Микросхема к561ла7 и автоматика насосной станции на ней своими руками для частного дома

Конструкция металлоискателя

Конструктивно я решил делать металлоискатель складным и компактным

Чтобы он влезал в обычный пакет, дабы не привлекать внимание «нормальных» людей. Иначе, добираясь до места поиска, выглядешь как «инопланетянен», или собиратель металлолома

Для этой цели я купил в магазине самое маленькое (двухметровое пятиколенное) телескопическое удилище. Оставил три колена. Получилась довольно компактное складное основание, на котором я и собрал свой металлоискатель.

Весь электронный блок был собран в уже полюбившимся мною пластиковом коробе для проводки 60х40. Из его пластмассы так же была сделана торцевая заглушка, перегородка отсека питания и крышка отсека питания .Части склеивались суперклеем и садились на болты М3. Крепление электронного блока металлоискателя к удилищу выполнено в виде металлической скобы, которая вставляется на место рыболовной катушки с леской и фиксируется штатной гайкой удилища. Получилась отличная легкая и прочная конструкция. Наружу блока выведена кнопка питания, гнездо подключения катушки (пятиконтактное гнездо от «дедушкиного» магнитофона), регулятор частоты и гнездо под джек для наушников.

Печатная плата металлоискателя изготавливалась по месту разводкой дорожек водостойким маркером. По этому, к сожалению, печатку предоставить не могу. Монтаж поверхностный навесной — без отверстий – «ленивый» — мой любимый

Так же важно после сборки платы покрыть её любым лаком для защиты от влаги и мусора. При полевых условиях это очень важно

Я, к примеру, потерял один день из за того, что во внутрь под микросхему попал какой-то мусор. Металлоискатель просто перестал работать. И мне пришлось возвращаться домой, разбирать его, продувать и вскрывать плату лаком.

Принципиальная схема

Принципиальная схема самодельного металлоискателя на принципе биений изображена на рисунке 1.

Поисковый генератор собран по так называемой схеме «емкостной трехточки» на логических элементах DD1.1, DD1.2 ИМС К561ЛА7. Его колебательный контур образован:

поисковой катушкой L1;
конденсаторами С2—С4;
варикапом VD1, управляющее напряжение на который поступает с потенциометра R2, выполняющего функцию органа настройки на низкую частоту биений.

В схему дополнительно введен транзистор VT1. Его предназначение — обеспечить термокомпенсацию варикапа VD1. Если же изготавливаемому металлоискателю суждено работать в благоприятных условиях, при небольших колебаниях температуры окружающей среды, то VT1 можно исключить из данного устройства.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного металлоискателя с повышенной чуствительностью, работающего на принципе биений.

Опорный генератор реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ микросхемы DD2 (K561ЛA9). Частота стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц).

И у перестраиваемого, и у опорного генераторов имеется по буферному каскаду (логический элемент DD1.3 и, соответственно, DD2.3), работающему на смеситель DD1.4. Выделяемый в смесителе сигнал разностной частоты поступает на усилитель (транзистор VT2) с эмиттерным повторителем (ѴТЗ).

Звуковым индикатором обнаружения металла в грунте служит микротелефонный капсюль BF1 от слухового аппарата.

Стабилизатор напряжения DA1 на 5 В обеспечивает «электронику» питанием, а полупроводниковый диод VD2 защищает от ошибочной полярности при подключении батареи.

Простой импульсный металлоискатель «ПИРАТ»

Импульсный металлоискатель своими руками

Pirat — расшифровывается так: PI — означает металлодетектор импульсный, а RAT — сайт автора: «radioscot». Данный металлоискатель завоевал славу простого и не дорогого прибора, малое количество доступных не дефицитных деталей, при правильной сборке и исправных деталей прибор работает сразу, практически без настроек.

Если сравнивать с также простой схемой металлоискателя на биениях частоты, то здесь глубина обнаружения металла на порядок лучше. Дискриминации в данном типе металлоискателя нет, цветной и чёрный металлы реагируют практически одинаково. Но при определённых навыках можно понять, какая цель находится под датчиком. Сборка и настройка данного металлоискателя намного проще, чем рассматриваемого ранее импульсного металлоискателя «VINTIK-PI».

