В статье дано общее описание двухчастотного металлоискателя и приведена процедура настройки прибора перед работой.
Предлагаемый двухчастотный индукционный металлоискатель ВM8043 — «КОЩЕЙ» по своим характеристикам не уступает заводским металлоискателям, однако стоит дешевле и доступен широкому кругу радиолюбителей. Поскольку формат статьи не позволяет дать полное описание устройства, то рекомендуется ознакомиться с инструкцией по эксплуатации [2] и работой [1].
Описание устройства
Структурная схема металлоискателя ВM8043 — «КОЩЕЙ» изображена на рисунке 1. Видно, что рассматриваемый металлоискатель имеет два принципиальных отличия от классических одночастотных приборов:
1. Передающий и приемный тракты имеют широкую полосу пропускания.
2. Для детектирования сигнала используется единственный коммутируемый синхронный детектор.
Самостоятельное изготовление «с нуля» данного металлоискателя достаточно проблематично даже для опытных радиолюбителей из-за дефицита многих деталей, сложности SMD-монтажа и невозможности качественного изготовления механических узлов. Учитывая перечисленные причины, компания «Мастер Кит» выпустила набор BM8043, который состоит из электронного блока заводской сборки, всех необходимых разъемов и корпуса датчика (см. рис. 2). Несмотря на то, что все узлы уже собраны, набор оставляет большое поле для творчества — самостоятельное изготовление датчика и последующая настройка прибора представляют собой весьма кропотливую работу. Именно эти вопросы мы и рассмотрим ниже.
Рис.1. Структурная схема металлоискателя |
Рис. 2. Набор BM8043 |
Питание
Для питания металлоискателя КОЩЕЙ-ВМ8043 рекомендуется использовать либо кислотный аккумулятор 12 В емкостью 1,2 А/ч, либо 10 пальчиковых NiMH-аккумуляторов емкостью 1000…2000 мА/ч. С одной стороны, кислотный аккумулятор гораздо дешевле, однако он весит в два с лишним раза больше, чем набор аккумуляторов АА.
Источник питания следует поместить в корпус. Пальчиковые аккумуляторы рекомендуется предварительно спаять между собой (не перегревая!) для повышения надежности. Далее через предохранитель 2 А необходимо подключить шнур питания с сечением проводников не менее 0,5 мм2.
Штанга
Штанга должна быть достаточно прочной и легкой. Она не должна содержать металлических деталей, расположенных на расстоянии менее 40 см до датчика. Из подручных материалов для штанги можно порекомендовать детали от пластикового водопровода или пластиковой удочки.
Батарейный отсек рекомендуется располагать на противоположном относительно датчика конце штанги. В этом случае он будет служить противовесом датчику, и рука будет меньше уставать при поисках.
Конструкция крепления электронного блока произвольна. Например, ее можно совместить с рукояткой.
Доработка и настройка
Для работы металлоискателя необходим датчик, реагирующий на присутствие металла. Поскольку его изготовление — довольно кропотливый процесс, то мы отсылаем читателя к уже опубликованным руководствам и инструкциям. Например, подробное описание процесса изготовления датчика можно найти на сайте [2].
Когда датчик будет готов, останется только отрегулировать металлоискатель.
Фазовая калибровка тракта производится для учета всех фазовых сдвигов, вносимых трактом в принимаемый сигнал.
Для выполнения калибровки необходимо расположить датчик кверху крышкой и удалить от него все металлические предметы на расстояние не менее 0,5 м. В меню «Параметры» для первого профиля установить усиление 8, рабочую частоту 7 кГц и номер датчика 1. Перейти в меню «Калибровка тракта» (см. рис. 3). Для калибровки потребуется эталонная мишень, например ферритовое кольцо с проницаемостью 2000 НМ. Методика настройки заключается в медленном передвижении эталонной мишени вверх-вниз относительно центра датчика и наблюдении за индикацией. Если сигнал по шкале dX при этом отклоняется влево, то нужно нажать клавишу « ». Если сигнал отклоняется вправо, то нужно нажать клавишу « ». Процедура продолжается до тех пор, пока сигнал по шкале dX не перестанет изменяться, а по шкале dY сигнал будет отклоняться только влево. После калибровки канала 7 кГц следует откалибровать канал 14 кГц. Ориентировочные значения фазовых сдвигов для датчика, описанного в материалах [2], составляют 150…160° для частоты 7 кГц и 170…180° для частоты 14 кГц.
Калибровка цепи автоподстройки измерительного усилителя на входе АЦП производится в меню «Калибровка ADC». Напомним, что вблизи датчика не должно быть металлических предметов.
Рис. 3. Примерный вид меню «Калибровка тракта» |
При нажатии клавиш « » и « » значение калибровочного коэффициента, выводимое на верхней строке ЖКИ, будет изменяться с шагом 0,001. Необходимо подобрать такое значение калибровочного коэффициента, при котором сумма двух нижних чисел (с учетом знака) будет минимальной. Ориентировочное значение коэффициента лежит в пределах 0,980—1,020.
И, наконец, последняя сервисная настройка — калибровка измерителя напряжения батареи. Металлоискатель подключается к лабораторному блоку питания через кабель, который впоследствии будет использоваться для питания от аккумуляторов. На лабораторном блоке питания выставляется напряжение 12 В.
Далее включается металлоискатель. В меню выбирается пункт «Калибровка Uбат». На экране появится число 406 ± 8. Необходимо запомнить этот калибровочный коэффициент, нажав клавишу «Ввод».
Заключение
Компания «Мастер Кит» предлагает готовый набор BM8043, в состав которого помимо электронного блока входят два разъема, держатель штанги и подробная инструкция по работе с прибором и изготовлению поисковой катушки.
Более подробно ознакомиться с ассортиментом продукции «Мастер Кит» можно с помощью каталога «Мастер Кит — 2010» и на сайте
www.masterkit.ru, где представлено много полезной информации по электронным наборам и модулям «Мастер Кит», а также приведены адреса магазинов, где их можно купить.
Таблица 1. Основные технические характеристики
Параметр |
Значение |
Визуальная индикация |
графическая и текстовая, ЖКИ 132×32 точек |
Звуковая индикация |
есть, многотональная |
Режимы поиска |
селективный и неселективный |
Рабочие частоты |
7 и 14 кГц |
Потребляемый ток (7 кГц), не более |
180 мА |
Потребляемый ток (14 кГц), не более |
100 мА |
Диаметр датчика (в комплект не входит) |
195 мм |
Максимальная глубина обнаружения объектов (по воздуху) |
|
Монета диаметром 25 мм |
до 30 см |
Каска |
до 1 м |
Максимальная глубина |
до 2 м |
Литература
1. Щедрин А., Колоколов Ю. «Схемотехника многочастотного металлоискателя»//РАДИОХОББИ, 2005, №2.
2. Инструкция по эксплуатации металлоискателя КОЩЕЙ-BM8043 http://www.metdet.ru/IB.htm.