Практическая электронная аппаратура, сентябрь 1980. Части 1, 2.

ЭНДИ ФЛИНД.

МЕТАЛЛОДЕТЕКТОР «MAGNUM».

Статья предназначена для прочтения только совершеннолетними дееспособными людьми. Содержимое статьи может быть опасным при её прочтении несовершеннолетними людьми или лицами с больной или

просто неустойчивой психикой. С момента опубликования статьи гениального английского инженера Анди Флинда минуло почти 25 лет. С тех пор предложенная им схема металлодетектора ‘MAGNUM” заслуженно пользуется популярностью не только среди умельцев-радиолюбителей. Эту схему до сих пор не устают повторять многие коммерческие фирмы. Эта схема послужила первоосновой в разработке

собственных конструкций не только радиолюбителей – конструкторов, но и конструкций многих приборов известных зарубежных фирм. На основании этой схемы написаны программы и для некоторых моделей микропроцессорных металлодетекторов. Огромной популярностью

пользуется эта схема и у русскоязычной части радиолюбителей. Тем обиднее и непонятнее стал факт отсутствия, сколько ни будь вразумительного перевода оригинальной статьи Анди Флинда

на русский язык. Оставаясь сегодня по-прежнему актуальной для огромного числа радиолюбителей говорящих по-русски, схема продолжает вызывать у них вопросы, ответы на

которые, как это не обидно, имеются в английском варианте статьи. Я решил восполнить этот обидный пробел. Увы, но в связи с использованием автором в оригинальной статье большого

количества технического сленга, который при дословном переводе её на русский язык сделал бы её абсолютно не воспринимаемой, мне пришлось переработать или даже заменить многие фразы, выражения, а иногда и целые предложения. Но я старался делать это как можно ближе к смыслу оригинальной статьи. Так же, для улучшения смыслового восприятия, некоторые фрагменты текста мной были раскрыты несколько более подробно, чем в оригинальной статье. Данный перевод не является коммерческим, может абсолютно свободно распространяться для личных

нужд при условии ссылки на переводчика, то есть на меня и при условии указания моего электронного почтового адреса tutty4@mail.ru или shema2003@inbox.ru.

Использование моего перевода как целиком, так и по частям в любых коммерческих проектах, изданиях, начинаниях, включая в это понятие и публикацию на любых сайтах в интернете и в любых изданиях,

включая электронные, без моего на то письменного согласия запрещаю. Вы всё делаете на свой страх и риск. Я не несу никакой ответственности за любые ваши потери

(включая коммерческие), повреждения (включая порчу, утрату, иные потери) причинённые как личному, так и государственному имуществу, и вред, причинённый вашему здоровью (как

физическому, так душевному и духовному), которые могли возникнуть или возникли в результате прочтения этого перевода или использования информации, содержащейся в нем. Я вам не нянька, а

вы взрослые дееспособные люди. С уважением, qawsedrf.

1

©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

Статья написана от первого лица, т. е. когда в тексте написано я, имеется ввиду автор Анди Флинд.

ВЕДЕНИЕ.

С дешевыми металлодетекторами невозможно нормально работать, а хорошие стоят очень и очень дорого. Вашему вниманию я предлагаю металлодетектор собственной конструкции. Чтобы сделать повторение моего прибора максимально простым мной была разработана собственная пошаговая методика настройки схемы и испытаний, как частей прибора, так и всего металлодетектора в сборе. Единственный, абсолютно необходимый для их проведения прибор, без которого невозможно обойтись при повторении этой схемы, это качественный мультиметр для проведения измерений. До сих пор, большинство схем металлических детекторов предлагаемых для изготовления в домашних условиях это схемы на биениях частоты - BFO. Среди них прилично работали, одна или две схемы, но даже они были всего лишь простыми примерами BFO типа.

ТИПЫ МЕТАЛЛОДЕТЕКТОРОВ. Существует пять основных методов обнаружения металла:

1. BFO ("на биениях" частоты). 2. Принцип индукционного баланса. 3. Импульсный. 4. Резонансный. 5. Магнитометр.

Последний метод позволяет обнаруживать даже слабые аномалии в магнитном поле Земли, но он бесполезен при поиске сокровищ, так как позволяет обнаружить только железные вещи. И детекторы, построенные по принципу BFO и по резонансному принципу, основаны на измерении того небольшого изменения индуктивности поисковой катушки, которое возникает при ее прохождении над металлическим объектом. Основной недостаток этих детекторов - слабая чувствительность. Недавно были сделаны попытки изготовить действительно качественный резонансный металлодетектор, но они не увенчались успехом. Импульсные детекторы напротив, имеют очень хорошую чувствительность. По этому принципу в настоящее время изготавливают некоторые довольно дорогие металлодетекторы. Они излучают в землю мощный электрический импульс, который возбуждает электромагнитное поле в металлической цели, а затем анализируют переходные процессы по спаду заднего фронта импульса напряжения. Несмотря на их чувствительность, они имеют два важных недостатка.

1. Из-за большой излучаемой мощности, ток потребления от источника питания очень велик. 2. Импульсные детекторы очень чувствительны к крошечным кусочкам железа.

Применение этого типа детекторов ограничивается, как правило, поиском на пляжах, где могут быть легко и быстро вырыты в песке ямки даже к глубоко расположенным объектам. В твердом же грунте тяжело копать большие ямы для того, чтобы добыть ржавые гвозди т. п. мусор. Поэтому индукционные типы детекторов стали стандартными универсальными приборами как для серьезных охотников за сокровищами, так и для людей, считающих поиск своим хобби. Прибор, построенный по этому принципу, имеет в своей поисковой головке две катушки индуктивности, на одну из которых подается сигнал, который устанавливает поле вокруг неё. Другая катушка

2

индуктивности размешена так, чтобы поле вокруг неё было сбалансировано и не давало никаких электрических сигналов. Амплитуда сигнала на выходе приемной катушки сбалансированного датчика металлодетектора в отсутствии поблизости металлических предметов минимальна. Металлический объект, приближающийся к поисковой головке, будет искажать поле, т. е. баланс нарушится, и амплитуда сигнала на выходе приемной катушки увеличится. Этот сигнал усиливается и используется для извещения оператора о том, что найден металл. Большинство выпускаемых сегодня детекторов используют один из двух типов поисковых головок, показанных на рисунке 1.

Рисунок l (a) показывает поисковую головку “widescan”, названную так, потому что её самый чувствительный участок (затененный) простирается, поперек её плоскости. Рисунок 1 (b) показывает поисковую головку типа "pinpoint", также известную как “4B”. В опыте автора "pinpoint" – безусловно, лучшая поисковая головка. Поскольку “widescan” имеет слабую способность точного определения местоположения находки. “Widescan” так же часто дает ложный ответ, характерный для железных предметов, а на самом деле это ответ от цветного металла, монета на ребре и т.п.. Примечательно, что многие из лучших американских приборов используют поисковую головку именно типа "pinpoint".