Схема металлоискателя «ПИРАТ»

Есть много различных вариантов схем металлоискателя ПИРАТ и доработок к ним.

Вариант: генератор на NE555, а приемник на TL072

с регулировкой частоты генератора:

Печатная плата металлоискателя ПИРАТ

Существуют также много различных вариантов ПП, ниже несколько вариантов.

Вариант: генератор на NE555, приёмник на TL072

Описание схемы

Схема металлоискателя состоит из двух основных узлов: передающего и приемного.

Передающий узел состоит из генератора импульсов на микросхеме КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) и мощного ключа на полевом транзисторе КП505А (зарубежный аналог IRF740, IRF840). Можно поставить биполярный транзистор обратной проводимости с напряжением К-Э не менее 200В. Его можно взять из энергосберегающей лампы или зарядного устройства от мобильного телефона. Для раскачки мощного ключа используется транзистор ВС557.

Приемный узел собран на микросхеме К157УД2 (можно собрать зарубежной мс TL072), по входу приёмника стоят встречно-параллельно ограничивающие диоды, на входе второго каскада приемника стоит фильтр, вырезающий нужную часть импульсов, на выходе второго каскада стоит транзисторе ВС547, в его коллекторной цепи подключен динамик 8-50 Ом. В место Т3 можно применять практически любой транзистор структуры NPN.

Универсальный детектор проводки

Можно сделать универсальный индикатор скрытой проводки своими руками, при условии, что есть некоторые навыки в составлении радиосхем.

Искатель содержит два независимых блока: искателя скрытой проводки под напряжением и металлодетектора. Это позволяет обнаруживать электропроводку, когда она проложена в стальных рукавах или отсутствует напряжение в сети. Дополнительно детектор ищет и находит старую обесточенную проводку, арматуру, гвозди и другие металлические предметы.

Основу детектора составляют два операционных усилителя КР140УД1208. Блок искателя скрытой проводки представляет собой практически то же, что и предыдущий прибор только без звукового оповещения.

Блок металлоискателя работает следующим образом.

На транзисторе КТ315 собран высокочастотный генератор, который с помощью переменного сопротивления R6 вводится в режим возбуждения. Выходной сигнал генератора выпрямляется диодом КД522 и переводит собранный на операционном усилителе КР140УД1208ОУ компаратор в состояние, когда генератор звуковых сигналов, собранный на цифровой микросхеме К561ЛЕ5 находится в режиме ожидания, а светодиод гаснет.

Вращением переменного сопротивления R6 изменяется режим работы транзистора КТ315 таким образом, чтобы он находился на пороге генерации. Контроль состояния осуществляется с помощью светового индикатора и генератора звукового сигнала. Они должны отключиться. Для обнаружения скрытой проводки нужно поднести прибор к стене, при сближении антенны (катушек индуктивности L1, L2) с металлом, магнитное поле меняется, происходит срыв генерации, компаратор запускается, светодиод загорается. Пьезоизлучатель начинает издавать звук с частотой 1 КГц.

Изготовление датчика

Схемы металлоискателей для разных устройств полностью отличаются друг от друга. Однако качественно собранный датчик может использоваться как универсальный для различных металлоискателей, работающих по одному принципу работы.

Для обмотки датчика используем лакированный провод ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,5 – 0,7 мм, который без проблем можно найти в магазине или старых кинескопных телевизорах и мониторах (рис. 2).

При диаметре катушки 20 см наматываем 100 витков провода. При других диаметрах изменяем количество витков, рассчитывая, что при 25 и 15 см диаметра наматывается 80 и 120 витков соответственно. После выполнения обмотки плотно обматываем ее изолентой, оставляя с запасом начало и конец провода.

Изготавливаем экран Фарадея, чтобы исключить различные помехи в катушке и микроконтроллерах. Необходимо обмотать катушку поверх изоленты пищевой фольгой. В конце обмотки фольгу не соединяем и оставляем разрыв в 2-3 см. Поверх фольги наматываем вразброс немного неизолированного провода маленького сечения (рис. 3).

В нескольких местах можно выполнить пайку провода и фольги. Все это снова обматываем изолентой.

