Внимание! Металл

Отыскать скрытые металлические предметы, например, местонахождение водопроводных труб в земле или электропроводки в стене дома поможет вам чувствительный металлоискатель. Найдет он применение и в военно-спортивных играх.

В основу прибора положена конструкция, опубликованная в журнале «Popular Electronics». Действие его основано на принципе выделения частоты биений двух генераторов, работающих на частотах около 650 кГц. Один из них имеет фиксированную настройку, а колебания другого изменяются при приближении прибора к металлическому предмету (блок-схема устройства — на рисунке 1). Усиленный УВЧ суммарный сигнал поступает на смеситель, после которого низкочастотный фильтр выделяет звуковые колебания. Их «увеличенную копию» воспроизводят головные телефоны или динамическая головка.

Когда датчик приближается к металлическому предмету, индуктивность выносной головки уменьшается и частота второго генератора возрастает. Тем самым по высоте звука ориентировочно судят, на какой глубине находятся искомые объекты.

Частота опорного генератора, выполненного на полевом транзисторе V1 (рис. 2), зависит от параметров контура L1, С4, С7, С9, С10. Напряжение обратной связи с катушки индуктивности L1 поступает через конденсатор С3 на затвор V1. А поскольку оно совпадает по фазе с сигналом на истоке, связь является положительной — генератор вырабатывает незатухающие колебания. С возрастанием емкости конденсатора С7 величина обратной связи уменьшается, приводя к срыву генерации. При чрезмерной глубине обратной связи (минимум емкости C7) ухудшается форма вырабатываемого сигнала.

Резистор R3 определяет величину тока и соответственно крутизну характеристики полевого транзистора V1.

Контур автогенератора с изменяемой частотой (V2) состоит из конденсаторов С6, С8 и выносной индуктивной головки L2.

Сигналы генераторов суммируются при помощи емкостного делителя С11, С12, С14 с коэффициентом деления 1/1000, обеспечивающим минимальную связь между ними. Усилитель суммарного высокочастотного сигнала собран на транзисторе V3, а детектор — на диодах V5, V6. Конденсатор С20 отфильтровывает высокочастотные компоненты на выходе смесителя, и выделенные звуковые колебания поступают на вход однокаскадного усилителя на полупроводниковом триоде V11. С переменного резистора R24 — регулятора громкости — сигнал подается на собранный по двухтактной схеме транзисторный усилитель мощности (V4, V7, V9, V10). Его выходной нагрузкой служит динамическая головка или головные телефоны.

Устройство питается от батареи «Крона ВЦ».

Электронная часть металлоискателя собрана на двух монтажных платах, выполненных из стеклотекстолита или гетинакса толщиной 1,5—2 мм. На одной расположены опорный генератор, УВЧ, смеситель и УНЧ, а на другой размещены генератор с изменяемой частотой и усилитель мощности. Платы отделены друг от друга металлическим экраном, например, фольгированным стеклотекстолитом, соединенным с общей шиной.

Индуктивности катушки L1 опорного генератора и выносной головки 1.2 равны и составляют 115 мкГ. А чтобы свести до минимума влияние на последнюю емкости земли и окружающих предметов, катушку L2 экранируют незамкнутым экраном, соединенным с общей шиной. Выносная головка связана с генератором экранированным проводом.

Параметры металлоискателя зависят от диаметра катушки L2. С увеличением диаметра чувствительность устройства возрастает — металлические предметы можно обнаружить с большего расстояния. Однако точность определения местонахождения объекта при этом снижается. Поэтому в приборе, предназначенном для работы на местности, головка имеет наибольшие размеры (рис. 3). В «игровом» варианте лучше применить головку меньшего диаметра (рис. 4). В обоих случаях она состоит из трех фанерных дисков, скрепленных эпоксидным клеем.

Головку изготавливают в такой последовательности. Из фанеры толщиной 4 мм вырезают два диска. Еще один, меньшего размера, выпиливают из фанеры толщиной 8—10 мм или более тонкой, склеенной в несколько слоев. Наметьте карандашом на всех дисках контуры будущих отверстий и выпилите их с помощью лобзика. Затем удалите напильником и наждачной бумагой заусенцы, покройте поверхности деталей эпоксидной смолой, соберите каркас и зажмите его в тисках до полного затвердевания клея. Далее просверлите в верхнем диске два отверстия Ø 1,5 мм и под углом 70° (45°) сквозное отверстие Ø 20(8) мм для крепления удлинительной штанги. В отверстия Ø 1,5 мм вверните два медных винта М2 длиной 8—10 мм: к ним подсоединяют выводы катушки и экрана и подводящего кабеля.

На основании каркаса уложите полоску медной фольги или оплетку от экранированного провода, оставив между концами зазор 6—10 мм. Выполненный таким образом незамкнутый экран соедините с одним из винтов, оберните пятью слоями изоляционной ленты ПХЛ, после чего намотайте 15 витков провода ПЭВ 0,8—1,0 на каркас большего диаметра или 33 витка ПЭВ 0,3—0,4 — на меньший каркас. Выводы катушки припаяйте к винтам М2 и залейте обмотку эпоксидной смолой.

