Схема простого металлоискателя c повышенной чувствительностью. Как своими руками сделать металлоискатель – рентабельные и проверенные схемы Металлоискатель на биениях с кварцем
В статье рассмотрена схема простого металлоискателя с повышеной чувствительность. Прибор предназначен для обнаружения металлических крышек кабельных колодцев под слоем грунта, асфальта или снега, а также других металлических предметов. Потребляемый прибором ток от источника питания не превышает 5 мА.
Принципиальная схема
Схема простого металлоискателя состоит из кварцевого генератора на элементах DD1.1, DD1.2, делителя частоты кварцевого генератора DD2.1, генератора на элементе DD1.3. В качестве катушки L1 этого генератора используется рамка металлоискателя.
Частота колебаний генератора 100 Гц, а двадцатая гармоника этого генератора имеет частоту 2000 кГц. При смешивании в элементе DD1.4 этой частоты с частотой кварцевого генератора получаются биения звуковой частоты, которые усиливаются транзистором VT1 и поступают на головные телефоны.
При приближении рамки металлоискателя к металлическому предмету индуктивность катушки изменяется. Это вызывает изменение частоты генератора, например, при изменении частоты генератора на 10 Гц частота двадцатой гармоники изменится на 200 Гц.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного металлоискателя повышенной чувствительности.
При этом в телефонах слышен тон с частотой 200 Гц. В ближней зоне поиска чувствительность прибора можно уменьшить. Для этого частота кварцевого генератора делится на 10 микросхемой DD2.1. Переключатель S1 при этом находится в нижнем положении.
Детали и конструкция
В металлоискателе можно использовать любые кварцы с частотой от 1 до 5 МГц, а головные телефоны-высокоомные 1600 Ом. Для изготовления рамки нужно из металлической трубки диаметром 12... 16 мм согнуть кольцо диаметром 200 мм. Концы трубок не должны между собой соприкасаться, чтобы не получился короткозамкнутый виток. Между концами трубки следует оставить зазор 10...20 мм.
Таблица 1. Перечень деталей, необходимых для изготовления металлоискателя.
| Название, номинал | Количество, шт |
| Микросхема К561ЛА7 | 1 |
| Микросхема К176ИЕ4 | 1 |
| Кварц на 2000 КГц (от 1МГц до 5МГц) | 1 |
| Головные телефоны (высокоомные), 2 х 1600 Ом | 1 |
| Резистор 2,4 МОм | 1 |
| Резистор 5,1 КОм | 1 |
| Резистор 1 КОм | 1 |
| Резистор 680 Ом | 1 |
| Конденсатор 100 пФ | 1 |
| Конденсатор 3300 пф (3,3 нФ) | 1 |
| Конденсатор 5600 пф (5,6 нФ) | 2 |
| Конденсатор 300 пФ | 1 |
| Конденсатор переменный 12-260 пФ | 1 |
| Конденсатор 0,047 мкФ (47 нФ) | 1 |
| Конденсатор 0,47 мкФ (470 нФ) | 1 |
| Конденсатор электролитический 5 мкФ, 10В | 1 |
| Транзистор КТ361 | 1 |
| Элемент питания 9В (Крона) | 1 |
| Разъем на 4 контакта | 1 |
Примечание: также для изготовления поисковой катушки понадобится медный провод ЛЭШО 9x0,11.
По всей длине трубки по наружному диаметру ножовкой для металла делается пропил. Через этот пропил укладывается провод катушки, предварительно покрытый слоем клея БФ-2 или эпоксидной смолы. Количество витков - 36, провод ЛЭШО 9x0,11. Можно использовать и другой тип провода. После укладки провода рамку обматывают лентой из стеклоткани и пропитывают эпоксидной смолой. Рамку крепят к ручке-штанге.
При работе с металлоискателем конденсатором С5 подстраивают частоту до получения в телефонах биений с частотой 10...50 Гц. В этом положении наиболее легко заметить изменение тона. При приближении рамки к цветным металлам частота генератора увеличивается, при приближении к черным (сталь, чугун) - понижается.
В. Петрушенко, RB5EC, г.Днепропетровск.
Металлоискатель с кварцевой стабилизацией на микросхемах
В последнее время на прилавках радиорынков можно найти всевозможные конструкторы или наборы комплектующих деталей, приобретя которые любой желающий без особых усилий быстро соберет простейший металлодетектор. Автор имел удовольствие ознакомиться с несколькими детско-юношескими конструкторами, которые можно рекомендовать и взрослым.
Основой для одного из таких наборов послужила схема металлодетектора, впервые опубликованная в конце 80-х годов прошлого столетия и после этого с различными изменениями и дополнениями не раз публиковавшаяся в различных отечественных и зарубежных изданиях.
Принципиальная схема
Рассматриваемый металлодетектор представляет собой один из многочисленных вариантов прибора типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа биений двух частот. При этом в данной конструкции оценка изменения частоты осуществляется на слух.
Как известно, в определенной степени повысить чувствительность металлоискателя типа BFO можно, если выбрать значение частоты опорного генератора в 5-10 раз больше, чем значение частоты измерительного генератора. В этом случае оценивается изменение частоты биений, которые возникают между колебаниями основной частоты опорного генератора и ближайшей по частоте гармоникой частоты измерительного генератора. В результате изменение частоты измерительного генератора под влиянием внешних воздействий всего на 10 Гц приводит к увеличению частоты разностных колебаний на 50-100 Гц.
Таким образом, при выборе частоты измерительного генератора в пределах 100-200 кГц частота опорного генератора должна составлять 500-2 000 кГц. Необходимо отметить, что частота опорного генератора должна быть стабилизирована.
Основу схемы этого прибора (рис. 3.12) составляют измерительный и опорный генераторы, буферные каскады, смеситель и схема акустической индикации.
