С электроникой за кладами
Среди радиолюбительских конструкций особым интересом пользуются разработки,
помогающие обнаруживать скрытые в земле металлические предметы. Особенно если
последние - небольшие по величине, залегают на значительной глубине и являются
к тому же неферромагнетиками.
Добротных электрических схем подобных устройств, называемых по аналогии с
известными военными разработками металлоискателями, и описаний вполне работоспособных
конструкций немало опубликовано в различных технических изданиях (см.,
например,"Моделист-конструктор" №8 за 1985 год). Но рассчитаны они
зачастую на подготовленных, опытных самодельщиков, имеющих хорошую материальную
базу, дефицитные детали.
А вот предлагаемую нами конструкцию вполне сможет повторить-изготовить даже
новичок. Тем более что и детали нужные (включая кварцевый резонатор на 1 МГц)
приобрести будет вполне по силам. Ну а чувствительность собранного
металлоискателя... О ней можно судить хотя бы по тому факту, что с помощью
предлагаемого устройства легко отыскивается, например, медная монета диаметром 20 мм и толщиной 1, 5 мм на глубине 0, 9 м.
Принцип действия? Он основан на сравнении двух частот. Одна из них
эталонная, а другая - изменяющаяся. Причём отклонения ее зависят от появления в
поле высокочувствительной поисковой катушки металлических предметов. У
современных металлоискателей, к которым можно вполне обоснованно отнести и
рассматриваемую конструкцию, эталонный генератор работает на частоте, на целый
порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки. В нашем
случае эталонный генератор (см. принципиальную электрическую схему) реализован
на двух логических элементах 3И-НЕ интегральной микросхемы DD2. Частота его стабилизирована
и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц). Генератор же с изменяющейся
частотой выполнен на первых двух элементах ИС DD1. Колебательный контур здесь
образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и С3, а также варикапом VD1.
А для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое
напряжение варикапу VD1.
В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и
DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный
телефонный капсюль BF1. А конденсатор С10 используется как шунт для
высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.
Конфигурация печатной платы приведена на соответствующей иллюстрации. А схема
расположения радиоэлементов на стороне, обратной печатным проводникам, дана
здесь другим цветом.
Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В. А так
как высокая стабилизация здесь не обязательна, используется батарея типа
"Крона". В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.
Поисковая катушка требует особой точности и внимания при изготовлении.
Наматывается она на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним - 10 мм, согнутой в форме
окружности диаметром 200 мм.
Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0, 27. Когда намотка будет выполнена,
она обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана
(уменьшения влияния ёмкости между катушкой и землей). При этом важно не
допустить электрического контакта между проводом намотки и острыми краями
фольги. В частности, поможет здесь «обвивка наискось». А для защиты самого
алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку дополнительно
обвивают изоляционной бандажной лентой.
Диаметр катушки может быть и другим. Но чем он меньше, тем чувствительность
всего устройства становится выше, зато площадь поиска скрытых металлических
предметов сужается. При увеличении же диаметра катушки эффект наблюдается
обратный.
Работают с металлоискателем следующим образом. Расположив поисковую катушку в
непосредственной близости от поверхности земли, настраивают генератор
потенциометром R2. Причём так, чтобы в телефонном капсюле звук не
прослушивался. При движении же катушки над поверхностью земли (почти вплотную к
последней) и отыскивается заветное место - по появлению звука в телефонном
капсюле.
При использовании рассмотренного выше устройства для отыскания скрытых в земле
предметов, представляющих археологическую и национальную культурную ценность,
требуется предварительное на то разрешение от соответствующих органов.