ДИСКРИМИНАЦИЯ. Все это интересно, но есть несколько дополнительных функций, необходимых в действительно хорошем детекторе металла. Одна из них - способность различать сигналы, идущие от нежелательного барахла типа фольги, отходов железа и т.д., и сигналы, идущие от объектов поиском которых вы собственно и занимаетесь. Другая функция – средство для устранения ложных сигналов эффекта емкости земли - «GROUND» . Эффект емкости земли - «GROUND» может легко быть устранен экраном Фарадея. Экранирование катушек индуктивности предохраняет от ложных сигналов, которые могут давать грунты, содержащие некий процент оксида железа. Оксид железа дает сигнал, подобный сигналу от феррита (ферромагнитный отклик). Берега, влажные от морской воды, являются сильными проводниками, они также могут быть причиной ложных сигналов, которые будут наведены в приёмной катушке индуктивности (они наоборот дают положительный отклик). Очевидно, что средства “настройки” позволяющие убрать эти явления значительно улучшат детектор. К счастью, сигналы от приёмной катушки индуктивности состоят не только из амплитудных вариаций; но и содержат информацию в виде фазовых сдвигов, которые заметно отличаются друг от друга в зависимости от типа объекта, вызвавшего сигнал. Поэтому, относительно просто, может быть разработан прибор - фазочувствительный детектор, который не только полностью исключит эффект емкости земли - «GROUND», но и при помощи которого пользователь сможет, при наличии некоторого опыта работы с прибором, различать сигналы, идущие от нежелательного мусора, что устранит необходимость выкапывать его.

3

ТЕРМИНОЛОГИЯ. Некоторые из терминов, используемых изготовителями, при описании своих приборов в последние годы были несколько запутанными и прежде чем мы продолжим, необходимо разобраться с терминологией. ”VLF” - “очень низкая частота”. Способность различать тип объекта по фазовой информации зависит от частоты. При высоких частотах, вихревые электрические токи способствуют возникновению экранирующих вихревых токов – «Скин – эффекта», что делает дискриминацию неэффективной. Поэтому изготовители начали использовать более низкие частоты, по крайней мере, один известный мне прибор фактически работал на частоте меньше 2kHz. При этом возникали другие проблемы, например, проблема низкой чувствительности прибора к медным монетам и сложность при изготовлении и настройке поисковой головки. Большинство детекторов в настоящее время работает в диапазоне частот между 10 и 20kHz. Дискриминация в этом диапазоне ещё превосходна, а проблем с чувствительностью, и проблем при изготовлении и настройке поисковых головок ещё не возникает. “GEB” означает "Ground Exclusion Balance" ("баланс влияния земли"), т.е. исключение эффекта емкости земли - «GROUND» и относится к фазовым средствам исключения эффекта емкости земли – “GROUND”. "TR" обозначает "Transmit -Receive" ("передача-прием") термин “приём-передача”, часто используется, чтобы описать отличающийся режим, приборы работают на разных частотах и с разными конструкциями катушек индуктивности в различных режимах - они не делают: единственной вещи - измерения сдвига фаз. Невозможно одновременно производить баланс земли “GEB” и дискриминацию, поэтому поиск обычно ведется в режиме “GEB”, а при обнаружении цели она перед выкапыванием проверяется в режиме дискриминации. Так обычно проводятся исследования в “GEB” режиме, и при обнаружении объекта, его проверяют в разных режимах перед извлечением. Кольца и ярлычки от пивных банок могут отсекаться дискриминатором, но, если установлен этот режим, прибор отклонит и любую медно-никелевую монету размером меньше чем 10 пенни. Уж лучше пусть ищет кольца и крышки от пивных банок.

БЛОК-СХЕМА. На рисунке 2 пунктиром показана блок схема детектора «MAGNUM». На основании этой блок-схемы давайте рассмотрим работу основных узлов металлоискателя. Основной генератор «OSCILLATOR 15kHz» устанавливает поле вокруг поисковой катушки индуктивности «DRIVEN COIL», а приёмная катушка индуктивности «PICKUP COIL» позиционирована так, чтобы на её выходе появился электрический сигнал только тогда, когда металлический объект исказит поле, излучаемое поисковой катушкой, и часть этого поля попадет на приёмную катушку. Поисковая и приёмная катушки конструктивно объединены в единую поисковую головку. Рабочая частота генератора приблизительно 15kHz. Сигналы, поступающие от приёмной катушки индуктивности, усиливаются предварительным усилителем «PREAMP», буферизируются схемой «BUFFER». Затем, с помощью схемной развязки «INVERTER», разделяются на инвертированный и не инвертированный сигналы. Эти два получившиеся сигнала подаются на два входа электронного переключателя «ELECTRONIC C/O SWITCH», электронный переключатель управляется опорным сигналом, полученный от передающего генератора (часть схемы помеченная как «COMPARATOR»). Этот опорный сигнал сначала пропускается через буферную схему «BUFFER» генератора, затем через переключатель смещения фаз «PHASE SHIFTER», который может настраиваться пользователем «G.E.B. / DISCRIMINATE CONTROLS». Выходной сигнал от электронного переключателя подается на активный фильтр с частотой среза 40Hz «40Hz L.P. FILTER». Этот фильтр удаляет практически весь 15kHz сигнал, оставляя только средний уровень постоянного напряжения. Любой сигнал, идущий от приёмной катушки, несет в себе информацию в виде изменений величины амплитуды и фазы полученного сигнала (в сравнении с эталонным сигналом – в нашем случае это сигнал опорного генератора). Правильно регулируя сдвиг фазы переключателем смещения фаз «PHASE SHIFTER», который настраивается пользователем, может быть найдена точка, где эти изменения исчезнут. Это позволяет устранить нежелательные сигналы от земли, соединений железа и т.д. «G.E.B. / DISCRIMINATE CONTROLS». Использование схемной развязки «INVERTER» инвертора и коммутатора «ELECTRONIC C/O SWITCH» требует малого количества дополнительных элементов, что улучшает соотношение сигнал-шум схемы и, в конечном счете, приводит к увеличению её чувствительности. На выходе фильтра «40Hz L.P. FILTER», мы имеем сигнал, который представляет для нас интерес, и который должен быть усилен. В простых приборах используется ручная подстройка усиления. Потребность в подстройке после каждой операция контроля сдвига фазы от режима "GROUND" к режиму "DISCRIMINATE"- делает желательным наличие некоторой автоматической настройки «AUTOTUNE». На большинстве коммерческих приборов, каждое нажатие кнопки "подстройка" ("TUNE") сбрасывает выходной сигнал до нуля, но даже при этом остается склонность к дрейфу частоты. Были сделаны попытки, использовать непрерывно сбрасывающие

4

системы настройки ("AUTOTUNE"), но так как изготовители используют довольно грубую фильтрацию, это приводит к значительной задержке времени ответа на обнаруженный объект, что в свою очередь, ведёт к снижению чувствительности. В схеме «Magnum» используется очень эффективная фильтрация, которая гарантирует мгновенный ответ на сигнал от объекта, поэтому в схеме «Magnum» может использоваться и используется непрерывно сбрасывающая система настройки ("AUTOTUNE") без снижения чувствительности. Это исключает все проблемы ухода (дрейфа) частоты, и это так же позволяет, если требуется непрерывно использовать прибор в режиме максимальной чувствительности. Кнопка "FREEZ" нужна, чтобы остановить работу системы непрерывной подстройки "AUTOTUNE" для определения точного месторасположения объекта или для дискриминации. После блока непрерывной подстройки "HOLD CONTROL AUTOTUNE" и усилительного каскада «D.C. AMP SENSITIVITY CONTROL» сигнал поступает на микроамперметр имеющий шкалу с нулем посередине. При дискриминации стрелка отклоняется в положительную сторону для "хороших" предметов (имеются ввиду цветные металлы), и в отрицательную сторону для "плохих" (имеется ввиду железо). Затем сигнал поступает на усилитель с установкой точки, с которой должен начинаться выходной сигнал «D.C. AMP TUNE CONTROL». Далее, все еще постоянное напряжение выходного сигнала, через коммутатор "CHOPPER SWITCH" прерывается звуковым генератором, синтезируя полезный сигнал, который усиливается с помощью усилителя мощности «POWER AMP VOLUME CONTROL», и выводится на динамик «SPEAKER» .