Рис. 3.12. Принципиальная схема металлоискателя с кварцевой стабилизацией
Опорный генератор выполнен на элементах IC1.1 и IC1.2 микросхемы IC1, его рабочая частота стабилизирована кварцевым резонатором Q1 (1 МГц). Измерительный или перестраиваемый генератор выполнен на элементах IC2.1 и IC2.2 микросхемы IC2. Рабочая частота этого генератора определяется параметрами элементов, образующих его колебательный контур, то есть емкостями конденсаторов С2, С3 и варикапа D1, а также индуктивностью катушки L1. При этом изменение емкости варикапа D1 осуществляется с помощью переменного резистора R2. Рабочая частота измерительного генератора находится в пределах 200-500 кГц. Катушка L1 колебательного контура перестраиваемого генератора является поисковой катушкой. При приближении к металлическому предмету индуктивность катушки изменяется, что приводит к изменению рабочей частоты генератора и соответственно к изменению частоты биений.
Каскады, выполненные на элементах IC1.3 и IC2.3, обеспечивают развязку между генераторами по переменному напряжению, а также ослабляют влияние смесителя на генераторы. С выходов буферных каскадов сигналы ВЧ подаются на смеситель, выполненный на элементе IC1.4. Далее сигнал биений поступает на головные телефоны BF1. При этом конденсатор С10 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала.
Питание на схему подается от источника В1 напряжением 9 В через фильтр, образованный конденсаторами С8 и С9.
Детали и конструкция
Все детали рассматриваемого прибора (за исключением поисковой катушки L1, резистора R2, разъемов Х1 и Х2, а также выключателя S1) расположены на печатной плате размерами 50х50 мм (рис. 3.13), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.
Рис. 3.13. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) металлоискателя с кварцевой стабилизацией
К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Рекомендуется использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате. При этом плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ-0,125 или других малогабаритных (например МЛТ-0,25 или ВС-0,125). Конденсаторы С2, С3, С5 и С7 могут быть типа КТ-1, конденсаторы С4, С7, С8 и С10 - типа КМ-4 или К10-7В, а конденсатор С9 - типа К50-6.
Переменный резистор R2 может быть любым малогабаритным, однако в качестве такого регулятора не рекомендуется использовать резисторы, механически соединенные с выключателем питания S1.
Кварцевый резонатор Q1 смонтирован на отдельной плате из стеклотекстолита, закрепленной параллельно основной со стороны деталей. Его частота может быть любой в пределах 0,5-1,8 МГц. Однако в том случае, если будет использоваться кварц с частотой резонанса больше 1 МГц, в некоторых источниках рекомендуется между выходом буферного элемента IC2.3 (вывод IC2/10) и соответствующим входом смесителя на элементе IC1.4 (вывод IC1/13) включить делитель частоты, понижающий образцовую частоту до 0,5-1 МГц. Такой делитель можно выполнить на микросхеме серии К176 или К561.
Поисковая катушка L1 содержит 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,27 мм и выполнена в виде кольца диаметром 180-220 мм. Эту катушку проще изготовить на жестком каркасе, однако можно обойтись и без него. В таком случае в качестве временного каркаса можно использовать любой подходящий по размерам круглый предмет. Витки катушки наматываются внавал, после чего снимаются с каркаса и с целью повышения механической прочности пропитываются эпоксидным клеем. Затем катушка L1 экранируется электростатическим экраном, представляющим незамкнутую ленту из алюминиевой фольги, намотанную поверх жгута витков. Щель между началом и концом намотки ленты (зазор между концами экрана) должна составлять не менее 15-20 мм. При изготовлении катушки L1 нужно особенно следить за тем, чтобы не произошло замыкание концов экранирующей ленты, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток. Для защиты от повреждений фольгу можно обмотать одним- двумя слоями изоляционной ленты.
Источником звуковых сигналов могут служить высокоомные головные телефоны типа ТОН-2, ТА-4 или аналогичные.
В качестве источника питания В1 можно использовать, например, батарейку "Крона" или две батарейки типа 3336Л, соединенные последовательно.
Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем металлическом корпусе. На крышке корпуса устанавливаются переменный резистор R2, разъем Х1 для подключения головных телефонов BF1, разъем Х2 для подключения поисковой катушки L1 и выключатель S1.
Налаживание
Данный прибор следует настраивать в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L1 на расстояние не менее 1,5 м.
Процесс настройки металлоискателя заключается в настройке измерительного генератора на частоту 100-200 кГц, что осуществляется подбором величины емкости конденсатора С2. При этом движок переменного резистора R2 должен находиться в среднем положении. Частота измерительного генератора контролируется частотомером на выходе элемента IC1.3 (вывод IC1/10). Контроль правильности выбранного значения частоты измерительного генератора осуществляется прослушиванием сигнала разностной частоты в головных телефонах. Этот сигнал должен быть достаточно громким при возможно большем соотношении частот опорного и измерительного генераторов. При необходимости для оценки амплитуды сигнала биений можно использовать осциллограф.
Порядок работы
При практическом использовании данного прибора следует переменным резистором С1 поддерживать необходимую частоту сигнала биений, которая может изменяться под влиянием различных факторов (например при изменении магнитных свойств грунта, температуры окружающей среды или разряде батареи).
Если в процессе работы в зоне действия поисковой катушки L1 окажется какой-либо металлический предмет, то частота сигнала в телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала биений будет увеличиваться, при приближении к другим - уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, магнитного или немагнитного, изготовлен обнаруженный предмет.
С помощью данного прибора мелкие предметы (например монету средних размеров) можно обнаружить на глубине до 80-100 мм, а крышку канализационного люка - на глубине до 55-65 см.
Чувствительный малогабаритный металлоискатель с использованием кварцевого резонатора
Металлоискатели, основанные на регистрации на биений, оказываются малочувствительными при поисках металлов со слабыми ферромагнитными свойствами, таких как, например, медь, олово, серебро. Повысить чувствительность металлоискателей этого типа невозможно, поскольку разность частот биения малозаметна при обычных методах индикации. Значительный эффект дает применение кварцованных металлоискателей. Металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, а, состоит из измерительного генератора, собранного на транзисторе VT1, и буферного каскада - эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе VT2, отделенных кварцевым резонатором ZQ1 от индикаторного устройства - детектора на диоде VD2 с усилителем постоянного тока на транзисторе VT3. Нагрузкой усилителя служит стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА.
