушки и не мешает.

Так же сделал подлокотник от Сантех. Я разрезал полипропиленовую трубу большого диаметра пополам по длине. А с помощью пластиковых фиксаторов подлокотник крепится к штанге. Это удобно, так как его можно быстро снять и поставить на место во время транспортировки и транспортировки.

Я сделал блок управления из старого звонка, который нашел на чердаке. Все мои запчасти подходят под этот чехол. А именно: плата металлоискателя, динамик, повышающий адаптер DC-DC, кнопка включения-выключения.

В этом кейсе также есть батарейный отсек. Для трех элементов AAA на 1,5 вольта я больше этого не делал. При желании его можно переделать под корону или батарейки. Но если вы решили подкормить корону, то соедините три коронки параллельно, так получится лучше всего.

Но с помощью повышающего переходника 4,5 вольта увеличивают до 12 вольт.

Этого достаточно, чтобы металлоискатель заработал. На мой взгляд, короны маловато, хотя карта с ней будет работать нормально. Блок управления, как и подлокотник, крепится к штанге с помощью зажимов для быстрого снятия и установки блока.

Моя поисковая катушка состоит из компьютерного кабеля с витой парой. Пробовал сделать из медной проволоки, но из витой пары больше понравилось в плане активации металла. Чтобы сделать катушку таким образом, сделайте несколько витков кабеля. Например 3-5 витков, этого будет достаточно.

Катушка уже заизолирована. Поэтому просто обмотал изолентой и не стал делать для катушки жесткий футляр. Хотя его можно сделать, например, из полипропиленовых труб, если согнуть их, нагревая горелкой или строительным феном. Или сделайте трубы для теплого пола, тоже сложив их в кольцо.

Я взял крышку пластикового ведра диаметром 20 см и закрепил катушку зажимами. Для моего использования в качестве металлоискателя этого достаточно. При необходимости можно будет сделать для катушки другой корпус. Катушка крепится к штанге зажимами, что позволяет ей вращаться при транспортировке и транспортировке металлоискателя.

Соединять концы между собой необходимо строго по этой схеме. Это создаст непрерывную цепочку. Восемь ниток соединены в непрерывную нить.

Кабель для подключения можно взять любой. Например, электрическая сеть 0,75 кв. И подключиться к блоку управления через штекер или штекер.

Радиодетали для металлоискателя

Ниже представлен список радиодеталей.

Возьмите пленочные конденсаторы C1-C2 0,1Mkf (код 104), электролитические конденсаторы C3-C8 можно установить на любое напряжение, но не ниже 16В, почти все NPN-транзисторы можно использовать как T3, однополюсная перемычка, остаточные резисторы обрезанного провода пойдут. Установите R7 не менее 1Вт, тогда сопротивление от нагрева не изменится, а работа будет стабильнее. R8 не менее 0,5 Вт, а R17 не менее 0,25 Вт.

Характеристики металлоискателя:

• Потребление тока 30-50 мА
• Реагирует на все металлы без дискриминации
• Чувствительность 25 мм монеты — 20 см
• Крупные металлические предметы — 150 см
• Длительность импульса 125-150 мкс
• Частота 125-150 Гц

Схему лучше не паять разными флюсами и кислотами, но если вы ее использовали, то перед запуском нужно смыть остатки кислоты с текстолита теплой мыльной водой с содой, смахнув зубной щеткой. Так что вытри себя хорошо, и можешь попробовать бегать. Лучше припаять чистую схему
канифоль или спиртовой раствор канифоли. А после пайки смыть остатки канифоли спиртом.

Металлоискатель состоит из двух блоков:

1. Передача от генератора импульсов на микросхеме NE555 аналог КР1006ВИ1 и мощный ключ на транзисторе IRF740.
2. Прием на микросхеме операционного усилителя К157УД2

Как настроить металлоискатель Пират

Настроить пиратский металлоискатель очень просто. Для этого включите блок управления, поверните переменный резистор так, чтобы в динамике появился треск. Затем медленно поверните в другом направлении. Пока треск не утихнет. Все пираты готовы к работе. Объем его работ достигает полуметра. Возможно и больше, но только если встретятся большие куски металла. Монеты и другие мелкие кусочки металла Pirate реагируют до 30 см. Как я уже писал, этот вариант металлоискателя вполне подходит для домашнего использования. Найти что-нибудь на пляже, в саду или на поляне в лесу.

Делай, повторяй, если кому интересно.

Смотрите также мое видео о металлоискателе.

