Розробка металошукача з виводом інформації на рідкокристалічний дисплей

Глибинний металошукач – призначений для пошуку великих глибинних цілей, таких як скриню з золотом. Має дві рознесені один від одного котушки, або одну велику рамку з котушкою. Заснований на принципі «прийом-передача». Відмінною особливістю даного металошукача є те, що він реагує не тільки на метали, а й на будь-які зміни в глибині ґрунту (переходи від одного ґрунту до іншого, старі фундаменти будівель і тд.). Глибина виявлення об’єктів від 50 см до 3 метрів.

Доглядовий металошукач – ручний металошукач, який призначений для служб безпеки. Слугує для виявлення на тілі людини металевих предметів (пістолетів, ножів). Дальність виявлення у такого металошукача складає до 25 см.

Арочний (рамочний) металошукач – доглядовий металошукач, використовується для контролю великих потоків людей, наприклад в метро, на вокзалах. Являє собою рамку, через яку проходить людина.

Магнітометр – призначений для пошуку феромагнітних предметів (наприклад залізо). Даний вид металошукачів найкомпактніший і самий чутливий, оскільки пошукова голівка може поміститися на долоні.

 

 

 

Структурна схема пристрою зображена на рис. 2. 1. Пристрій складається з таких блоків: пошукова котушка, пошуковий генератор, еталонний генератор, змішувач, фільтр, перетворювач частоті до напруги, АЦП, рідкокристалічний дисплей. Коли металевий предмет потрапляє у радіус скандувальної котушки, що складається із котушки індуктивності діаметром 16 см із 80 витків дротом 0, 3 мм то одразу змінюється сигнал у пошукового генератора. Потім, за допомогою змішувача частота пошукового генератора зрівнюється з частотою еталонного генератора. З вихіда змішувача сигнал, за допомогою фільтра фільтрується і потрапляє на перетворювач з частоти до напруги. Потім сигнал йде на АЦП і виводиться на РКІ.

 

 

 

Більшість різноманітних металевих предметів, монет, ювелірних виробів, які лежать в ґрунті на глибині від 10 сантиметрів до 1 метра можна з легкістю знайти за допомогою металошукача.

Тому, пропонується проста схема металошукача.

 

 

Де видно, основний принцип діяльності металошукача, що заснований на видозміненні індуктивності котушки, під час внесення в її магнітне поле, випромінюване металевим предметом. В результаті зміна індуктивності призводить до зміни частоти скануючого генератора. Потім з допомогою змішувача частота скануючого генератора зрівнюється з частотою генератора еталонного. З виходу змішувача сигнал фільтрується і надходить на звуковий підсилювач і далі на навушники.

Провід, з’єднує котушку і плату – двожильний, екранований, довжиною приблизно один метр. Конденсатори C3, C2, C1 повинні бути з потенційно температурним меншим коефіцієнтом.

Пошуковий генератор складений із елементів R1, DD1. 1, C2, C1, і скануючої котушки R1, яка з’єднана з генератором завдяки екрануючому кабелю. Її індуктивність під час внесення в магнітне поле L1 метала, змінюється і тому змінюється частота генератора.

Еталонний генератор складається із елементів C3, DD1. 4, DD1. 3, R6, R5, R4. Цьому генератору потребується робити приблизно на тій же частоті, що і пошуковий генератор.

Обидва генератора подають сигнали на змішувач, котрий зібраний на компоненті D1. 2. Це логічний базовий компонент 2ИЛИ-НЕ, на виході у нього може бути висока степінь, лише у випадку, якщо на обох входах наявні низькі рівні. Сигнал з виходу змішувача відходить на фільтр, який зібраний на C4, R3. Фільтром не пропускається складову високочастотну сигналу.

Результатом роботи фільтра і змішувача є сигнал низькочастотний. Він підсилюється VT1 і відходить на перетворювач частоти до напруги, далі на АЦП і РКІ.

Резистор R2 призначається для монтажу гучності. Звуковий підсилювач заживлен прямо від батарейки, а від стабілізатора напруги DA1 – мікросхема DD1.

 

 

Призначення АЦП КР572ПВ5 – перетворення напруги аналогового сигналу в цифрову форму для наступного відображення рівня сигналу цифровим індикатором. Прилад розрахований на спільну роботу з рідкокристалічним чотирирозрядним цифровим індикатором. Мікросхему КР572ПВ5 виготовляють за технологією КМОП.

Перетворювач (рис. 2. 3) складається з аналогової та цифровий частин. Аналогова містить електронні вимикачі S1-S11, буферний ОП DA1, що працює у режимі повторювача, інтегратор на ОП DA2, а також компаратор DA3. У цифрову частину входять генератор G1, логічний пристрій DD1, лічильник імпульсів DD2, регістр пам'яті з вихідним дешифратором DD3.

 

 

У перетворювачі використано принцип подвійного інтегрування, відповідно до якого спочатку виряджений інтегруючий конденсатор Синт заряджають певний час струмом, пропорційним вимірюваній напрузі, а потім розряджають певним струмом до нуля. Час, протягом якого відбувається розрядка конденсатора, буде пропорційним вимірюваній напрузі. Цей час вимірюють за допомогою лічильника імпульсів; з його виходу сигнали подають на індикатор.

На вхід перетворювача (виводи 30 і 31) подають вимірювана напруга Uвх, а на виводи 36 і 35 – зразкове Uобр. Цикл виміру (рисунок 4. 2) складається із трьох етапів – інтегрування сигналу, тобто зарядки інтегруючого конденсатора (ЗІК), розрядки інтегруючого конденсатора (РІК) і автоматичної корекції нуля (АКН). Кожному етапу відповідає певна комутація елементів перетворювача, виконувана вимикачами S1-S11 на