Все детали, как в комплекте, так и частями можно заказать по адресу tutty4@mail.ru или

shema2003@inbox.ru. Детали, а так же готовые печатные

платы, Вам вышлют по почте в любой регион России.

5

6

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА. На рисунке 2 показана полная принципиальная схема прибора. На транзисторе TR1 и связанных с ним элементах собран основной генератор «OSCILLATOR 15 kHz». Он обеспечивает очень чистый 15kHz синусоидальный выходной сигнал. IC1 буферизирует сигнал, а IC2 с элементами обвязки даёт необходимый для работы фазовый сдвиг. В положении переключателя S1 «GROUND» доступный фазовый сдвиг находится в приблизительном диапазоне от -10 до +40 градусов. В положении переключателя S1 «DISCRIMINATE» и «BEACH» этот фазовый сдвиг находится в приблизительном диапазоне от 0 до –170 градусов. Компаратор IC3 реализован на микросхеме CA3130, которая была выбрана из за её высокого быстродействия и хорошего уровня сигнала идущего с её выхода. Этот уровень почти идеально подходит для работы с КМОП микросхемой коммутатора IC6 – 4007UBE. Приёмная часть реализована на транзисторе TR2. Полученный сигнал проходит через каскад предварительного усиления на транзисторе TR2, который включен по схеме усилителя с общей базой. Удачное схемное решение каскада на транзисторе TR2 и схема генератора на транзисторе TR1 были взяты из схем других приборов, в которых они себя очень хорошо зарекомендовали. Эти схемные решения просты, имеют небольшое количество деталей, легко реализуются и стабильно работают, к тому же прошли испытания на других приборах и эти испытания подтвердили надёжность данного решения. Приемная катушка индуктивности «PICKUP COIL» L2 расстроена, это обстоятельство и то, что вход усилителя на транзисторе TR2 имеет низкий импеданс (ёмкостное сопротивление), в свою очередь гарантирует предсказуемый фазовый отклик что и требуется для надежной дискриминации. Выход усилителя на транзисторе TR2 имеет высокий импеданс (ёмкостное сопротивление). IC4 включена как буфер. IC5 – инвертор с коэффициентом усиления единица. IC6 включена как электронный аналоговый коммутатор с КМОП-структурой . IC7 и IC8 вместе образуют низко активный фазовый фильтр 3-го порядка. IC9 – работает и как усилитель постоянного тока и как часть системы автоподстройки. Принцип, на основе которого IC9 работает как часть системы автоподстройки станет понятнее, если мы рассмотрим обычный инвертирующий усилитель, который изображен на рисунке 3.

Если на положительном входе усилителя включенного по данной схеме, 0 вольт, то на выходе усилителя должно быть так же 0 вольт, если теперь подать напряжение на входной резистор Rin, напряжение на выходе будет изменяться, пока не установиться 0 вольт на минусовом входе усилителя через Rf. Теперь рассмотрим, какой эффект даст подключение конденсатора к точке “X”. Если выход усилителя будет непосредственно соединен с минусовым входом, то напряжение будет снижаться до 0. Если в то же самое время приложить напряжение к Rin, конденсатор начнёт заряжаться. Если теперь выход разъединить от минусового входа, на нём останется 0, потому что конденсатор сохранит заряд, необходимый для ввода напряжения. Изменение входного напряжения будет отражено в изменении выходного напряжения, с усилением, заданным соотношением Rf/Rin. Таким способом может быть сконструирован усилитель, использующий только одну микросхему, но который будет ограничивать большие постоянные напряжения и в то же время обеспечивать высокий уровень усиления маленьких входных изменений постоянного напряжения. В базовой схеме TR3 при помощи кнопки «FREEZ», она же «TUNE HOLD» обеспечивается соединение минусового выхода микросхемы IC9 с её же входом. Сигнал с выхода IC9 проходит через делитель на резисторах R33 и R34 и подаётся через сопротивление R3l, образуя (так как TR3 обычно постоянно открыт) относительно медленную, но непрерывную ООС. Если после включения или переключения режима дискриминации ошибка настройки получается очень большой, откроются диоды D5 и D6 что сильно ускорит подстройку. D3 и D4, предотвращают переходные процессы на выводах транзистора TR3 в результате помех. Переменное сопротивление VR4 устанавливает смещение для

7

положительного входа микросхемы IC10 и обычно корректируется, устанавливая на выходе микросхемы IC10 отрицательное напряжение. При наличии на входе микросхемы IC10 сигнала, напряжение на выходе этой микросхемы повышается до положительного. IC11 микросхема с низким энергопотреблением, из серии 555 таймеров, подключена как автогенератор, который дает очень короткие, приблизительно 100 микросекунд, отрицательные импульсы это соответствует частоте приблизительно 400Hz. Транзистор TR5 постоянно открыт и закрывается только в течение этих отрицательных импульсов. Таким образом, любой сигнал с выхода IC10 проходит через R40 и поступает на базу TR6, но на выходе прибора (динамик, наушники) сигнал будет появляться только в те промежутки времени, когда закрыт транзистор TR5, поэтому любой выходной сигнал от IC10 превращается в короткие положительные импульсы на выходе прибора. При этом получается элегантное с точки зрения потребления энергии решение. С одной стороны мы получаем достаточно мощный выходной сигнал, а с другой - при отсутствии полезного сигнала экономим батарейки. Регулятор громкости требуется для того, чтобы ограничить максимальный уровень выходного сигнала, транзисторы VR5 и TR4 действуют как регулятор таким образом, что чувствительность при уменьшении громкости не уменьшается. Транзисторы TR6 и TR7 комплиментарная пара, усиливающая сигнал по току, для вывода на наушники или динамик.

ПИТАНИЕ. В этом приборе используются два отдельных источника питания. Основная электрическая схема питается от двух 9 вольтовых батарей соединенных последовательно так, чтобы получилось 18 вольт. Стабилизатор выполнен на микросхемах IC12 и IC13. На многих ОУ легко сделать схему стабилизатора питания со средней точкой, в предлагаемой схеме средняя точка образована микросхемой IC13. На IC12, TR8 и TR9 собран стабилизатор напряжения положительной полярности с напряжением стабилизации вдвое большим, чем в средней точке, номинально 11,2 вольта. Эта схема разработана вместо интегрального стабилизатора, так как сохраняет работоспособность, пока напряжение питания на батарее не упало до уровня всего на 0,1 вольта выше выходного напряжения стабилизатора. Большинство интегральных стабилизаторов требует разности между входным напряжением и напряжением стабилизации не менее 2 вольт. На практике это означает, что батареи питания будут чаще меняться. Полная потребляемая мощность всей электрической схемы металлодетектора «MAGNUM» 20mA, что меньше чем потребляют многие радиоприёмники при работе в режиме средней громкости. Питание для выходного каскада с подключенным громкоговорителем или наушниках прибор получает от отдельной батареи 9 вольт, поскольку это - самый простой способ избежать трудностей при обеспечении электрической развязки этой очень чувствительной схемы. Пространство, которое занимает эта дополнительная батарея PP3, является намного меньшим, чем те разделительные конденсаторы, которые иначе были бы необходимы (при её отсутствии). При этом требуется только один выключатель источника питания, поскольку выходной каскад схемы не потребляет электрического тока, при отсутствии входного сигнала.