Видео

Примеры находок

Багажник, залитый черным металлом — такова добыча главного канала GREY DIGGER 12. Как задняя подвеска автомобиля выдержит нагрузку — большой вопрос. Но результаты работы Pirate впечатляют.

Килограмм монет — в основном русских ходоков — однажды выкопал вместе с товарищем пиратом Виктором Партизаном. Рубль, два рубля, пять рублей, десять рублей — вроде бы товарищ за копейку вернул половину стоимости металлоискателя.

Схема металлоискателя пират

Существует множество пиратских схем МД, так как устройство приобрело популярность и некоторые авторы начали его дорабатывать самостоятельно. В этой статье мы не будем рассматривать их все, а только рассмотрим некоторые распространенные и проверенные схемы.

Схема металлоискателя пират на ne555

Это классический пиратский металлоискатель, построенный на микросхеме таймера ne555. На его примере разберемся, как работает металлоискатель. Принцип работы устройства очень прост. Все связано с компаратором, один вход которого подключен к генератору импульсов ne555, а другой — к катушке. Выход компаратора подключен к громкоговорителю. При обнаружении металла сигнал с катушки поступает на один из входов компаратора, если есть сигнал на двух входах, то он появится на выходе, с выхода — на динамик, который подает сигнал на нам о наличии металла под катушкой.

Схема пиратского металлоискателя на транзисторе

Это вторая авторская схема, схема транзистора отличается от предыдущей тем, что здесь в качестве генератора сигналов используются транзисторы, это советские КТ-361 и КТ-315. Но если под рукой таковых нет, то злиться не стоит, можно подобрать аналоги, ведь запрещенных экспериментов еще никто не проводил.

Не авторские схемы

Есть много других вариантов схем, о которых нельзя не упомянуть. Это уже не авторская разработка, а проверенная на работоспособность.

Схема металлоискателя пират на к561ла7

Эта схема не пользуется большой популярностью и информации о ней мало

Плата металлоискателя пират

Вот печатные платы пиратского металлоискателя для программы Sprint-layout в формате .lay. Сделать их можно любым методом травления печатной платы. Схема распечатанная на не555 с микросхемой к175уд2:

Печатная схема с двумя транзисторами в качестве генераторов сигналов:

Печатная схема для tl072 в SMD версии:

Печатная схема для k561la7:

Размеры платы:

• На NE555 — 30 × 80 мм;
• На транзисторах — 30 × 76 мм;
• На TL072 — 26 × 35;
• На К561ЛА7 — 30 × 76 мм.

Немного фото печатных плат:

Катушка пиратского металлоискателя

Катушка для металлоискателя пирата сделана с проводом 0,5 ПЭВ. Для намотки нам понадобится круг диаметром 20 сантиметров. Намотаем 25 витков, на этом изготовление катушки закончено. Подключение к плате должно быть прямым, и только после теста можно попробовать вилки и переходники. Настоятельно не рекомендуется использовать скрутки. Сопротивление катушки должно быть до 2 Ом. Вот как подключаются переменные резисторы:

Глубинные катушки на мд пират

Чтобы повысить чувствительность и достичь ее максимума, выполните следующие действия:

1. Делаем катушку на 25 витков и стандартного диаметра.
2. Катушку используем, делая каждый раз по одному обороту и обрезая ее, с каждым поворотом чувствительность должна увеличиваться.
3. Как только мы замечаем, что чувствительность начинает снижаться, мы подсчитываем количество витков и наматываем новую катушку на виток больше, чем сейчас.
4. На этом достигается максимальная чувствительность.

Испытание катушки следует проводить вдали от электронных и металлических предметов. Можно поиграться с резистором R7, вместо этого поставить переменную (1 или 2 Вт) на 400 Ом и крутить на максимальной чувствительности, измерить сопротивление и припаять постоянную с этим номиналом. На чувствительность также влияет качество печатной платы, качество подключения катушки к плате, диаметр катушки и ее сопротивление. Чем больше диаметр катушки, тем больше глубина обнаружения, но снижается чувствительность к мелким объектам. Если у вас низкая чувствительность, следует пройти описанные выше элементы, возможно, у вас что-то не так. Параметры, при которых достигается максимальная чувствительность сенсора пиратского металлоискателя:

• Сопротивление R7 — 75 Ом;
• Диаметр сенсора — 20 см;
• Толщина проволоки — 0,45 мм;
• Сопротивление катушки — 2 Ом;
• Количество витков — 10 шт;

Катушка для металлоискателя пират из витой пары

Для датчика пиратского металлоискателя можно использовать витую пару. Для этого потребуется 2,5 — 3 метра витой пары. Сложите пряжу пополам и отметьте середины, затем сделайте петлю и отметьте вторую половину круга (как показано на изображении), приколите обе половинки и скрутите оставшиеся концы по кругу. При заворачивании все должно быть плотно и без зазоров.