Рис.1. (Малогабаритный чувствительный металлоискатель)
Вследствие высокой добротности кварцевого резонатора малейшие изменения частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления последнего, как это видно из характеристики, приведенной на рис. 1, б, а это, в конечном итоге, повысит чувствительность прибора и точность измерений.
Подготовка к поиску заключается в настройке генератора на частоту параллельного резонанса кварца, равную 1 МГц. Эта настройка производится конденсаторами переменной емкости С2 (грубо) и подстроечным конденсатором С1 (точно) при отсутствии около рамки металлических предметов. Поскольку кварц является элементом связи между измерительной и индикаторной частями устройства, его сопротивление в момент резонанса велико и минимальное показание стрелочного прибора свидетельствует о точной настройке устройства. Уровень чувствительности регулируется переменным резистором R8.
Особенностью устройства является кольцевая рамка L1, изготовленная из отрезка кабеля. Центральную жилу кабеля удаляют и вместо нее продергивают шесть витков провода типа ПЭЛ 0,1 -0,2 мм длиной 115 мм. Конструкция рамки показана на рис. 1, а. Такая рамка обладает хорошим электростатическим экраном.
Жесткость конструкции рамки обеспечивается размещением ее между двумя дисками из оргстекла или гетинакса диаметром 400 мм и толщиной 5-7 мм.
В приборе использованы транзисторы КТ315Б, опорный диод - стабилитрон 2С156А, детекторный диод типа Д9 с любым буквенным индексом. Частота кварца может быть в интервале частот от 90 кГц до 1,1 МГц. Кабель - типа РК-50.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1-VT3 | Биполярный транзистор | КТ315Б | 3 | В блокнот | ||
| VD1 | Стабилитрон | КС156А | 1 | 2С156А | В блокнот | |
| VD2 | Диод | Д9 | 1 | С любым буквенным индексом | В блокнот | |
| C1 | Подстроечный конденсатор | 2-15 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор переменной емкости | 140-680 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор | 5100 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C4 | Конденсатор | 820 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C5 | Конденсатор | 15 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C6, C9 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | В блокнот | ||
| C7, C8 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ 12 В | 2 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 1 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2, R7 | Резистор | 3.9 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 15 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 12 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R5 | Резистор | 330 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R6 | Резистор | 560 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R8 | Переменный резистор | 25 кОм | 1 |
Чувствительный малогабаритный металлоискатель с использованием кварцевого резонатора
Металлоискатели, основанные на регистрации на биений, оказываются малочувствительными при поисках металлов со слабыми ферромагнитными свойствами, таких как, например, медь, олово, серебро. Повысить чувствительность металлоискателей этого типа невозможно, поскольку разность частот биения малозаметна при обычных методах индикации. Значительный эффект дает применение кварцованных металлоискателей. Металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, а, состоит из измерительного генератора, собранного на транзисторе VT1, и буферного каскада – эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе VT2, отделенных кварцевым резонатором ZQ1 от индикаторного устройства - детектора на диоде VD2 с усилителем постоянного тока на транзисторе VT3. Нагрузкой усилителя служит стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА.
Рис.1. (Малогабаритный чувствительный металлоискатель)
Вследствие высокой добротности кварцевого резонатора малейшие изменения частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления последнего, как это видно из характеристики, приведенной на рис. 1, б, а это, в конечном итоге, повысит чувствительность прибора и точность измерений.
Подготовка к поиску заключается в настройке генератора на частоту параллельного резонанса кварца, равную 1 МГц. Эта настройка производится конденсаторами переменной емкости С2 (грубо) и подстроечным конденсатором С1 (точно) при отсутствии около рамки металлических предметов. Поскольку кварц является элементом связи между измерительной и индикаторной частями устройства, его сопротивление в момент резонанса велико и минимальное показание стрелочного прибора свидетельствует о точной настройке устройства. Уровень чувствительности регулируется переменным резистором R8.
Особенностью устройства является кольцевая рамка L1, изготовленная из отрезка кабеля. Центральную жилу кабеля удаляют и вместо нее продергивают шесть витков провода типа ПЭЛ 0,1 -0,2 мм длиной 115 мм. Конструкция рамки показана на рис. 1, а. Такая рамка обладает хорошим электростатическим экраном.
Жесткость конструкции рамки обеспечивается размещением ее между двумя дисками из оргетекла или гетйпакса диаметром 400 мм и толщиной 5-7 мм.
В приборе использованы транзисторы КТ315Б, опорный диод - стабилитрон 2С156А, детекторный диод тина Д9 с любым буквенным индексом. Частота кварца может быть в интервале частот от 90 кГц до 1,1 МГц. Кабель - типа РК-50.
Кварцованный металлоискатель
Металлоискатели, основанные на регистрации на биений, оказываются малочувствительными при поисках металлов со слабыми ферромагнитными свойствами, таких как, например, медь, олово, серебро. Повысить чувствительность металлоискателей этого типа невозможно, поскольку разность частот биения малозаметна при обычных методах индикации. Значительный эффект дает применение кварцованных металлоискателей. Металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 17, а, состоит из измерительного генератора, собранного на транзисторе VT1, и буферного каскада - эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе VT2, отделенных кварцевым резонатором ZQ1 от индикаторного устройства - детектора на диоде VD2 с усилителем постоянного тока на транзисторе VT3. Нагрузкой усилителя служит стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА.
Рисунок 17-
Кварцованный металлоискатель
Вследствие высокой добротности кварцевого резонатора, малейшие изменения частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления последнего, как это видно из характеристики, приведенной на рис. 1, б, а это, в конечном итоге, повысит чувствительность прибора и точность измерений.