Все детали, как в комплекте, так и частями можно заказать по адресу tutty4@mail.ru или

shema2003@inbox.ru. Детали, а так же готовые печатные платы, Вам вышлют по

почте в любой регион России.

8

КОНСТРУКЦИЯ. Необходимо строго придерживаться моих рекомендаций по поводу конструкции прибора поскольку «MAGNUM» это действительно очень чувствительная схема. И результатом любого изменения, вполне может оказаться, серьезная нестабильность. Схема собрана на двух печатных платах, и должна быть жестко закреплена. Две платы при окончательной сборке размещаются в блоке управления вертикально. Блок управления более компактен и аккуратен, чем у многих довольно дорогих изделий промышленного производства. Эти две платы помещены в блоке управления вертикально в стек. Сначала должна быть изготовлена выходная плата (рис. 5), содержащая стабилизатор источника питания, автоподстройку и выходной каскад, поскольку источник питания требуется для тестирования и настройки платы "входной части".

ВЫХОДНАЯ ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА. 1. Установите R45- R48, C22 - C25, ZD1, TR8, TR9, IC12 и IC13- т.е. надо собрать схему стабилизатора. Подключаем батарею питания 18 вольт через добавочный резистор на 220 ом, который при наличии любых дефектов ограничит электрический ток, и миллиамперметр на 100mA. Необходимо постоянно использовать этот резистор при настройке обеих плат. После краткой волны увеличения тока, которая сопровождает заряд электролитических конденсаторов, ток уменьшается приблизительно до 5mA. Напряжение, приблизительно 11 вольт появляются на конденсаторе C25. и приблизительно 5.5 вольт на конденсаторе C24. Если все правильно, то настройка стабилизатора источника питания завершена.

9

2. Установите R40 и R41, C19 и C20, TR6 и TR7. Подключите динамик, подключите источник питания на 9 вольт через добавочный резистор на 100 ом, который при наличии любых дефектов ограничит электрический ток и миллиамперметр на 100mA. После краткой волны увеличения электрический ток должен опуститься до нуля. Касание пальцами одновременно вывода сопротивления R40 и положительного вывода батареи питания должно вызвать потрескивание в динамике и появление потребления электрического тока. 3. Установите R42 - R44, C21, TR5 и IC11. IC11 - микросхема с низким энергопотреблением, из 555 серии таймеров, несмотря на заверения изготовителей, чувствительны к статическому электричеству, поэтому при манипуляциях с ними необходимо соблюдать осторожность и использовать панельку. Вообще то панельки желательно использовать для всех микросхем, тем более что для них есть вполне достаточно места. Подключить оба источника питания. Прикосновение пальцем одновременно к плюсу 9 вольт и выводу R40 должно привести к появлению на выходе тона 400Hz, хотя возможно и с достаточно низкой громкостью. После этого резистор 100ом можно удалить из цепи питания плюс 9 вольт, а резистор 220ом в цепи питания плюс 18 вольт должен быть пока сохранен. 4. Установите TR4 и подключите VR5. Подайте питание и прикоснитесь пальцем одновременно к плюсу 9

10

вольт и выводу резистора R40 и убедитесь, что громкость регулируется с помощью построечного резистора VR5. Это одна из многих манипуляций в электронике, для которой требуется три руки! 5. Установите R33, R34, R36 - R39, C18, и IC10. IC10 может быть как в DIP корпусе с 8 выводами, так и в круглом металлическом корпусе - вариант T0-79. Теперь вы можете подключить VR4 и включить питание. Поворачивая VR4 и регулируя тем самым напряжение, поступающее на вход IC10- мы должны этим вра6ением постепенно переключать выходной тон вплоть до включения и выключения. Так как вход IC10 подключен к центральной точке питания через R33 и R34, на выходе IC10 усиление слегка снижено. Если нет никакого выходного тона, надо проверить, не выключен ли он поворотом резистора VR4 вправо.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ НАСТРОЙКА. Установите все оставшиеся элементы на плату. Подключите S2, VR3 и микроамперметр. Подключите вход схемы к среднему отводу батареи 18 вольт. При включении питания стрелка микроамперметра должна возвратиться, к нулю в течении нескольких секунд из за действия механизма автоподстройки "AUTOTUNE". Регулировкой переменного сопротивления VR4 настройте IC10 на работу несколько ниже точки тонового порога. Коснитесь положительного полюса 18 вольтовой батареи одной рукой, в другую руку надо взять резистор номиналом 10M за один из его оголенных выводов. Другим, свободным оголенным выводом этого резистора надо коснуться верхнего по схеме конца резистора R29. Это должно привести к возникновению короткого звукового тона и отклонению стрелки миллиамперметра вправо, в положительную сторону, и последующий возврат стрелки к нулю из за действия механизма автоподстройки "AUTOTUNE". Эту процедуру надо повторить, но уже при нажатой кнопке S2 - «FREEZ», она же «TUNE HOLD» - звук из динамика и отклонение стрелки микроамперметра будут непрерывными, так как эта кнопка отключает систему автоподстройки "AUTOTUNE. Если при нажатой кнопке S2 - «FREEZ», она же «TUNE HOLD» - касаться рукой любого вывода 18 вольтовой батареи и конденсатора C17, стрелка микроамперметра будет отклоняться влево или вправо, в зависимости от того, какого полюса батареи вы касаетесь. Регулировкой переменным сопротивлением VR6 можно регулировать величину этих отклонений.

ПОИСКОВАЯ КАТУШКА. Лучше начинать изготовление поисковой головки с поисковой катушки индуктивности, она будет нужна, для настройки схемы входного каскада. «MAGNUM» использует поисковую головку "pinpoint", по причинам, объясненным ранее и, хотя она немного тяжелее в изготовлении чем «widescan», но результат стоит усилий. Блок поисковой головки сконструирован в 20 сантиметровой тарелке из твердой пластмассы, которую можно купить в магазинах, торгующих пластмассовой посудой для сервировки стола на пикниках. Внутренняя часть тарелки полностью зачищается наждачной бумагой , чтобы улучшить ее сцепление с эпоксидной смолой. Два L-образных пластиковых уголка крепятся сверху, как показано на рисунке 6. Они были вырезаны от толстого, имеющего форму квадрата зажима, который предназначен для крепления пластиковых квадратных сточных труб к наружным стенам домов. Они прикручены к тарелке винтами с потайными головками, ничего не должно выступать над внутренней поверхностью блока катушек, чтобы не повредить катушки. Единственная дырка просверлена позади одного из уголков. В это отверстие проходит 4-х жильный экранированный кабель.