Распиновка проводов для витой пары:

Корпус катушку металлоискателя пират

Когда дело доходит до корпуса для датчика MD, пират — это свобода творчества. Кто просто изолентой обматывает, кто пластмассовыми трубками. А если вы эстет, то можете заказать как промышленные металлоискатели. К счастью, теперь есть где все найти. Что касается планки, то здесь тоже есть место для творчества, обычно все из полипропиленовых труб.

Глубина поиска металлоискателя: от чего зависит и как увеличить?

Опубликовано: noby4ok Если у вас недостаточно глубины обнаружения в металлоискателе, вы можете увеличить ее несколькими способами. Метод первый. Убедитесь, что ваш металлоискатель настроен правильно. Для этого максимально ограничьте влияние электромагнитного излучения, выключите мобильный телефон, отойдите от линий электропередач и т.д. Далее проведем балансировку грунта: для каждого металлоискателя свой алгоритм действий.

После этого можно выставить чувствительность прибора на максимум, а при наличии порогового тона — увеличить. Многие пользователи знаменитого металлоискателя Garrett не знают, что в этом приборе есть автоматическая регулировка влияния минерализации почвы. Осуществляется это просто — нужно поместить катушку в чистое место и включить металлоискатель. Не будет лишним поставить заряженные блоки питания, ведь многие устройства от самого Гаррета протекают глубоко от разряженных аккумуляторов. Метод второй.

Улучшите поисковый датчик металлоискателя. Для этого нам необходимо приобрести его дополнительно. Обязательно новая катушка должна быть больше по диаметру, чем исходная. Например, одна из популярных в настоящее время катушек — катушка Nel Tornado 12 дюймов x 13.

Обеспечивает увеличение глубины обнаружения цели до двадцати процентов. Кроме того, на рынке есть более крупные пятнадцатидюймовые датчики с частотой три килогерца.

Именно эта низкая частота в сочетании с размером даст вашему детектору максимальное усиление глубины. Третий способ. Поиск с помощью металлоискателя. Чтобы найти находку как можно глубже, вы должны двигаться медленно и направлять поисковый датчик над землей. Лучше всего искать в наушниках и внимательно слушать каждый сигнал. Такие исследования будут эффективны на территории, не усыпанной различными кусками металла.

Наблюдая за этими методами в различных комбинациях, можно добиться обнаружения драгоценного артефакта с помощью металлоискателя на максимальной глубине. Содержит опыт исследования, который поможет вам найти ценные монеты и артефакты. Метка: хобби Хобби. Вы должны быть зарегистрированы, чтобы оставлять комментарии. Вкратце Забытые цивилизации раскрашивают белые пятна Тайны цивилизации земная жизнь без людей Древние артефакты первобытных цивилизаций и цивилизаций Даты в археологии метод дендрохронологического анализа Метод аналогий и определения возраста по глубине события.

Электронная схема

Еще один важный элемент любого металлоискателя — это схема подключения. В его обязанности входит:

• Генерация электромагнитного сигнала, подаваемого на катушку.

• Анализ обратной связи. Это означает, что задача схемы — улавливать изменения поля, полученные катушкой, и обрабатывать эти сигналы.

Преобразование сигналов от катушки в индикацию, понятную для пользователя. Электронная схема должна распознавать сигнал от катушки и выдавать его в виде сигналов различного вида, которые уже могут быть понятны кладоискателю: звуковые сигналы, световые, показания на панелях приборов и индикаторов (в зависимости от того, чем оборудована конкретная модель металлоискателя).

Отличный вариант, если кто-то желающий собрать электрическую схему для металлоискателя будет обладать обширными знаниями в области техники и электроники. Мастер сможет не только правильно собрать необходимую схему, но и внести свои доработки, адаптировав ее под имеющиеся в конкретном случае возможности, тем самым улучшив собственную конструкцию.

Многие электронные схемы довольно просто собрать; могут даже те, у кого относительно небольшой опыт работы с электроникой. При неукоснительном соблюдении рекомендаций разработчика или указаний опытных мастеров полученная схема обеспечит точную и стабильную работу конечного устройства, в которое она установлена.

Сопутка проблемы катушки

Если на катушке есть кожух, снимите его. Под защитой часто скапливаются влага и почва. Особенно это актуально на морском пляже. Удивило, сколько там внизу (соленый песок под защитой, все равно сюрприз).

Важный момент.

