Металлодетектор на КМОП-микросхемах

Автор: blackbeam
Опубликовано 30.04.2013
Создано при помощи КотоРед.

Как работает

Кварцевый генератор на микросхеме К176ИЕ5 - после цепочки делителей на выходе получаем 64 Гц, которые подаются на вход ИЕ8. С приходом первого импульса на инвертированном выходе переполнения (12) появляется высокий уровень, который запускает генератор на ЛА7. С приходом на ИЕ8 5-го импульса на выходе переполнения будет 0 и генератор останавливается. 4-й и 5-й ( счет от 0 ) импульсы подаются на триггеры...

 Cмысл в том, чтобы запомнить логический уровень на генераторе ЛА7 в момент прихода 4-го импульса и после повторения цикла - сравнить их, если они не совпадают - значит частота изменилась - на выходе ЛП2 появляется высокий уровень ( изменилась на 1/2 герца, измерение проводится прибл. 4 раза за секунду ).

На выходе можно поставить:

а) пьезоизлучатель - к сожалению звук тихий, можно попытаться его усилить - нужен генератор НЧ, если питать его отдельно, можно получить громкий сигнал и он не будет влиять на работу основной схемы.

б) светодиод ( через сопротивление 0,5 - 1 ком ) - обычные совдеповские слабоваты, на солнце плохо видно. современные не пробовал.

в) оптимальный вариант - передатчик (есть схемы на одном транзисторе) и автономный приемник на ухе.

　 Детали

кварц - часовой

R1 = 5,1 ком, желательно ПТМН-0,5

С1 = С2 годятся только СГМ, рекомендую 6.800 пф

L1 - от 15 и выше витков диаметром 20 см -30 см. ( я брал пастиковое кольцо шириной около 1, 5 см, диаметр 25 см, провод - посеребренный лицендрат во фторопластовой изоляции, но необязательно)

Строго говоря, частоту генератора можно довести до 2,5 мгц и тогда м-иcкатель будет видеть монетку на расстоянии 30 см ( портсигар - до 80 см ). К сожалению, прибор будет работать на столе, а вот в полевых условиях возникнут трудности. Самая неприятная - влажная земля проводник.

  Приведенные выше параметры ориентировочные, нужно собрать схему, испытать ее в реальных условиях ( не реагирует на влажную землю и желательно - на гвозди, поставленные перпендикулярно катушке) и после этого доделать до конца - я например покрываю ее толстым слоем нитролака ( пока лак сохнет схема не работает, у КМОП-ов очень высокое входное сопротивление).

  Батарейка - Крона, ее хватает надолго, должен придупредить - с некоторыми китайскими схема работает нестабильно.

 Совет по сборке - на фольгированный односторонний текстолит приклеивать микросхемы (с той стороны где проводящего слоя нет - на него сажать минусы через отверстия) и остальные детали кверх ногами, ну а ножки соединять тоненькими изолированными проводами.

 Это быстро, позволяет переделывать схему, и надежно, так как в домашних условиях непросто сделать качественную печатную плату. Однако,такой способ требует некоторых умственных усилий.

Не заморачивайтесь с неиспользованными входами, если делать как положено, может возникнуть нестабильность, оставьте их как есть.

Не нужно делать гальваническую развязку по питанию микросхем. Происходит слабый захват частоты генератора на ИЕ5 генератором на ИЕ7, что повышает стабильность.

 Дополнително:

  Большинство обычных людей имеют неправильное представление о металлоискателях и вообще о технологии поиска полезных в хозяйстве весчей с их помосчью, усугубленное рекламой, промывкой мозгов и мошенничеством продавцов.

 а) не существуют (доступные обычным людям) технологии, которые позволяют различать вид металла.

б) цветные и черные металлы одинаково увеличивают частоту генератора за счет появления токов фуко и т.д.

в) за 1 мин можно посмотреть около 2 кв. метров. за час - 120, за 8 часов работы - около 900 кв метров, что является квадратом 30Х30 м., т.е. - площадь небольшая

 Короче, если не знаешь точно, что в этом месте что-то есть, шансов что-то найти практически нет.

П.С.

 Спроектировал и сделал лет 10 назад.  Прововодил испытания, с переменным успехом. Основная проблема возникла с индикацией - в полевых условиях светодиоды и провода, которые тянутся к наушникам оказались неудобны.  Передатчик - приемник + наушник наверное будут самыми удобными, но довести дело до конца не позволила природная лень и отсутвие нацеленности на практические результаты. По природе я теоретик и генератор идей. :)

 Публиковал в прошлом году на wasm.ru. Форум программерский, поэтому отзывов и предложений по улучшению конструкции не получил, а хотелось бы.

Все вопросы в Форум.