Подготовка к поиску заключается в настройке генератора на частоту параллельного резонанса кварца, равную 1 МГц. Эта настройка производится конденсаторами переменной емкости С2 (грубо) и подстроечным конденсатором С1 (точно) при отсутствии около рамки металлических предметов. Поскольку кварц является элементом связи между измерительной н индикаторной частями устройства, его сопротивление в момент резонанса велико и минимальное показание стрелочного прибора свидетельствует о точной настройке устройства. Уровень чувствительности регулируется переменным резистором R8. Особенностью устройства является кольцевая рамка L1, изготовленная из отрезка кабеля. Центральную жилу кабеля удаляют и вместо нее продергивают шесть витков провода типа ПЭЛ 0,1 -0,2 мм длиной 115 мм. Конструкция рамки показана на рис. 17. Такая рамка обладает хорошим электростатическим экраном.
Жесткость конструкции рамки обеспечивается размещением ее между двумя дисками из оргетекла или гетйпакса диаметром 400 мм и толщиной 5-7 мм.
В приборе использованы транзисторы КТ315Б, опорный диод - стабилитрон 2С156А, детекторный диод тина Д9 с любым буквенным индексом. Частота кварца может быть в интервале частот от 90 кГц до 1,1 МГц. Кабель - типа РК-50.
Вариант № 3
Металлоискатель
Металлоискатель, принципиальная схема которого изображена на рисунке 18, собран всего на одной микросхеме К176ЛП2. Один из ее элементов (DD1.1) использован в образцовом генераторе, другой (DD1.2) - в перестраиваемом. Колебательный контур образцового генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов Cl, C2, а перестраиваемого - из поисковой катушки L2 и конденсатора С4; первый перестраивают переменным конденсатором Cl, второй - подбором емкости конденсатора С4.
Рисунок 18 - Металлоискатель, принципиальная схема.
На элементе DD1.3 выполнен смеситель колебаний образцовой и переменной частот. С нагрузки этого узла - переменного резистора R5 - сигнал разностной частоты поступает на вход элемента DD1.4, а усиленное им напряжение звуковой частоты - па головные телефоны BF1.Прибором можно обнаружить пятикопеечную монету (доперестроечную денежную единицу) на глубине до 60 мм. А крышку канализационного колодца - на глубине до 0,6 м.
Вариант №4
Блок питания.
Рисунок 19 – Блок питания, принципиальная схема.
Вариант №5
Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры
Устройство предназначено для предотвращения перегрузки и неисправностей в радиоаппаратуре из-за отклонения сетевого напряжения питания за допуск. Оно будет особенно полезно на даче или в деревне, где нередки значительные колебания напряжения в сети. Часто используемые при нестабильной сети ферромагнитные стабилизаторы имеют узкий диапазон стабилизации и при значительных колебаниях напряжения (в сторону увеличения) просто выходят из строя. Для некоторой радиоаппаратуры опасно не только повышенное, но и пониженное напряжение сети.
Контролировать сеть измерительным прибором, каждый раз перед включением радиоприборов, неудобно да и неэффективно, так как отклонение может произойти в процессе работы. Но эту задачу может взять на себя автоматическое контрольное устройство, через которое и питается аппаратура. Электрическая схема устройства приведена на рис. 20 и состоит из четырехуровневого компаратора на элементах микросхемы D2, звукового генератора на элементах D3.1...D3.3, узла коммутации на транзисторе и реле К1, а также блока питания со стабилизатором напряжения на микросхеме D1.
Порог срабатывания компараторов устанавливается при настройке резисторами, отмеченными на схеме звездочкой "*". Их значения указаны на схеме ориентировочно. Настройка устройства производится при помощи ЛАТРА, изменяя напряжение питания на штекере ХР1. При этом резистором R15 устанавливаем превышение порога 245 В (на выходе D2/8 появится лог. "1"), а резистором R14 - снижение напряжения ниже 170 В (на выходе D2/8 лог. "0"). Для настройки удобно использовать многогабаритные регулировочные резисторы.
Настройку схемы лучше начинать с проверки работоспособности узла, показанного на рис. 20. При нажатии на кнопку ВКЛ (SB1), реле К1 срабатывает с задержкой примерно в 1 секунду и контактами К1.2 блокирует кнопку. Время задержки включения реле зависит от номинала емкости С2 и резистора R7. Выключение реле К1 может производиться кнопкой ОТКЛ (SB2) или же от схемы автоматики, когда на выходе микросхемы D3/11 появится импульс или лог. «1» (при выходе напряжения за допуск).
Рисунок 20 - Электрическая схема устройства.
Вариант № 6
Кодовый включатель
Предлагаемая схема может найти применение в любых устройствах, где требуется ограничить доступ посторонних к переключению режимов. В зависимости от того, что подключено на выходе схемы (электромагнит, реле, сигнализация и т. Д.), назначение может быть самым разным, например отключение режима охранной сигнализации.
В простейшем варианте, совместно с электромагнитом, схема может быть использована в качестве кодового замка. Его открывание производится набором известного ограниченному кругу лиц кода. Код состоит из 4 цифр (из 10 возможных). Кнопки с определенными цифрами необходимо нажать в заданной последовательности. Это позволяет иметь не менее 5040 возможных вариантов кода.
Код легко и оперативно можно сменить, переставив зажимы проводов с кнопками в любой последовательности. При установке кода нежелательно занимать цифры последовательного ряда (1, 2, 3, 4). Лучше, если код будет состоять из цифр вразброс, например: 9, 3, 5, 0.
Схема кодового устройства (рис. 6.1) собрана на двух микросхемах КМОП серии 561 ТМ2 (возможна замена на 564ТМ2). Что обеспечивает высокую надежность и экономичность работы. Потребление схемой микротока позволяет легко выполнить, при необходимости, автономное питание. По дойдет любой, даже не стабилизированный источник постоянного напряжения 4…15 В.
Работает электрическая схема следующим образом. В начальный момент, при подаче питания, цепь из конденсатора С1 и резистора R1 формирует импульс обнуления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог. «0»).
Рисунок 21 - Схема кодового устройства.