После того как смола затвердеет, покройте обмотку пятью слоями изоляционной ленты, поверх наложите незамкнутый экран и соедините его с нижним. Затем намотайте еще несколько слоев ленты ПХЛ. Окончательно к одному из винтов должны быть подключены три проводника, а к другому — только один провод.

Удлинительная штанга (рис. 5) изготовлена из алюминиевом трубы Ø 20 мм длиной 850 мм для большого диска и Ø 8 мм длиной 250 мм — для малого. Внутри нее проложен экранированный провод, который через отверстие Ø 8 мм, просверленное в нижней части штанги, подводится к контактным винтам. Оплетка провода соединена с экраном выносного датчика.

Металлическую трубу можно заменить деревянным стержнем, в котором по длине сделан паз. Уложите в него провод, а штангу обмотайте изоляционной лентой.

Удлинительная штанга большого диска противоположным концом вставлена в кожух, в котором расположена электронная часть прибора; штанга малого диска заканчивается деревянной ручкой (рис. 6), он соединен с электронным блоком отрезком телевизионного кабеля.

После завершения монтажа убедитесь сначала в работоспособности низкочастотной части металлоискателя. Для этого через разделительный конденсатор на базу транзистора V11 (рис. 2) подайте сигнал с низкочастотного генератора: в «динамике» должен быть слышен звук.

Затем, подбирая величины резисторов R3 и R4, добейтесь устойчивой работы обоих генераторов и настройте их на одну и ту же частоту. Для этого расположите выносную индуктивную головку вдали от металлических предметов, а ротор переменного конденсатора С10 переведите в среднее положение. Регулируя L1, установите равенство частот обоих генераторов, о чем свидетельствует так называемая зона молчания или зона нулевых биений. В правильности настройки убеждаются, платно изменяя емкость С10 в одну и в другую сторону. При этом в «динамике» будет слышен звук низкого тона.

Перед началом работы металлоискатель должен несколько минут прогреться, чтобы стабилизировалась частота опорного генератора. Регулировкой С10 добиваются появления звукового сигнала. Уровень громкости устанавливают переменным резистором R24.

Проведите прибором над металлическим предметом, и тон звука станет выше или ниже в зависимости от расстояния до объекта.

В искателе металла применены постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменный резистор СПЗ-3 в. Электролитические конденсаторы — К50-6, остальные — КМ. Контурные конденсаторы С4, С6 — С9 должны иметь группу ТКЕ не хуже М1500.

Катушка L1 применена от второго контура ФСС радиоприемника «Спидола», содержит 67 витков провода ЛЭШО 7×0,07, индуктивность 115 мкГ.

Транзисторы КТ315Б допустимо заменить на КТ315 или КТ312, а КТ361Б — на КТ361, КТ208 или КТ209 с любыми буквенными индексами. Вместо полевого транзистора КП103И можно применить идентичный с буквенными индексами Е, Ж, К.

Помимо прямого назначения — поиска скрытых металлических объектов, с таким прибором интересно проводить соревнования и игры. Но в этом случае потребуется не менее двух металлоискателей.

К примеру, в пионерском лагере соревнования проводят между двумя командами по 3—6 человек. Два участка размером 15X15 м, покрытых густой травой и мелким кустарником, ограждают колышками с натянутой между ними веревкой. Команды получают поровну различные металлические предметы (жестяные консервные банки, крышки, отрезки водопроводных труб и т. д.) и прячут их на игровом поле соперников. А затем обе команды приступают к поиску, передавая металлоискатели поочередно от одного участника к другому, пока не истечет отведенное время или не будет набрано максимальное количество очков.

Для соревнований можно наметить трассу, поделив ее на отдельные участки по числу членов команды. Металлоискатели вместе с найденными предметами передают по эстафете. Выигрывает тот, кто раньше придет к финишу и доставит больше «трофеев».

С металлоискателем интересно проводить и различные настольные игры, как, например, «По грибы». На двух кусках картона размером 500Х500 мм начертите сетку с размером ячеек 40X40 мм (рис. 7). Обозначьте их горизонтали цифрами от 1 до 10, а вертикали — буквами от А до К. Затем обе сетки наложите одна на другую так, чтобы все клетки совпали, и скрепите между собой оба куска картона, приклеив с одной стороны отрезок ткани. Тогда оба листа смогут раскрываться наподобие книги.

По периметру сетки верхнего игрового поля поместите изображения различных видов грибов, а саму сетку покрасьте в зеленый цвет.

Игровые фишки размером 40X40 мм вырежьте из плотной бумаги и приклейте с одной стороны изображение какого-либо гриба, а с обратной — жестяной кружок Ø 1—30 мм: чем ценнее гриб, тем труднее его обнаружить и, следовательно, тем меньше размер кружка. На каждой фишке напишите соответствующее количество очков.

В игре участвует одновременно от 10 до 15 фишек. Их устанавливают между листами картона точно в квадраты координатной сетки, но так, чтобы партнеры не могли их видеть. В процессе игры «грибники» называют координаты найденных «грибов». На их поиск отводится от трех до десяти минут.

Ю. КАЧАНОВ, Е. ЮРЬЕВ