Структурна схема металошукача показана на рис.1. При впливі металевих предметів на пошукову котушку ПК відбувається підвищення частоти пошукового генератора ПГ. Змінюється по частоті сигнал ПГ посилюється підсилювачем УС. Посилений сигнал надходить на кварцовий фільтр КФ. При збігу частоти ПГ з резонансною частотою КФ (відсутність металу близько ПК) сигнал проходить до амплітудному детектору АТ, перетворюється в постійну складову, яка формує в формирователе імпульсів ФІ імпульс лог. «1». Лог. «1» діє на систему сигналізації СС, і звуковий сигнал не виробляється. При появі в зоні пошукової котушки ПК металевих предметів генератор ПГ змінює частоту, в результаті чого на вході СС з'являється лог. «0», і сигналізація починає працювати до тих пір, поки в зоні ПК знаходяться металеві предмети. Всі необхідні елементи схеми живляться від стабілізатора напруги СН. Струм пристроєм - до 8,5 мА.
Принципова схема показана на рис.2. Пошуковий генератор виконаний за схемою ємнісний трехточка із загальною базою на транзисторі VT1, навантаженням якого є котушка L1 і вхідні ланцюг C5R3 підсилювача сигналу, виконаного за схемою емітерного повторювача на транзисторі VT2. Посилений сигнал з резистора R5 надходить на кварцовий фільтр ZQ1. Сигнал пошукового генератора частотою рівною резонансній частоті кварцового фільтру надходить на амплітудний детектор, виконаний на діодах VD1 і VD2. Продетектірованний сигнал у вигляді постійної складової подається на базу транзистора VT3 - ФМ. Через резистор R7 протікає струм, створюючи на ньому падіння напруги, і формує лог. «1» на вході 1 DD1.1. У той же час на вхід 2 DD1.1 подається лог. «1» з виходу 4 DD1.2. У цей момент одновибратор, виконаний на елементах DD1.1 і DD1.2, закритий і на виході 3 DD1.1 присутній лог. «0».
Мультивибратор, виконаний на елементах DD1.3 і DD1.4.B цей момент не працює разом з випромінювачем BQ1. При наближенні пошукової котушки L1 до металевого предмету частота ПГ збільшується незалежно від «кольору» металу. Сигнал ПГ з підвищеною частотою виходить за межі кордону пропускання кварцового фільтру ZQ1. Відсутність сигналу на виході ZQ1 призводить до замикання ФМ, і на 1 DD1.1 одновібратора з'являється лог. «0». Одновібратор DD1.1 і DD1.2 спрацьовує, і на його виході 3 DD1.1 з'являється лог. «1», що, в свою чергу, запускає мультивібратор DD1.3 і DD1.4. Випромінювач BQ1 починає випромінювати сигнал звукової частоти. При короткочасному зникненні сигналу після кварцового фільтру (швидке пересування ПК) тривалість роботи випромінювача BQ1 буде залежати від величини ємності конденсатора С10. У пропонованому пристрої сигналізація працює миттєво і з «пам'яттю». Для погано чують людей можна встановити світлодіод VD3, підключений на схемі пунктирними лініями. При цьому струм споживання пристрою збільшиться. Стабілізатор напруги DA1 спрощує схему стабілізації напруги в цілях схеми пристрою.
Деталі. Всі резистори типу МЛТ 0,125 Вт. Конденсатор настройки С1 типу 1КПВМ або іншого типу з повітряним діелектриком. При відсутності таких можна застосувати малогабаритний конденсатор змінної ємності з твердим діелектриком від кишенькових радіоприймачів ємністю до 50 пф. Якщо немає і такого конденсатора, можна застосувати конденсатор більшої ємності, включивши з ним послідовно конденсатор постійної ємності необхідної величини. Конденсатори контуру С2-С4 бажано застосувати з негативною групою ТКЕ, наприклад М47-М750. Можна спробувати змішати групи М і ПМО. Конденсатор С2 можна взяти зі схеми контурів малогабаритних радіоприймачів.