При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме - SB4), в момент ее отпускания триггер D1.1 переключится, т. е. на выходе D1/1 появится лог. "1", так как на входе D1/5 есть лог. "1".
При нажатии очередной кнопки, если на входе D соответствующего триггера имеется лог. "1", т. е. предыдущий сработал, то лог. "1" появится и на его выходе.
Последним срабатывает триггер D2.2 , а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзистор VT1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров. Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R6. По этой причине на выходе D2/13 сигнал лог. "1" будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.
В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры. Если сигнал управления транзистором VT1 снимать с выхода не последнего триггера (например с вывода D2/12), то будет ограничено необходимое время на нажатие цифр кода. В этом случае даже при правильном, но медленном наборе кода выходной сигнал не появится.
Размещается схема вблизи кнопочной панели.
Все используемые детали, за исключением транзистора VT2, могут быть любого типа. Транзистор VT2 применен с большим коэффициентом усиления, и в случае использования в качестве нагрузки вместо реле электромагнита его нужно заменить на более мощный из серии КТ827.
Для открывания защелки дверного замка лучше использовать не электромагнит, а электромоторчик с редуктором. Такие узлы используются в составе автомобильных сигнализаций для автоматической блокировки дверей (их можно приобрести в магазине). Они потребляют небольшой ток (60...150 мА от 12 В) по сравнению с электромагнитом и позволяют иметь источник питания небольшой мощности, что особенно важно для автономного питания.
Вариант №7
Подключение удаленного датчика
Если же необходимо подключить удаленный датчик и провода невозможно скрыть, то шлейф охраны должен срабатывать при любом нарушении цепи (разрыве или замыкании).
Рисунок 22 - Электрическая схема для подключения удаленного датчика
Традиционное построение такой схемы связано с включением датчика последовательно с резистором в плечо моста. При разбалансе моста формируется сигнал срабатывания. В этом случае по цепи охранного шлейфа должен протекать ток более 5 мА, что не экономично, так как требуется мощный источник автономного питания Аналогичную задачу, но работая в импульсном режиме, выполняет схема на рис. 22 - она потребляет не более 1,5 мА.
Вариант № 8
Блокиратор нелегального подключения к линии
О необходимости установки такого устройства приходится задумываться в случае получения счета с АТС за междугородные разговоры, которых вы не вели. Ведь телефонные линии не защищены от несанкционированного подключения и появились мошенники, этим пользующиеся. В продаже уже появились блокираторы промышленного изготовления, но пока они неоправданно дорогие. Использование современной элементной базы позволяет сделать блокиратор довольно простым и миниатюрным.
Предлагаемое устройство размещается внутри ТА и позволяет заблокировать любые "пиратские" разговоры по данной линии с любого другого телефона. При этом подразумевается, что к линии не требуется подключать другие параллельные телефоны, - все остальные ТА схемой будут считаться "пиратскими".
Рисунок 23 - Электрическая схема блокиратора
В основе работы схемы, рисунок 23, используется пороговое устройство на транзисторе VT1, который контролирует уровень напряжения в ТЛ. Как известно, при поднятии трубки с аппарата, напряжение в линии падает с 60 до 5...15 В (зависит от сопротивления цепей ТА). Режим работы VT1 настраивается резистором R2 так, чтобы он при напряжении ниже +18 В запирался. При этом транзистор VT2 током через резисторы R3-R4 откроется, что приведет к срабатыванию оптронного ключа VS1.1. Резистор R7 закоротит ТЛ, что воспрепятствует импульсному набору номера на время заряда С2. Как только С2 зарядится - сработает ключ VS1.2 и разрядит С1. Этот процесс периодически повторяется, что исключает фиксацию схемы в режиме закорачивания линии после однократного срабатывания блокировки. Конденсатор С1 обеспечивает нечувствительность схемы к сигналу вызова в линии.
Устройство подключается параллельно звонку (или схеме звукового сигнализатора) до разделительного конденсатора так, чтобы при поднятии трубки оно отключалось контактами, связанными с положением трубки (S1). В этом случае не потребуется отключать устройство от линии при использовании собственного ТА, что удобно при эксплуатации.
Вариант № 9
Простой импульсный блок питания на 15 Вт
Данный источник может применяться для питания любой нагрузки мощностью до 15...20 Вт и имеет меньшие габариты, чем аналогичный, но с понижающим трансформатором, работающим на частоте 50 Гц.
Источник питания выполняется по схеме однотактного импульсного высокочастотного преобразователя, рисунке 24. На транзисторе собран автогенератор, работающий на частоте 20...40 кГц (зависит от настройки). Частота настраивается емкостью С5. Элементы VD5, VD6 и С6 образуют цепь запуска автогенератора.
Во вторичной цепи после мостового выпрямителя стоит обычный линейный стабилизатор на микросхеме, что позволяет иметь на выходе фиксированное напряжение, независимо от изменения на входе сетевого (187...242 В).
В схеме применены конденсаторы: С1, С2 типа К73-16 на 630 В; СЗ - К50-29 на 440 В; С4 - К73-17В на 400 В; С5 - К10-17; С6 - К53-4А на 16 В; С7 и С8 типа К53-18 на 20 В. Резисторы могут быть любыми. Стабилитрон VD6 можно заменить на КС147А.
Импульсный трансформатор Т1 выполняется на ферритовом сердечнике М2500НМС-2 или М2000НМ9 типоразмера Ш5х5 (сечение магнитопровода в месте расположения катушки 5х5 мм с зазором в центре). Намотка сделана проводом марки ПЭЛ-2. Обмотка 1-2 содержит 600 витков провода диаметром 0,1 мм; 3-4 - 44 витка диаметром 0,25 мм; 5-6 - 10 витков тем же проводом, что и первичная обмотка.
Рисунок 24 - Электрическая схема импульсного блока питания на 15 Вт
В случае необходимости вторичных обмоток может быть несколько (на схеме показана только одна), а для работы автогенератора необходимо соблюдать полярность подключения фазы обмотки 5-6 в соответствии со схемой.