Все детали, как в комплекте, так и частями можно заказать по адресу tutty4@mail.ru или

shema2003@inbox.ru. Детали, а так же готовые печатные платы, Вам вышлют по почте в любой

регион России. 11

Две катушки индуктивности наматываются на штырьках, вбитых в подходящее основание. Большая передающая катушка индуктивности сделана только на пяти штырьках, как показано на рисунке 7a. На эти штырьки наматывается 60 витков эмалированного медного провода диаметром 0.2 мм. Затем она должна быть временно перевязана несколькими витками провода, снята со штырьков и ей придаётся форма, показанная на рисунке 7b это сложно, но не слишком. Затем с усилием обматываем ее спиралью тонкого голого провода, такого как в 5А предохранителе, оставив петлю около выхода обмотки для электрического контакта этого вывода с экраном. Затем удаляем временные связки. По голому медному проводу наматывается полоса из пищевой алюминиевой фольги, чтобы получить экран, этот экран для закрепления, плотно обматывается сверху другим голым медным проводом. Примечание: Первый провод, фольга и второй провод должны иметь общий зазор в экране для предотвращения образования короткозамкнутого витка.

ПРИЕМНАЯ КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ.

Приёмная катушка индуктивности сделана тем же самым способом, но состоит из 200 витков. эмалированного медного провода диаметром 0,13 мм. Диаметр сформирован с помощью 16 штырьков, вбитых в подходящее основание. Экран Фарадея изготовлен так же как на передающей катушке индуктивности, так же должен иметься зазор в экране для предотвращения образования короткозамкнутого витка. Теперь передающая катушка индуктивности может быть установлена в нашу тарелку и закреплена небольшим количеством эпоксидной смолы. Лучше всего катушку индуктивности устанавливать постепенно, с использованием прищепок и грузиков, чтобы удерживать её в нужном положении до момента полимеризации смолы. Смола наносится мягкой кистью и должна иметь консистенцию дрожащего желе, в которое удобно макать эту кисть. Провести 4-х жильный экранированный кабель через дырку в тарелке и присоединить катушку индуктивности к двум его проводам и его экран к экрану Фарадея катушки. Может быть будет, трудно сохранить кабель неподвижно на месте пока смола не полимеризуется. Есть один способ, и он состоит в том, чтобы просверлить две крошечных дырочки и закрепить кабель через эти дырочки двумя витками тонкого провода. Приёмная катушка индуктивности на этой стадии изготовления прибора считается не настроенной.

12

Все детали, как в комплекте, так и частями можно заказать по адресу tutty4@mail.ru или

shema2003@inbox.ru. Детали, а так же готовые печатные платы, Вам вышлют по почте в любой

регион России.

13

ВХОДНАЯ ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА. Начните настройку этой платы с проверки правильности предыдущего монтажа и поиска ошибок. Затем установите R1 - R 3, C1,2, и 26, Dl, и TR1. Подключить поисковую катушку индуктивности и включить питание. Батарею питания 18 вольт включают через добавочный резистор на 220 ом, который ограничит электрический ток, если имеются дефекты. Передающий генератор «MAGNUM» должен генерировать очень чистый сигнал с частотой импульсов 15-16 kHz. Убедиться в наличии колебаний можно с помощью вещательного радиоприёмника, настроенного на слабый сигнал любой станции длинноволнового диапазона. Если поднести такой приемник к катушке, в динамике приемника должен появиться свист, который говорит о наличии "биений частоты" гармоник излучаемого прибором сигнала с несущей частотой станции. Эта и другие части схемы могут быть легко проверены осциллографом, если только он есть, и вы знаете, как им пользоваться. Затем установите R4 - R13, C3 - C8 и IC1. Включить питание и убедится в наличии на выходе IC1-ножка 6 постоянного напряжение равного 5,6v. Установить IC2, включить питание и убедится в наличии на выходе IC2 -ножка 6 постоянного напряжение равного 5,6v. Установить IC3, подключите VR3 к точкам I и J, VR2 к G и H, и припаяйте отрезок провода, чтобы точку M можно было соединить с точками K или L.

14

Включить питание, и убедится в наличии на выходе IC3 -ножка 6 постоянного напряжение равного 5,6v. Выходное напряжение на выходе IC2 -ножка 6 фактически должно переключаться от 0 вольт до плюс 11,2 вольт с частотой генератора, но среднее значение напряжения на выходе этой микросхемы должно быть 5,6V. Дефект приводит к тому, что напряжения на выходе этой микросхемы будет либо плюс 11,2 вольт, либо 0, так что проведение измерений в этой части схемы не будет лишним. Установите регулятор подстроечного сопротивления VR1 в положение М присоединено к L, а регулятор подстроечного сопротивления VR2 в положение М присоединено к K это сделает разность выходного напряжения на выходе IC3 маленькой или нулевой. В первоначальной схеме, на прототипе, использовался переключатель на 2 положения, и он был подключен к выводам М., K и I печатной платы. Это обеспечивало использование переменных сопротивлений - VR2 в режиме «Ground Reject»,а VR1 в режиме «Discriminate». Однако, при первом же испытании на пляже было установлено наличие так называемого эффекта пляжа «Beach Effect» который мог быть удалён только включением управления «DISCRIMINATE». С тех пор это явление предсказуемо, и теперь берега пляжей, особенно на морских побережьях считаются проводящими. При использовании прототипа описанные выше недостатки препятствовали использованию дискриминации на пляже для отсева нежелательного металлического мусора. Чтобы решить эту проблему, была введена дополнительная, третья позиция переключателя - «ВЕАСН». При новом включении, переменное сопротивление VR2 может использоваться, для отсеивания ложных сигналов от влажных берегов тем же самым способом, что и от земли, и в то же время переменное сопротивление VR1 в другой позиции переключателя может по-прежнему использоваться, для дискриминации. Установить R14 - R21, C9 - C12 и TR2. Подключите приёмную катушку индуктивности (временно), подключить питание и убедиться, что напряжение на эмиттере TR2 - приблизительно на 0,6 вольт выше отрицательной шины. Установить IC4, подключить питание и убедиться, что на выходе IC4 -ножка 6 имеется напряжение 5,6вольт. Установить IC5, подключить питание и убедиться, что на выходе IC5 -ножка 6 имеется напряжение 5,6вольт. Установить R22 - R28 и C13 - C15. Установить IC6, соблюдая при манипуляции обычные предосторожности для микросхем с КМОП-структурой. Разместите приёмную катушку индуктивности относительно передающей катушки индуктивности так же как указано на рисунке 7 (d). Подключить питание и измерить мультиметром напряжение на высшем по схеме выводе сопротивления R22. Напряжение должно быть от 2 до 8 вольт и должно измениться, если будет повёрнута ручка переменных сопротивлений VR1 или VR2 (в любой позиции М к K или L). Корректируйте положение приёмной катушки индуктивности, чтобы получить 5,6 вольт на высшем по схеме выводе сопротивления R22. Обратите внимание, что экраны Фарадея катушек индуктивности не должны касаться друг друга даже несмотря на то, что они оба подключены к основному экрану. Дело в том, что если соприкоснуться одновременно две части экрана одной катушки с двумя частями другой катушки, образуется «замкнутый виток». Чтобы воспрепятствовать этому между экранами должны быть помещены маленькие кусочки любого диэлектрика. Установить IC7, убедиться, что на выходе этой микросхемы - ножка 6 имеется, такое же напряжение как и на верхнем по схеме выводе сопротивления R22, то есть 5,6V. Установить IC8. Убедиться, что напряжение 5,6V все еще присутствует на выходе IC7 -ножка 6. Если оно отсутствует, корректируем позицию катушек индуктивности. Подключить питание и убедиться, что на выходе IC8 -ножка 6 имеется напряжение 5,6вольт. На этом завершается настройка входной печатной платы.