После произведенных действий у нас должна получиться изолированная катушка с двумя вывода обмотки и выводом экрана. Соединяем их с экранированным кабелем от видео или аудиоаппаратуры. Экран кабеля соединяем с проводом от фольги, а жилы кабеля с проводами от катушки. Все это пропаиваем и надежно изолируем изолентой. На конце кабеля приделываем штекер с качественными контактами. Лучший вариант, если они позолоченные или серебряные. Штекер можно найти в кабелях для различной аппаратуры, там же берем и разъем.

Остается сделать корпус для катушки. Можно использовать два круглых диска из диэлектрического материала – фанеры, толстого картона или пластика. Между дисками помещаем обмотку. Затем пластмассовыми креплениями, которые можно приобрести в сантехническом магазине, плотно скрепляем эти два диска. Для поиска в водной среде можно герметизировать датчик эпоксидной смолой или специальными герметиками.

На верхнем диске прикручиваем или приклеиваем ушки из пластика или другого диэлектрического материала. Они понадобятся для крепления к штанге (рис. 4).

Монтаж схемы управления

Электрическая схема состоит из микросхемы K561ЛА7, ее обвязки для регулировки, усилителя, питания и динамика. Микросхема имеет 4 логических элемента. Двое из них создают нужную частоту, третий играет роль поисковой части. Конечный логический элемент сравнивает обе частоты и при разных значениях выдает положительный сигнал на усилитель, который подает усиленный сигнал на динамик.

Схема металлоискателя на микросхеме, описанной выше, изображена на рисунке 8.

Собирать электрические принципиальные схемы очень удобно на макетной плате с отверстиями (рис.9). Или изготавливаем самодельную печатную плату, изображенную на рисунке 10. Изготовить плату можно лазерно-утюжным методом или обычным рисованием. Травлю производим любым известным способом.

Производим пайку деталей и припаиваем проводками все выносные детали – регуляторы, разъем для наушников, датчика и батарейки.

После сборки схемы, закрепляем ее в корпусе. Туда же помещаем батарейку. В качестве корпуса подойдет пластмассовая, монтажная, самодельная из дерева и другие коробки на ваш выбор (рис. 11).

Для трех регуляторов и разъема датчика необходимо проделать соответствующие размерам отверстия. Можно последовательно батарейке добавить выключатель и так же вынести его на корпус. Необходимо предусмотреть маленькие отверстия для динамика, или, в случае с наушниками, плотно закрепить разъем.

Главным условием при сборке корпуса является доступность, например для смены батареи, и, в то же время, герметичность – от внезапного дождя. Можно закрепить красивые колпачки на регуляторы, разукрасить коробку и подписать регуляторы с выключателем.

Схемы

Собирать металлоискатель Пират можно с использованием различных микросхем, а также транзисторов. От выбора электронного компонента будет зависеть проникающая способность катушки, ширина обнаружения, а также величина частоты и скорости приема сигнала. Также новичку будет удобнее использовать транзисторы, так как их легко найти в старой аппаратуре. Далее более подробно о разновидностях схем устройства.

NE555

Выбирая схему металлоискателя Пират на микросхеме NE555 стоит учитывать, что этот компонент будет выступать в роли усилителя частоты для передатчика прибора. Приемник для такой схемы может быть собран на микросхеме К157УД2.

Такой принцип поможет усилить сигнал от передатчика, а также намного снизить помехи при использовании катушки более широкого диаметра.

TL072

Металлоискатель Пират можно собрать на микросхеме TL072. Этот компонент станет основой приемника устройства. Таких элементов понадобится 2. В схеме с этим элементом будет использована микросхема NE555, как основа для передатчика. Такая подборка не влияет на качество проникающей способности, но значительно стабилизирует рабочую частоту, выравнивает тональность сигнала, значительно снижает помехи.

Это особенно важно при взаимодействии с крупными и многочисленными намагничиваемыми предметами, залегающими в сырой почве на разной глубине

Транзисторы

Схема металлоискателя Gират на транзисторах значительно проще. Ее выбирают в случае, если трудно найти ранее описанные микросхемы. В подобной схеме, транзисторы выступают основой для частотного генератора и приемника. Главный недостаток использования этих элементов заключается в сложности последующей настройки. Транзисторы обладают очень узкой возможностью для увеличения параметров частот, посылаемых генератором сигналов. Также этот параметр будет трудно подстроить под принимающей узел будущего устройства. Для тонких настроек и корректировки понадобится осциллограф. Основным плюсом выбранной схемы является ее большая устойчивость к перегреву переменных резисторов.