Настройка преобразователя заключается в получении устойчивого возбуждения автогенератора при изменении входного напряжения от 187 до 242 В. Элементы, требующие подбора, отмечены звездочкой "*". Резистор R2 может иметь номинал 150...300 кОм, а конденсатор С5 - 6800...15000 пФ. Для уменьшения габаритов преобразователя в случае меньшей снимаемой во вторичной цепи мощности номиналы электролитических фильтрующих конденсаторов (СЗ, С7 и С8) можно уменьшить. Их величина связана с мощностью нагрузки соотношением:
Вариант № 10
Радиопередатчик
Рисунок 25 – Радиопередатчик, схема электрическая.
Вариант №11
Усилитель мощности УКВ.
Идея использовать полевой транзистор КП904А в усилителе мощности диапазона 2 м возникла поневоле - во время работы в "тропо" вышел из строя транзистор КТ931А, а заменить его было нечем. Тогда выбор пал на КП904А (по справочным данным он работоспособен до частоты 400 МГц). Усилитель на этом транзисторе некритичен к качеству источника питания (в моем случае он питается нестабилизированным напряжением +55 В при емкости выходного конденсатора источника питания 10000 мкФ), не требует принятия специальных мер для стабилизации тока покоя транзистора и имеет очень простую схему (рис.1). При входной мощности 4...5 Вт выходная мощность составляет 20...25 Вт на нагрузке 75 Ом.
Рисунок 26 – Схема усилителя мощности УКВ.
Вариант №12
Микропередатчик.
Схема в настройке, практически, не нуждается (необходимо только подобрать частоту растяжением или сжатием витков катушки L1).
Рисунок 27 – Микропередатчик, схема электрическая
Преимущества данной схемы:
Высокая стабильность частоты (Частота не уходит при касании рукой антенны, катушки)
Высокая чувствительность
Высокая выходная мощность
Рабочая частота - 87..108Мгц около 96Мгц
Тип модуляции - частотная
Дальность приёма - 100..800м
Питание - 9в
Потребляемый ток - 25мА
Время непрерывной работы - 14 часов, а с хорошей батарейкой все 18 часов
VT1- КТ3130Б9 (можно заменить на КТ315Б, с наибольшим усилением, не менее 200)
VT2-КТ368А9 (можно заменить на КТ368АМ)
VT3-КТ3126Б (транзисторы распространённые, найти легко)
R1 = 12k, R2 = 220..300k, R3 = 3,9k, R4 = 20k, R5 = 20k, R6 = 200Omk, R7 = 200Omk, C1 = 100p, C2 = 0.1mp, C3 = 0.1mp, C4 = 500..1000p, C5 = 22p, C6 = 12p, C7 = 39p, C8 = 33np.
Вариант №13
Для повышения эффективности и дальности SSB-связей используют ограничение сигнала по высокой (ВЧ) или низкой (НЧ) частоте. Лучшими параметрами обладают ВЧ-ограничители, в которых обработка сигнала происходит на промежуточной частоте. Они позволяют увеличить среднюю мощность сигнала передатчика на 6...9дБ. Незначительно, на 1...2 дБ, им уступают низкочастотные ограничители (сигнал обрабатывается в микрофонном усилителе). Но в то же время изготовить и настроить НЧ ограничитель значительно проще.
На рисунках 28 и 29 предлагаются схемы НЧ ограничителей, эффективность которых значительно превосходит ранее опубликованные разработки автора. Схема на рисунке 13.1 содержит всего два каскада, первый из которых на транзисторе VT1 представляет собой логарифмирующий усилитель. В качестве логарифмирующих элементов использованы диоды VD1 и VD2, включенные встречно-параллельно в цепь отрицательной обратной связи. Применение германиевых диодов позволяет получить выходное напряжение усилителя до 200 мВ эфф., а применение кремниевых - до 600 мВ.
Рисунок 28 – Схема НЧ ограничителя на двух каскадах
На транзисторе VT2 собран эмиттерный повторитель, позволяющий подключать усилитель практически к любому смесителю. Для регулировки уровня выходного ограниченного сигнала служит резистор R4. Применение этого резистора на выходе ограничителя позволяет использовать его как бы в качестве регулятора усиления по ПЧ в режиме передачи. Резисторы R1 и R5 предотвращают самовозбуждение каскада по постоянному току. Для этого в схеме (рис. 1) подбором резистора R2* устанавливается напряжение на коллекторе VT 1, равное +6 В.
Вариант №14
Простой ограничитель речевого сигнала
В схеме по рисунку 29 такое же напряжение на коллекторах VT1 и VT2 устанавливается подбором резисторов R2 и R5 соответственно. Приведенные в статье схемы были реализованы автором в конструкциях SSB-трансиверов: прямого преобразования, с ЭМФ, с кварцевым фильтром. При использовании практически любого типа динамического микрофона ограничители показали хорошее качество получаемого SSB-сигнала и отсутствие перемодуляции при значительных изменениях уровней сигналов, подаваемых с микрофона.
Рисунок 29 – Схема НЧ ограничителя
Вариант №15
Радиомикрофон 88-108 МГц
Отличительной особенностью данной схемы является эмиттерная модуляция, осуществляемая с помощью транзистора VT3. Для лучшей компоновки в корпусе, ширина платы разработана под длину элемента типа "Корунд", но первостепенное значение в минимизации изделия имеет принцип электрического решения самой схемы.
При применении микрофона МКЭ-3 диапазон частот составляет 50...15000 Гц.
Катушка L1-бескаркасная, имеет пять витков медного посеребрянного провода диаметром 0,9 мм на оправе диаметром 7 мм. Все резисторы типа МЛТ-0,125, электролиты С1-С4, С6 и С8 типа К50-35, высокочастотные конденсаторы С5 и С8 типа КТ-1. Длину антенны 
можно уменьшить до 500 мм.