ДРУГИЕ ДЕТАЛИ ПРИБОРА. Остальные детали и части прибора могут быть изготовлены позже. Понадобиться стандартная ¾ дюймовая пластиковая водопроводная труба и специальные стыки для неё (угол стыков 135 градусов). Всё это необходимо собрать в соответствии с рисунком 8. Все детали просто склеиваются между собой в соответствии с рисунком 8, и получается одновременно красивая и удобная ручка на крепкой штанге. На её изготовление уходит удивительно мало времени. Внутри наиболее важных участков штанги вставлены деревянные цилиндрические вкладыши, они препятствуют деформации трубы штанги при затягивании болтов. Поисковая катушка индуктивности установлена внизу штанги и закреплена на длинной шпильке, проходящей через ушки креплений катушки и через поперечно просверленное отверстие в нижней части штанги. На шпильке с обеих сторон имеются две барашковые шайбы. С их помощью можно регулировать угол наклона поисковой головки относительно штанги. Рядом с закреплённым корпусом прибора в штанге делается маленькое отверстие. В него пропущены два провода, которые идут к рукоятке. На выходе из рукоятки к этим проводам припаивается кнопка «FREEZ», она же «TUNE HOLD», другие концы этих проводов распаиваются на плате. Кнопка вставляется в торец велосипедной рукоятки, которая с усилием надевается на пластиковую рукоятку прибора. Корпус прибора крепится к штанге в соответствии с рисунком 8.

15

БЛОК ПАНЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ И КНОПКИ. Электронная схема должна быть собрана в одном корпусе (желательно металлическом, например алюминиевом). В верхней крышке должно быть вырезаны отверстия для амперметра, переменных сопротивлений и галетного переключателя, их расположение показано на рисунке 9. Обратите внимание, что верхняя крышка только прикрепляется к корпусу, прикрывая его, никакой силовой нагрузки она не несет. В одной из алюминиевых панелей должны быть просверлены отверстия для нормальной работы динамика. Динамик крепиться любым способом изнутри корпуса напротив этих отверстий. Зажим, удерживающий три PP3 батареи, изготовлен из листового алюминия и древесины и прикреплён болтами (4BA) к задней панели корпуса электронного блока. Четыре (4BA) болта, проходящие через основание корпуса действует как контактные столбики, на которых установлены две печатные платы одна выше другой, входная плата должна быть расположена сверху. Лучший способ делать все подключения между платами - это ленточный кабель, он подпаивается к платам перед установкой. Разъем наушника является дополнительным и необязательным для установки. Его надо устанавливать только в том случае, если он Вам действительно необходим. Разводить это соединение необходимо в соответствии с рисунком 4. Номинал сопротивления ‘R’ должен будет быть выбран

16

экспериментально для телефонов, которыми вы пользуетесь. В прототипе использовались сопротивления номиналом 51-100 ом. Для присоединения наушников был использован 5-ти штырьковый DIN разъем. Через такой же 5-ти штырьковый DIN разъем подключается и поисковая головка. Хотя пока нет большой необходимости учитывать тип применяемого разъёма ввиду частого экспериментирования с различными катушками индуктивности, но позже не исключено появление и такой необходимости.

НАСТРОЙКА ПРИЁМНОЙ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ.

Когда все элементы подключены, мы достигли заключительной части настройки, она заключается в хитрой установке поисковой катушки индуктивности. Эта настройка должна быть проведена с установленными металлическими частями типа болтов и гаек креплений, хотя и нет необходимости собирать полностью поисковую головку. Во время этой настройки поблизости от поисковой головки не должно быть никаких металлических предметов. В этом месте статьи будет уместно упоминание о том, что на частоту прибора может влиять частота строчной развертки телевизора с 625 строками. Её излучают трансформаторы строчной развёртки таких телевизоров. Так что если вы получаете мягкий шипящий звук или гудение на выходе, надо в первую очередь исключить наличие влияния работающего, где - то рядом телевизора. Настройка поисковой головки фактически не столь критична, как это необходимо для других приборов созданных по принципу IB. Но и для них и для GEB приборов - лучшая точка, это - такое положение приёмной катушки индуктивности относительно передающей катушки индуктивности в поисковой головке, при котором от приёмной катушки индуктивности получают нулевую или минимальную амплитуду выходного сигнала (при максимальном явлении фазового сдвига). Обычные IB приборы работают лучше всего при наличии небольшого смещения от абсолютно нулевого значения. Но этот показатель невозможно непосредственно измерить в приборе с фазочувствительным детектором. Поэтому должна быть собрана настроечная схема согласно рисунку 10. Настроечная схема должна подключаться к выходу IC4 – ножка 6 (верхний вывод R19) и отрицательным выводом конденсатора C26. Вместо указанного на настроечной схеме вольтметра с пределом шкалы измерительного диапазона 1 вольт можно использовать обычный мультиметр, включенный на соответствующий диапазон измерений. С помощью этой настроечной схемы становиться возможным, настроить металлодетектор на нулевую или минимальную амплитуду выходного сигнала от поисковой катушки. Установить положение ручек переменных сопротивлений VR1, VR2 и VR3 в среднее положение. Переключатель необходимо установить в положение «DISCRIMINATE». Мультиметр, подключенный к

17

настроечной схеме и контролирующий амплитуду, вероятно, будет показывать максимально возможное