У проблем часто есть проблема, которую нужно учитывать… Например, вы копаетесь в жаре, проблемы начались через час: катушка нагрелась, атака цепей потеряла свои свойства, а цепи они начали дрожать внутри — в результате призраки.

Или вы косите катушкой в ​​росе, через 30 минут у вас появляются привидения — велика вероятность, что в катушке появилась влага. Если вы сможете взглянуть на сайт, вам будет легче определить проблему.

Глубокая модернизация металлоискателя «Пират».

Уменьшаем энергопотребление, повышаем чувствительность и повышаем стабильность популярного металлоискателя.

Сижу молча, никого не мешая, а тут бац — на почту приходит письмо эксцентричного содержания: — Уважаемый автор! Не могли бы вы подсказать, как можно улучшить работу металлоискателя Pirate? При питании от батареи на 9 вольт чувствительности не хватает, но потребление тока приемлемо, при переходе на батарею на 12 вольт работа схемы улучшается, но постоянно подзаряжать надоедает. Схема прилагается…. Бить меня! — сказал я, оглядываясь, на случай, если я зашел на свой сайт, я зашел на него, крестился… Нет ничего лучше металлоискателей! — А под каким телом я должен понимать что-либо в этой области? — Пишу автору вопроса. — Я, конечно, 100 лет назад наблюдал в журналах непритязательные образцы металлоискателей, но не более того. — Нет, дело не в битах — порыв, выработали ребята из «радиокошка». Есть только одно дело: передатчик и приемник. Вы как два пальца по асфальту, а мне не хватает знаний, и никто толком не может ответить! Ну, как-то, — подумал я, — два пальца по асфальту, это не тот процесс, о котором я так давно мечтал с детского сада, — а я хотел послать навязчивого следователя в мягкой, но твердой форме, но . нетто и изучив вопрос, я нашел — но оказывается, эта тема будоражит умы довольно многих радиолюбителей. Оказывается, это популярная тема! Да, на огромных просторах нашей страны похоронено еще много золотых самородков, — я обозначил возможные источники такого интереса и решил озадачиться этой проблемой. Результатом теоретического исследования предмета стала страница: ссылка на страницу. А теперь плавно переходим к «Пирату».

Случилось так, что «радио-кошачьим мальчикам» не пришлось особо стараться. Первая реализация такого металлоискателя была обнаружена в буржуазном журнале «Everyday Electronics August 1989», а очень похожая схема «PI Metal Detector» была опубликована 30 сентября 2008 года SV Smith. Детям остается только выбросить радиодетали, которые, по их мнению, лишние. Как бесполезно — оставим на совести, работает, ну слава богу!

Рассмотрим принцип работы этого металлоискателя. После того, как передатчик излучает короткий импульс магнитной индукции, в желаемом металлическом объекте генерируется затухающий импульс тока, который сохраняется в течение некоторого времени (из-за явления самоиндукции), что вызывает задержанный отраженный сигнал. Этот отраженный сигнал несет полезную информацию об объекте, которая должна быть зарегистрирована приемной частью металлоискателя.

Рисунок 1

На рис.1 (слева) изображена передающая часть «Пирата». Генератор импульсов генерирует короткие импульсы тока, которые достигают частоты 150 Гц в катушке эмиттера, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Поскольку излучающая катушка имеет ярко выраженный индуктивный характер, скачки напряжения на ней могут достигать сотен вольт. А поскольку эта катушка также является приемной, необходимо позаботиться об ограничении этого напряжения на входе приемной части регистратора. Для этого используется диодный ограничитель D1-D2. В правой части рисунка показаны диаграммы напряжения на ОПН при отсутствии металлического предмета в зоне действия катушки (синий) и при наличии куска железа (красный). Как видите, возникает эффект уширения импульса, вызванный повторным облучением цели. Чем больше металлический объект или чем ближе к поисковой катушке, тем более выраженным будет эффект расширения, например Вычислив разницу между длительностью красного и синего импульса, можно судить о размере и глубине объекта.

Кроме того, основная часть потребляемого устройством тока приходится только на процесс накачки энергетической катушки, что необходимо для достаточной мощности излучения. Как можно уменьшить это потребление? Глупо — уменьшить частоту следования импульсов. Думаем, почему частота этих импульсов выбрана в «Пирате» равной 150 Гц? Все очень просто: эту частоту должен фиксировать динамик. Динамик небольшой, эту частоту воспроизводит с трудом, а если заметно убавить, то будет совсем тихо, как рыба, но если не молчишь, слегка щелкни. Хорошо, забудьте о динамике! И насколько можно снизить эту частоту? До значений, позволяющих комфортно перемещать катушку металлоискателя в пространстве без потери скорости обнаружения цели. Понятно, что понижение частоты до 50 Гц (или 50 вертеков с поисковым импульсом в секунду) не окажет отрицательного влияния на скорость передвижения. А вот уменьшение частоты втрое даст возможность как минимум втрое снизить энергопотребление. Дальнейшее снижение может быть достигнуто за счет использования схем цифровой обработки сигналов с использованием маломощных КМОП микросхем.