Після настройки всього пристрою і підгонки кількості витків пошукової котушки, її вкладають в ПХВ трубку відповідного діаметру, розрізану з одного боку по всій довжині в одній площині. Довжина трубки повинна перевищувати довжину окружності котушки на 5 мм, з'єднується кінцями на котушці внахлест. Кабель з'єднання котушки
виводити в місці стиковки ПХВ трубки. Надалі на цьому місці буде зазор між екрануючим покриттям. Прагніть укластися в розмір, стикування трубки і виведення кабелю, в 5. 10 мм. Покладену в трубку котушку розташувати на рівній поверхні розрізом вгору. Під низ підстеліть газету. Послідовно растопирівая розріз трубки за допомогою викрутки, простір, в якому знаходиться котушка, заливайте приготованим епоксидним клеєм. Місця витріщення або розбіжності стінок трубки необхідно скріпити нитками. Краще вибирати ПХВ трубку, що зберігалася в круглих рулонах потрібного діаметру. Після розрізу такої трубки менше будуть розходитися її стінки.
Після полімеризації епоксидного клею (через добу) котушку необхідно підчистити від патьоків, прибрати нитки зробити поверхню гладкою. На гладку поверхню котушки намотується екранує шар з мідної або латунної фольги шириною 8. 10 мм завтовшки 0,05. 0,1 мм. Призначення його -ліквідіровать ємкісне вплив землі та інших предметів на параметри пошукової котушки. Починати намотування екрануючого шару необхідно з місця стикування ПХВ трубки і закінчувати намотування з іншого кінця стикування ПХВ трубки. Зазор між початком і кінцем екрануючого шару може становити 5. 20 мм. Ні в якому разі не можна поєднувати початок і кінець екрануючого шару, так як вийде короткозамкнений виток. Один з кінців екрануючого шару з'єднується з виводом котушки і екрануючим шаром з'єднувального кабелю. Екранує шар котушки L1 по внутрішньому периметру пропаивают по всій довжині шириною пайки 5. 10 мм.
- ненадійний і недовговічний контакт екрануючого шару з проводом вивідного кабелю через неможливість пайки алюмінію в домашніх умовах;
- контакт між витками з алюмінієвої фольги екрануючого шару непостійний, тому параметри пошукової котушки змінюються.
Для усунення вищевказаних недоліків екранована котушка була поміщена в розрізану ПХВ трубку і залита епоксидним клеєм. Готова котушка кріпиться до текстолітової пластині форми півмісяця за допомогою товстих ниток, пропущених через отвори, просвердлені в пластині в місцях прилягання котушки. Місця прилягання котушки до текстолітової пластині і бандажі кріплення з ниток промазиваются епоксидним клеєм. Пластина з котушкою кріпиться до штанги зігнутої на кінці за формою «ключки» посередині за допомогою хомута, виготовленого з листа латуні, стали, алюмінію шириною 30 мм і товщиною 0,5. 1 мм. Хомут по периметру стягується двома болтами М3. Розігнуті лапи хомута кріпляться до текстолітової пластині котушки за допомогою 2-х, 4-х болтів М3. Кабель котушки пропускається всередину штанги і через отвір з'єднується з електронним блоком. Батарея «Крона» розташована під електронним блоком і закріплена за допомогою прямокутного хомута. Металошукач разом з батареєю «Крона» важить 300 г.
Налагодження. Підключіть пристрій до джерела живлення напругою 9 В через міліамперметр. Міліамперметр повинен показати струм 8мА. Випромінювач BQ1 повинен випромінювати НЧ сигнал. Підгонкою резистора R9 добийтеся максимальної гучності. Для відключення сигналізації необхідно відключити висновок 1 DD1.1 від схеми або резистор R7. Замість конденсатора С2 підключіть конденсатор змінної ємності 0. 500 пФ. Краще для налагодження застосувати здвоєний конденсатор 2x500 пФ з повітряним діелектриком. «Незакінчену» пошукову котушку підключіть в схему через сполучний кабель певної довжини. Підключіть осцилограф до емітером VT2. На екрані повинна з'явитися ВЧ складова з рівнем близько 3 В. Підключіть цифровий частотомір до емітера VT2 і визначте частоту пошукового генератора. Змінний конденсатор С1 встановіть в середнє положення.