значение. Тщательно корректируйте положение приемной катушки индуктивности до снижения показаний и получения нулевой или минимальной амплитуды выходного сигнала - это может потребовать от вас немного терпения. При манипуляциях НАДО следить за тем, чтобы экраны Фарадея передающей и приемной катушек не соприкасались! Как только вы добьётесь такого положения катушек индуктивности, пробуйте поднести к ним металлический предмет. При этом надо наблюдать за показаниями микроамперметра металлодетектора, который имеет нуль в середине шкалы. Предмет из немагнитного металла, типа медной монеты, должен заставить стрелку прибора отклоняться в положительную сторону – обычно вправо, а предмет из магнитного металла, типа железного гвоздя, должен вызвать падение стрелки - стрелка прибора отклоняться в отрицательную сторону – обычно влево. Если получаются обратные результаты, значит должна быть реверсирована фаза приемной катушки индуктивности. Для этого ее (катушку) надо перевернуть или поменять местами её выводы. Как только будет установлена правильная фаза приемной катушки индуктивности, приступают к повторной корректировке позиции приемной катушки индуктивности, относительно передающей катушки до снижения показаний и получения нулевой или минимальной амплитуды выходного сигнала. Эпоксидная смола, которую используют для закрепления катушек, имеет свойство сжиматься при полимеризации (даёт усадку), поэтому, наносить смолу надо слоями и в несколько этапов по возможности проводя подстройку после полимеризации каждого слоя смолы. Заключительная подстройка может быть сделана с только маленьким участком приёмной катушки который на этом этапе возможно будет все еще подвижен. После того, как позиционирование катушек индуктивности было закончено, катушки индуктивности окончательно заливаются эпоксидной смолой в единый блок поисковой головки, которая является жесткой и полностью водонепроницаемой. В заключении раздела хочется предостеречь от чрезмерного количества эпоксидной смолы, в противном случае законченная поисковая головка может стать тяжелее чем это необходимо.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. Все элементы установленные на предыдущих этапах для настройки теперь могут быть удалены, и прибор может считаться, наконец, то собранным и проверенным. Если вы никогда раньше не использовали в своей практике прибор с “GEB”(“GEB” означает "Ground Exclusion Balance" ("баланс влияния земли")), то вас ждет несколько приятных неожиданностей. При первом включении прибора стрелка его микроамперметра должна отклониться от нуля и в течение нескольких секунд стрелка сама должна вернуться на 0 - это говорит о том, что сработала система автоподстройки «AUTOTUNE». Управление настройкой должно быть установлено ниже порога аудио тона. Чувствительность этого прибора невероятна, на большинстве сухопутных участков вы будете вынуждены установить его чувствительность приблизительно на середину. С переключателем, установленным в положение "GROUND", поворачивая ручку переменного сопротивления VR2 - "GROUND", можно найти такое положение ручки этого сопротивления, при котором перемещение поисковой головки к земле и от земли не будет давать никакой реакции прибора. Эту точку желательно пометить на корпусе прибора рядом рукояткой переменного сопротивления VR2 и на рукоятке этого сопротивления. Теперь это положение будет легче найти просто совместив точку на корпусе с точкой на рукоятке переменного сопротивления. Если мы совместим теперь точку на корпусе с точкой на рукоятке переменного сопротивления

18

VR2, то по одну сторону от совмещенных точек реакция металлодетектора на землю будет приводить к отклонению стрелки

микроамперметра прибора в положительную сторону. По другую же сторону от совмещенных точек реакция металлодетектора на землю будет приводить к отклонению стрелки микроамперметра прибора в отрицательную сторону, поэтому эту точку легко найти. Корректировка управления для поиска на влажных берегах пляжей такая же, за исключением того, что переключатель должен быть установлен в положение «BEACH». Как только вы обнаружили расположение металлического предмета, прибор переключают в положение «DISCRIMINATE» для того, чтобы определить характер из найденного объекта (металл - неметалл). В этом режиме, возможно, будут присутствовать наводки от земли, количество и характер которых будет зависеть от физических свойств обыскиваемого ландшафта. Все железные предметы вызывают отклонение стрелки микроамперметра прибора в отрицательную сторону при любой установке значений его переменных сопротивлений, но поскольку прибор усовершенствован, он не реагирует на мелкую фольгу, большие куски фольги и толстая фольга вызовут ответ прибора. Такая особенность прибора приведёт и к отбраковке сигнала от серебряной монеты диаметром меньше чем у монеты в 10 пенсов. Все металлодетекторы страдают от этой проблемы, но возможность без проблем отбраковывать при поиске железные обрезки и мелкую фольгу перевешивает эти недостатки. Перед работой с этим прибором рекомендуется попрактиковаться в работе с такими объектами как монеты, гвозди, отходы фольги и т. д. Нажатие кнопки «FREEZ», она же «TUNE HOLD» будет необходимо для дискриминации и определения точного положение находки. Итак, удачного поиска! Не забудьте, что вам необходима лицензия для законного использования вашего детектора. Бланки формы на ее получение вы можете заказать по адресу Министерство внутренних дел, Отдел регулирующий использование радио эфира, Фирма «Мостика» Ватерлоо, Лондон.

19

СПИСОК ДЕТАЛЕЙ НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОДЕТЕКТОРА “MAGNUM”. ПОСТОЯННЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. R1,4,5,7,8,19,20,29,35,38,46,48 - 10k VR1,2 ------------------- 47k Б carbon R2,16 -------------------------------- 15k VR3 --------------------- 1M А carbon R3 ------------------------------------ 3k3 VR4 --------------------- 100k А. carbon R6,9,21,47 -------------------------- 4k7 VR5 --------------------- 10k Б с выключателем R10 ---------------------------------- 3k9 VR6 --------------------- 10k подстроечное R11,49,50 --------------------------- 2k2 R12 ---------------------------------- 1k ПОСТОЯННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ. R13,17,30 -------------------------- 100k R14 ---------------------------------- 180k C1,C10 -----------------------47n polyester R15,28,32,34,43 ------------------- 22k C2 -----------------------------470n polyester R18 ---------------------------------- 2M2 C3,7,9,16,18,21 --------------10n polyester R22,23,44 -------------------------- 33k C4,5,6 -------------------------1n polystyrene R24,25 ------------------------------ 27k C8,12,13,14,15 --------------100n polyester R26,27 ------------------------------ 39k C11 ----------------------------22p polystyrene R31,39 ------------------------------ 1M C17 ----------------------------1мкФ polycarbonate R33,37 ------------------------------ 220k C19 ----------------------------4.7мкФХ63v электролитический R36 ---------------------------------- 270k C20,24,25,26 -----------------470мкФХ16v электролитический R40 ---------------------------------- 47k C22 ----------------------------470мкФХ25v электролитический R41 ---------------------------------- 6R8 C23 -------------------------10мкФХ25v электролитический R42 ---------------------------------- 470k R45 ---------------------------------- 2k7 ТРАНЗИСТОРЫ ДИОДЫ. TR1,4,9 --------------------- BC214L TR2,5,6,8 ------------------- BC184L D1 -----------------8 штук 1N914 TR3 -------------------------- 2N3819 D9 BZY88C -----5V6, 5.6v стабилитрон TR7 -------------------------- BFX29 ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ. IC1,2,5,7,8,12,13 --------------- 741 IC3 ------------------------------- CA3130 IC4,9,10 ------------------------- CA3140 IC6 ------------------------------- 4007UBE IC11 ----------------------------- ICM7555 ОСТАЛЬНОЕ. S1 - с 4 полюсами с 3 путями поворотный галетный переключатель, S2 – маленькая кнопка, Микроамперметр, 100-0-100 микроампер с нулем в центре шкалы, LS1- 2,5 дюймовый 8 омный громкоговоритель, 12 штук панелек под микросхемы на 8 ножек, 1 панелька для микросхемы на 14 ножек, 5-штырьковый DIN разъём нужны и мама и папа, разъём для подключения наушников, 3 зажима для подключения батареек PP3, эмалированный медный провод диаметром 0,2 мм и 0,13 мм, голый медный провод такого диаметра, чтоб из него можно было сделать предохранитель 5A, 2 метра 4-х жильного экранированного провода, 6 ручек управления, которые будут надеты на переменные резисторы, желательно, чтобы они имели «юбку» до диаметра приблизительно 25mm, комплект пластиковых водопроводных труб 2/3 дюйма и переходники для них (см. текст), листы фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, эпоксидная смола. Весь этот комплект можно заказать в Maplin ELectronics Supplies Ltd, Англия.

20

Все детали, как в комплекте, так и частями можно заказать по адресу tutty4@mail.ru или shema2003@inbox.ru. Детали, а так же готовые печатные платы, Вам вышлют по почте в

любой регион России.