Что ж, хватит этой скучной теории, пора перейти к принципиальной электрической схеме!

На рис.2 представлена ​​схема формирования импульса, длительность которого прямо пропорциональна силе сигнала, отраженного от металлического объекта. В формирователе используются логические элементы 2I-NOT CMOS с триггером Шмитта на входах. Именно наличие этих триггеров позволяет микросхемам избегать длительных переходных процессов и обеспечивает собственное потребление тока, близкое к нулю. Частота импульсов генератора, как мы уже договорились, 50 Гц, длительность импульсов накачки 150 мкс (это значение оптимально для катушки, используемой в металлоискателе). В самом простом варианте шпулька наматывается на оправку диаметром 200 мм и вмещает около 30 витков проволоки. Его форма и конструкция могут иметь разную форму, важно, чтобы результирующая индуктивность составляла 300-330 мкГн. Начало импульса запрета совпадает с началом импульса передачи. Продолжительность регулируется переменным резистором R2 и должна быть равна времени разряда излучающей катушки. Операционный усилитель DA1A усиливает сигнал, поступающий с выхода ограничительного диода, и на выходе приводит его форму к прямоугольной.

Чтобы лучше понять, как работает схема, я приведу диаграммы напряжений в различных точках.

Рис.3 Диаграммы напряжений импульсного металлоискателя

Я думаю, что никаких дополнительных пояснений относительно работы формирователя не требуется.

Действительно, теперь нам остается лишь измерить длительность выходного импульса и зафиксировать ее любым удобным для пользователя способом. Это также удобно делать чисто цифровыми средствами.

Рис.4 Измерители ширины импульса

На рисунке 4 показаны два варианта измерителя ширины импульса: первый со светодиодной индикацией, второй с записью длительности через переменную звуковую частоту. Оба устройства основаны на микросхеме CD4017 (K561IE8), которая представляет собой десятичный счетчик с декодером. Декодер работает таким образом, что обеспечивает логику только на одном выходе за раз, что чрезвычайно полезно для снижения энергопотребления схемы при работе со светодиодными матрицами. Как это работает?

При поступлении положительного фронта измеряемого сигнала (входного импульса) на вход устройства запускается генератор, построенный на IC1.1, выходные импульсы которого с частотой, задаваемой цепочкой R1 C1, поступают на тактовый вход устройства счетчик IC2. Счетчик начинает заниматься своим непосредственным делом: счет. По окончании измеряемого сигнала его уровень становится равным нулю, генератор блокируется, и счетчик, соответственно, также показывает количество импульсов, посчитанных на соответствующем выходе, как «единицу». Чем больше времени счетчик успевает отсчитать в этот момент, тем больше продолжительность сигнала, поступающего на вход. Элементы IC1.2 и IC1.3 предназначены для остановки счетчика, когда на последнем бите появляется «единица», чтобы предотвратить его последующий перезапуск. Переменный резистор R1, регулирующий частоту генератора, также отвечает за чувствительность металлоискателя: чем выше частота, тем выше чувствительность.

Итак, с этим мы разобрались, выкидываем светодиоды, подключаем генератор к счетчику (рис. 4 справа). Генератор выполнен на IC3.1, IC3.2, T1 и представляет собой устройство, частота которого генерируется за счет управляющего тока. Управляющий ток, в свою очередь, зависит от номиналов резисторов R4-R11, подключенных к соответствующим выходам счетчика. При номинальных значениях, указанных на диаграмме, минимальная частота, соответствующая самой короткой длительности входного импульса, будет примерно 500 Гц, максимальная частота, соответствующая самой большой продолжительности: ≈ 1 кГц. Остальные резисторы следует выбирать из сетки промежуточных значений. В процессе увеличения частоты генератора происходит одновременное увеличение громкости в излучателе звука, связанное с уменьшением скважности выходных импульсов (приближением их формы к меандру).

Для поддержания высокой стабильности металлоискателя все логические элементы должны питаться стабилизированным напряжением, снимаемым со встроенного стабилизатора VR1 (рис. 2). Ведь такой стабилизатор не был бы лишним даже для классического «Пирата!