За допомогою налагоджувального конденсатора встановіть частоту пошукового генератора рівною частоті кварцового резонатора ZQ1. Якщо частота пошукового генератора вище і налагоджувальних конденсатором неможливо її знизити, підключіть паралельно налагоджувальному конденсатору другу секцію цього конденсатора. Якщо ця операція не допомогла знизити частоту ПГ до резонансної КФ, то необхідно домотать кілька витків ПК. Якщо, навпаки, частота ПГ низька і налагоджувальних конденсатором не вдається її підвищити, то необхідно відмотати від ПК кілька витків. Після порівняння частот ПГ і КФ підключіть осцилограф на вихід КФ в точці з'єднання VD1 і VD2. Повзунок резистора R5 встановіть верхнє положення. При справному ZQ1 і підстроювання ПГ на екрані осцилографа повинна з'явиться картинка ВЧ складової. При підключеному резисторі R7 на емітер VT3 повинна з'явиться лог. «1», тобто напруга 2,4. 5,7 В. При підключеної СС випромінювач повинен мовчати. Кількість витків ПК має бути підібрано таким, щоб ємність конденсатора С2 дорівнювала приблизно 50 пФ.
При подальшій доробці ПК, тобто нанесенні екрануючого шару, заливки епоксидною смолою, кріпленні до штанги, індуктивність котушки зменшиться. Для цього перед повним завершенням виготовлення ПК додайте ще 2-4 витка. Після завершення виготовлення ПК необхідно знову зробити повторну наладку і визначити величину ємності С2 за допомогою вимірника ємності. При відсутності перерахованих вище приладів наявність генерації ПГ можна визначити за постійною складовою на R5 шляхом відключення і підключення конденсатора С3. Наявність збігу частоти ПГ з КФ можна визначити за постійною складовою на R7 і роботою СС. Визначити величину ємності конденсатора С2 можна дослідним шляхом за матеріальним становищем ротора налагоджувального конденсатора.
При остаточній налагодження необхідно ПГ налаштувати на резонансну частоту з КФ за допомогою конденсатора С1 до припинення звучання випромінювача. При цьому ємність конденсатора С2 повинна бути такою, щоб резонанс частот наступав при середньому положенні конденсатора настройки С1. Повзунок резистора R5 повертаємо «вниз» до кінця, при цьому повинна спрацювати сигналізація. Повертаємо повзунок R5 назад до зникнення сигналу сигналізації і ще на пару градусів. Для остаточної настройки після повного складання в корпусі пристрою необхідно просвердлити отвір для підстроювання резистора R5.
Необхідно запам'ятати, що максимальна чутливість металошукача буде при частоті ПГ, що знаходиться на краю верхньої смуги пропускання КФ. При появі металевих предметів в області ПК, частота змінюється «вгору» на одиниці, десятки герц в залежності від величини пошукових предметів і відстані від них ПК. При налаштуванні ПГ на нижню смугу пропускання КФ, вплив металевих предметів на ПК приведе до перебудови ПГ на середню смугу пропускання КФ, що не викличе спрацьовування СС. На підставі вищевикладеного краще в пристрої мати дрейф частоти «вгору», що автоматично збільшує чутливість до спрацьовування сигналізації, ніж дрейф «вниз», що знижує чутливість на тривалий час. Тому в контурі ПГ краще застосовувати конденсатори з негативним ТКЕ або разом з негативним і позитивним ТКЕ.
Б.М. Дубінін, м.Новояворівськ, Львівська обл.