Рисунок 30 – Радиомикрофон, схема электрическая
Вариант №16
Радиомикрофон
Этот передатчик при скромных габаритах позволяет передавать информацию на расстояние до 300 метров. Прием сигнала может вестись на любой приемник УКВ ЧМ диапазона. Для питания подходит любой источник с напряжением 5...15 вольт.
Схема передатчика приведена на рисунке 31. Задающий генератор выполнен на транзисторе КП303. Частота генерации определяется эл-тами L1, C5, C3, VD2. Частотная модуляция осуществляется путем подачи модулирующего напряжения звуковой частоты на варикап VD2 типа КВ109. Рабочая точка варикапа задается напряжением, поступающим через резистор R2 со стабилизатора напряжения. Стабилизатор включает в себя генератор стабильного тока на полевом транзисторе VT1 типа КП103, стабилитрон VD1 типа КС147А и конеднсатор С2. Усилитель мощности выполнен на транзисторе VT3 типа КТ368. Режим его работы задается резистором R4. В качестве антенны используется кусок провода длиной 15...20 см.
Рисунок 31 - Радиомикрофон
Дроссели Dr1 Dr2 могут быть любые индуктивностью 10...150 uH. Катушки L1 и L2 наматываются на полистироловых караксах диаметром 5 мм с подстроечными сердечниками 100ВЧ или 50ВЧ. Количество витков - 3.5 с отводом от середины, шаг намотки 1 мм, провод ПЭВ 0.5 мм. Вместо КП303 подойдет КП302 или КП307.
Настройка заключается в установке необходимой частоты генератора конденсатором С5, получения максимальной выходной мощности путем подбора сопротивления резистора R4 и подстройке резонансной частоты контура конденсатором С10.
Вариант №17
Преобразователь напряжения
Простая и надежная схема преобразователя напряжения для управления варикапами в различных конструкциях, который вырабатывает 20 В при питании от 9 В. Выбран вариант преобразователя с умножителем напряжения, поскольку он считается самым экономичным. Кроме того, он не создает помех радиоприему. На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор импульсов, близких к прямоугольным. На диодах- VD1...VD4 и конденсаторах С2...С5 собран умножитель напряжения. Резистор R5 и стабилитроны VD5, VD6 образуют параметрический стабилизатор напряжения. Конденсатор С6 на выходе является ВЧ-фильтром. Ток потребления преобразователя зависит от напряжения питания и количества варикапов, а также от их типа. Устройство желательно заключить в экран для снижения помех от генератора. Правильно собранное устройство работает сразу и некритично к номиналам деталей.
Рисунок 32 - Схема преобразователя напряжения
Вариант №18
Блок зажигания
Как видно из принципиальной схемы блока, показанной на рисунке 33, основные ее изменения относятся к преобразователю, т.е. генератору зарядных импульсов, питающих накопитель-конденсатор С2. Упрощена цепь запуска преобразователя, выполненного, как и прежде, по схеме однотактного стабилизированного блокинг-генератора. Функции пускового и разрядного диодов (соответственно VD3 и VD9 по прежней схеме) выполняет теперь один стабилитрон VD1. Такое решение обеспечивает более надежный запуск генератора после каждого цикла искрообразования путем значительного увеличения начального смещения на эмиттерном переходе транзистора VT1. Это не снизило тем не менее общей надежности блока, поскольку режим транзистора ни по одному из параметров не превысил допустимых значений.
Изменена и цепь зарядки конденсатора задержки С1. Теперь он после зарядки накопительного конденсатора заряжается через резистор R1 и стабилитроны VD1 и V03. Таким образом, в стабилизации участвуют два стабилитрона, суммарным напряжением которых при их открывании и определяется уровень напряжения на накопительном конденсаторе С2. Некоторое увеличение напряжения на этом конденсаторе скомпенсировано соответствующим увеличением числа витков базовой обмотки II трансформатора. Средний уровень напряжения на накопительном конденсаторе уменьшен до 345...365 В, что повышает общую надежность блока и обеспечивает вместе с тем требуемую мощность искры.
Рисунок 33 - Схема блока зажигания
В разрядной цепи конденсатора С1 использован стабисторVD2, позволяющий получить такую же степень перекомпенсации при уменьшении бортового напряжения, как три-четыре обычных последовательных диода. При разрядке этого конденсатора стабилитрон VD1 открыт в прямом направлении (подобно диоду VD9 исходного блока).
Конденсатор СЗ обеспечивает увеличение длительности и мощности импульса, открывающего тринистор VS1. Это особенно необходимо при большой частоте искрообразования, когда средний уровень напряжения на конденсаторе С2 существенно снижается.
Вариант №19
Электронный регулятор
Электронный регулятор напряжения в системе автомобильного электрооборудования уже зарекомендовал себя как надежный, стабильный и долговечный узел. Ниже описан один из вариантов такого регулятора, в течение длительного времени испытанного на разных автомобилях и показавшего хорошие результаты. Особенностями регулятора являются использование триггера Шмитта в узле управления выходным транзистором и наличие температурной зависимости регулируемого напряжения. Регулятор смонтирован в корпусе реле-регулятора РР-380 и полностью его заменяет.
Первая из указанных особенностей позволила снизить мощность рассеяния на выходном транзисторе за счет большой скорости его переключения. Вторая позволяет автоматически уменьшать напряжение зарядки аккумуляторной батареи при повышении температуры в моторном отсеке. Известно, что зарядное напряжение летом должно быть ниже, чем зимой. Невыполнение этого условия приводит к кипению электролита летом и недозарядке батареи зимой.
Принципиальная схема электронного регулятора изображена на рисунке 34. Регулятор состоит из трех функциональных узлов: входного узла управления, состоящего из резистивного делителя напряжения R1-R3, стабистора VD1 и стабилитрона VD2, триггера Шмитта на транзисторах VT1.VT2 и выходного ключа на транзисторе VT3 и диоде VD4.
Рисунок 35 - Принципиальная схема электронного регулятора.