Практическая электронная аппаратура, 1981. Часть 3.

МЕТАЛЛОДЕТЕКТОР

«MAGNUM».

ЭНДИ ФЛИНД. ©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ, УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИБОРА.

С тех пор как был опубликован первоначальный вариант схемы «Magnum», к схеме прототипа были привнесены заслуживающие внимания усовершенствования и модификации, которые конструкторы могли бы

применить в собственных приборах. Появилась возможность ответить на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов относительно этого прибора.

НЕСТАБИЛЬНОСТЬ.

Некоторые конструкторы столкнулись с проблемами нестабильности, обычно в виде качания частоты. Несмотря на высокий коэффициент усиления и чувствительность «Magnum» - исключительно устойчивая схема, поэтому, если Вы имеете проблему устойчивости, этому должна быть причина. Не очевидная причина такой проблемы – телевизор. Частота строчной развертки телевидения (УВЧ) - очень близка к поисковой частоте «Magnum». В зависимости от того, как близко настроен генератор вашего «Magnum» к частоте строчной развертки телевизора, результат может быть что - ни будь от мягкого, неточного регулирования порога до явления дрожания или даже медленный, правильный уход (дрейф) частоты генератора прибора , вызванный биениями двух частот. К счастью, места поиска не имеют поблизости телевизоров. Возможный источник другой неприятности - то, что точка подключения +9V батареи была отмечена как “+5V6” на первоначальной схеме и на чертеже расположения элементов на печатной плате. Это было упомянуто в “FAQ”. (В моём переводе всё исправлено. Прим. qawsedrf). Другой часто поднимаемый вопрос - ложные сигналы, которые возникают при ударах по катушке индуктивности. На прототипе требуется весьма интенсивно ударить, чтобы получить этот, ложный сигнал, и он легко устраняется непрерывной авто настройкой. Причина сигнала - движение выводов одной катушки индуктивности относительно выводов другой катушки индуктивности, это может быть минимизировано, приклеиванием их к основанию штанги липкой лентой как можно ниже, чтобы предотвратить их свободное движение насколько, насколько это возможно. Несколько конструкторов жаловались, что «Magnum» - недостаточно чувствителен. Это легко исправляется заменой R49 и R5O на 1к, D7 и D8 на OA47, и VR6 на 4k7. Это увеличивает чувствительность «Magnum»а примерно в 2-3 раза.

21

ДОБАВОЧНАЯ ПЛАТА.

Теперь о более сложной модификации. При обнаружении объекта переключать коммутатор S1 - "MODE" неудобно, т.к. каждый раз приходится использовать свободную руку, а свободная рука, вероятно, будет держать совок или будет покрыта грязью, влажным песком. Поэтому было решено включить в управление прибора возможность переключения режимов работы от кнопки настройки. Чтобы сделать это была разработана дополнительная схема и маленькая печатная плата под нее. Она испытывалась в течение некоторого времени и доказала, что распознавание становится намного проще и намного быстрее. Схема этой модификации показана на рис. 1. принцип работы прост; каждый раз, когда кнопка "TUNE-HOLD" нажата, запускается полусекундный таймер. Если кнопка будет отпущена прежде, чем период таймера завершится, будет произведена смена режима. Таким образом, быстрое нажатие кнопки приведет к смене режима, а длительное нажатие просто держит прежнюю настройку. Чтобы реализовать эту идею используются три микросхемы КМОП-структуры, две 4011 и одна 4016. Два входа первых элементов 4011, IC1a и IC1b, образуют генератор, с периодом колебаний приблизительно половина секунды. Другие два входа этой микросхемы, не использованы. Вывод от IC1a имеет обычно низкий уровень и становится высоким в течение периода синхронизации, но так долго, как долго кнопка сохраняется нажатой, на сопротивлении R4 будет поддерживаться низкий логический уровень. Сигнал на "TUNE-HOLD" от главной платы проходит через D1. Четыре входа второй 4011 образуют переключатель - триггер, который изменяет свое состояние каждый раз, когда на его входе возникает короткий импульс высокого уровня. В результате мы имеем две пары поочередно открывающихся выключателей, которые соединены таким образом, что получилось два выключателя, которые и нужны нам для переключения режимов. Поскольку используются обычные микросхемы КМОП-структуры, эта схема дешева. Дополнительная мощность от батарей не потребляется.

РАЗМЕЩЕНИЕ. Схема размещена на маленькой печатной плате, которую монтируют непосредственно рядом с платами «Magnum». Рисунок 3 показывает размещение элементов на печатной плате. Конструкция должна быть смонтирована с обычными предосторожностями для КМОП-структур. Подключение модуля к основной схеме вероятно наиболее сложная часть этой модификации. Рис. 4 показывает, как выглядит законченная схема с этим установленным модулем. Обратите внимание на Sl, который был переключателем с 3 путями с 4 полюсами, теперь с 2 путями и с 3 полюсами и с двумя позициями отмеченными “GROUND” и "BEACH". Это даёт возможность использовать ваш существующий переключатель. Много ротационных переключателей имеют корректируемый пользователем останов, который может использоваться, чтобы ограничить число доступных позиции. Нам придётся применить этот останов в своей конструкции. Рис. 5 показывает, как фактически сделаны соединения. Не показаны - источники питания. Питание взято от точек OV +11V2 на основной плате. Не показано соединение "AUTOTUNE", кнопка S2 соединяется прямо с новым модулем, и единственный вывод выхода от D1 идет на старое “S2” подключение на основной плате на идущий к TR3 логический элемент. Другая точка подключения - на оригинале S2 теперь не использована. При использовании этой системы нет, конечно, никакой индикации относительно того, в каком режиме, модуль находится. Фактически это не представляет никаких проблем. Чтобы привыкнуть к новому способу смены режимов, не нужно времени. Высокая скорость, с которой могут быть проверены обнаруженные цели, будет оценена всеми пользователями.

22

23

©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

24

©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

©Русская редакция qawsedrf Voronezh 2005©

Использование моего перевода как целиком, так и по частям в любых коммерческих проектах, изданиях, начинаниях, включая в это понятие и публикацию на любых сайтах в интернете и в любых изданиях, включая электронные, без моего на то письменного согласия запрещаю. Вы всё делаете на свой страх и риск. Я не несу никакой ответственности за любые ваши потери (включая коммерческие), повреждения (включая порчу, утрату, иные потери) причинённые как личному, так и государственному имуществу, и вред, причинённый вашему здоровью (как физическому, так душевному и духовному), которые могли возникнуть или возникли в результате прочтения этого перевода или использования информации, содержащейся в нем. Я вам не нянька, а вы взрослые дееспособные люди.

С уважением, qawsedrf

AD DEI GLORIAM!!!

На территории многострадальной России огромное количество разрушенных, осквернённых Православных Храмов.

Господа, всегда помните об этом. Примите же, наконец, посильное участие в

богоугодном деле их восстановления. Может, и Ваши родичи участвовали в их

разрушении. ТАК ПОМОГИТЕ ЖЕ ЗАМОЛИТЬ ЭТОТ ГРЕХ.

Сходите в ближайший от Вас Православный Храм, внесите

ПОСИЛЬНУЮ ЛЕПТУ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ХРАМОВ.

AD DEI GLORIAM!!!

25