Простой металлодетектор с Алиэкспресс

Недавно получил очередную посылку с Алиэкспресс. Пришёл конструктор "сделай сам", металлодетектор, на радость ребёнку.

Я заказывал комплект с простеньким пауэрбанком (ссылка на покупку). Удобная штука, служит также ручкой чтобы держать металлодетектор. Конечно, приходит он без элементов питания, так что у вас в запасе должен быть аккумулятор серии 18650.

На картинке ниже сожержимое посылки. Как видно, большинство элементов схемы (а это SMD-компоненты, то есть для монтирования на поверхность) уже установлены. Остаётся припаять не так уж много: конденсатор, выключатель, подстроечный резистор, светодиод, пищалку и USB-разъём. При монтаже нужно обратить внимание, что у светодиода, пищалки и конденсатора есть полярность, которую нельзя перепутать.

Принцип работы

Конечно, приведённое устройство нельзя назвать полноценным металлоискателем, чувствительность его очень низка. Обратимся к схеме устройства. Я не указал на ней выключатель и светодиод, думаю, читатели легко разберутся где их разместить.

Есть разные варианты металлодетекторов, данная схема работает на принципе срыва генерации.

Итак, на транзисторе T1 собран генератор. Положительная обратная связь в нём осуществляется через катушки индуктивности L1 и L2. Они выполнены прямо на печатной плате. Именно через индуктивную связь колебания передаются из коллекторной цепи транзистора T1 в базовую цепь, обеспечивая генерацию.

Пока генератор работает, транзистор T2 открыт, значит, на его коллекторе плюс, который попадает на базу T3 и надёжно закрывает этот транзистор. Пищалка молчит.

Когда вблизи катушек L1 и L2 оказывается металлический предмет, режим генерации нарушается. Если совсем упрощённо, часть энергии электромагнитного поля тратится на наведение токов в металле, и на положительную обратную связь энергии уже не хватает. Генерация срывается, транзистор T2 закрывается (его база садится на "плюс" через L2), зато открывается T3 и на пищалке появляется напряжение.

Если мой осциллограф не врёт, то поначалу генерация не срывается полностью. Лишь только уходит частота и уменьшается амплитуда колебаний. Но этого уже достаточно, чтобы T2 частично закрылся и на базе T3 появился достаточный для открытия транзистора потенциал. Конденсатор C4 служит фильтром, замыкая через себя переменную составляющую тока, чтобы не было помех в работе T3.

Скажу ещё пару слов о подстроечном резисторе R2. Он регулирует чувствительность металлодетектора. Сам по себе R2 является элементом отрицательной обратной связи, то есть он мешает генератору. Представим, что смещение на базе T1 растёт. Растёт и ток через транизистор, значит, большее напряжение начинает падать на R2. И включено это напряжение плюсом к эмиттеру, то есть оно стремится уменьшить напряжение база-эмиттер, закрыть транзистор.

Чем больше сопротивление R2, тем сильнее оно мешает транзистору усиливать. Оно должно быть установлено таким, чтобы генератор работал «на грани». Тогда металлодетектор будет чувствителен к малейшим изменениям состояния индуктивностей L1-L2.

В заключение видео работающего устройства.

Купить комплект для сборки "Металлодетектор" на Алиэкспресс.