Дроссель L1 служит для снижения пульсации напряжения на входе триггера, которые ухудшают эффективность регулирования. Элементы VD1 и VD2 формируют образцовое напряжение. Подводимое к входу триггера Шмитта напряжение равно разности между регулируемой частью входного напряжения и образцовым. Благодаря температурной зависимости напряжения на стабисторе VD1 и эмиттеряом переходе транзистора VT1 происходит уменьшение образцового напряжения при повышении температуры. В результате напряжение, подводимое к аккумуляторной батарее, уменьшается примерно на 10 мВ с повышением температуры на 1°С, что и необходимо для правильной эксплуатации батареи.
Триггер Шмитта выполнен по классической схеме. Конденсатор С1 не допускает возникновения высокочастотного возбуждения этого транзистора, когда он находится в линейном режиме, и не влияет на скорость переключения триггера. Разность между порогами напряжения переключения определяется соотношением номиналов резисторов R6 и R8 и равна примерно 0,03 В
Вариант №20
Бесконтактный прерыватель
Принципиальная схема бесконтактного прерывателя показана на рисунке 36. Датчик представляет собой катушку 11, которая вместе с конденсатором СЗ входит в состав генератора, выполненного на транзисторах VT1.1, VT1.2 микросборки VT1. При вхождении зубца диска в зазор магнитопровода катушки происходит срыв колебаний генератора, так как энергия электромагнитного поля катушки расходуется на образование вихревого тока в зубце.
Рисунок 36 - Принципиальная схема бесконтактного прерывателя.
В этот момент ток коллектора транзистора VT1.1 уменьшается, вызывая увеличение напряжения на коллекторе. Триггер Шмитта, выполненный на транзисторах VT2, VT3, формирует сигнал с крутыми фронтом и спадом. Транзистор VT4 работает в режиме переключения.
Вхождение зуба переключающего диска в зазор датчика соответствует моменту замыкания контактов прерывателя. Эквивалентный угол замкнутого состояния контактов определяется в основном угловой шириной зубца диска; этот угол выбран равным 50°. Небольшая погрешность в определении угла замкнутого состояния контактов обусловлена гистерезисом триггера Шмитта.
Температурная стабилизация генератора обеспечена отрицательной обратной связью по постоянному току через резистор R2, включенный в цепь эмиттера транзистора VT1.1, диодной термокомпенсацией (диодное включение транзистора VT1.2) и применением согласованной пары транзисторов, размещенных на одном кристалле. Ток через эмит-терный переход транзистора VT1.2 вы бран небольшим, около 1,5 мА. Благодаря этим мерам стабильность режима генератора сохраняется в температурном интервале -48...+90°С.
Вариант№21
Автомобильный радиосторож
В связи с ростом числа автомобилей и отдаленностью гаражей от квартир, актуальным стал вопрос охраны машин в ночное время во дворах домов. Если угнать автомобиль довольно сложно, то снять эмблему, вытащить магнитолу или аккумулятор не составляет большого труда. Большинство противоугонных устройств усложняют только запуск мотора автомобиля, но не защищают от хищения содержимого.
Есть устройства, срабатывающие на качание, исполнительным узлом которых является сирена или автомобильный сигнал. В ночное время они будят не только хозяина, но и соседей. Отключение аккумулятора полностью выводит такие устройства из строя.
От всех перечисленных недостатков свободен предлагаемый радиосторож.
Рассмотрим его работу.
Рисунок 37 – Автомобильный радиосторож, схема электрическая
Радиосторож состоит из высокочастотного генератора, модулятора и датчика качания. В дежурном режиме датчик качания разомкнут, и питание подается только на генератор. Приемник, находящийся в квартире, настраивается на несущую частоту генератора по пропаданию шумов в громкоговорителе.
Таким образом, даже при отключении аккумуляторе срабатывание радиосторожа определяется по резком) возрастанию шумов, и это также является признаком исправности линии "машина - квартира".
Вариант №22
Передатчик видеосигнала
Передатчик предназначен для амплитудно-частотной модуляции видеосигнла с видеоаппаратуры (видеокамер, тюнеров, магнитофонов, персональных компьютеров и т.д.) на телевизионный приемник. Предатчик подключают непосредственно к видеоаппарату, что исключает необходимость иметь видеовход на телевизионном приемнике.
Совместив такой передатчик с бескорпусной видеокамерой, нетрудно получить установку для бесппроводного наблюдения, а для экономичной работы батарей питания рекомендуется совместить это устройство с инфракрасным детектором присутствия, серийно выпускающимся многими зарубежными фирмами и стоящим относительно недорого, например детектором "REFLEX" фирмы "TEXECOM:" способным улавливать постороннее вмешательство, устойчив на ложное срабатывание, электромагнитное и радиочастотное излучение.
Рисунок 38 - Электрическая схема видеопередатчика
Дополнив схему видеопередатчика усилителем высокой частоты, выполненном на одном транзисторе типа КТ325, можно увеличить выходную мощность передатчика, и соответственно дальность беспроводной связи с телевизионным тюнером.
Принципиальная схема передатчика содержит один транзистор VT1 типа КТ603Г
Предатчик настраивают на частоту одного из свободных от телевизионного вещания каналов (например, 1...5 канал). Подстройка осуществляется с помощью подстроечного конденсатора С4, которым добиваются захвата немодулированного сигнала. Точная настройка передатчика производится резистором R1.
Сигнал от видеоприбора подается на вход передатчика в цепь эммитера транзистора через резистор R6 и конденсатор С9.
Промодулированный видеосигнал с коллектора поступает на колебательный контур L1C4 в антенну.
Ток в точке А подбирается в пределах 30...35 мА. Правильно собранный передатчик работает сразу. В случае отсутствия генерации необходимо проверить напряжение на эммитере транзистора VT1, причем напряжение на нем должно отличаться от напряжения на базе на 1...2 В в большую сторону. Передатчик следует питать от стабилизированного источника питания. Антанна должна иметь жесткую конструкцию, например типа телескопической. Вместо транзистора КТ603 можно использовать КТ608Б или другой, с подходящими параметрами. Передатчик желательно поместить в экран с целью уменьшения помех.