Более дорогие и сложные микросхемы приходят в негодность при возникновении высокой температуры из-за наличия в устройстве резисторов с высоким сопротивлением.

К561LA7

Последняя схема предполагает в своей основе микросхему К561LA7. Этот элемент делиться на 4 сектора:

2 сектора используются в качестве частотного генератора. Именно такой принцип позволяет получать высокий сигнал и сохранять его при увеличении диаметра катушки на 3–5 сантиметров.
Сектор 3 отвечает за прием отраженного сигнала от металлического предмета в почве. Также намного увеличивается частота реакции на намагничиваемые предметы и драгоценные металлы. Дискриминация не является высокой, но при определенном опыте эксплуатации можно научится определять металл по звуку.
Сектор 4 является фильтром сигналов. Он сопоставляет уровень отправленного и принятого импульса, передает на усилитель конечную частотную тональность. Этот сектор очень важен при наличии в земле предметов, размером не превышающих диаметр монеты.

Данная схема очень хорошо подходит для последующих настроек. Наличие встроенного фильтра может значительно повысить возможность обнаружения золота, среди намагничиваемых элементов в почве.

Изготовление датчика

В нескольких местах можно выполнить пайку провода и фольги. Все это снова обматываем изолентой.

Логика работы К561ЛА7

Рассмотрим логику работы элемента микросхемы . Если на оба входа элемента подать напряжение высокого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 будут находиться в открытом состоянии, а VT3 и VT4 в закрытом. Таким образом, на выходе Q будет напряжение низкого уровня. Если на любой из входов подать напряжение низкого уровня, то один из транзисторов VT1, VT2 будет закрыт, а один из VT3, VT4 открыт. Это установит напряжение высокого уровня на выходе Q. Такой же результат, естественно, будет если на оба входа микросхемы К561ЛА7 будет подано напряжение низкого уровня. Девиз логического элемента И-НЕ — ноль на любом входе даёт единицу на выходе.

Вход	Выход Q
A	B
H	H	B
H	B	B
B	H	B
B	B	H

Таблица истинности микросхемы К561ЛА7

Цоколёвка микросхемы К561ЛА7

Детали самодельного металлоискателя:

Микросхемы; К176ЛА7, К176ЛА9
Кварцевый резонатор; 1 МГц
Варикап; Д901Е
Резисторы; 150к-3шт., 30к-1шт.
Резистор переменного сопротивления; 10к-1шт.
Конденсатор электролитический;50Мкф/15 вольт
Конденсаторы; 0.047-2шт., 100-4шт., 0,022, 4700, 390

Большинство деталей расположены на печатной плате:

Всё устройство я разместил в обычной мыльнице, экранировав от помех алюминиевой фольгой, которую соединил с общим проводом:

Так как для кварца не предусмотрено место на печатной плате, то он располагается отдельно. Гнездо под наушники и регулятор частоты для удобства я вывел с торца мыльницы:

Весь блок металлодетектора при помощи двух хомутиков разместил на отрезке лыжной палки:

Осталась самая ответственная часть: изготовить поисковую катушку.

Катушка для металлоискателя

От качества изготовления катушки будет зависеть чувствительность устройства, стойкость к ложным срабатываниям, так называемым фонтонам. Хотелось бы сразу заметить, что от размера катушки напрямую зависит глубина обнаружения предмета. Так, чем больше диаметр, тем глубже прибор сможет обнаружить цель, но размер этой цели также должен быть больше, например, канализационный люк (маленький предмет с большой катушкой металлоискатель просто не увидит). И наоборот, катушка маленького диаметра способна обнаружить маленький предмет, но находящийся не очень глубоко ( например, маленькая монета или кольцо).

Поэтому я сначала намотал катушку среднего размера, так сказать, универсальную. Забегая вперёд, хочу сказать, что металлоискатель задумывался на все случаи жизни, то есть катушки должны быть разного диаметра и их можно менять. Чтобы быстро сменить катушку, я поставил на штангу разъём, который выдернул из старого лампового телевизора:

Ответную часть разъёма я закрепил на катушке:

В качестве каркаса для будущей катушки я использовал пластмассовый ковш, который был куплен в хозяйственном магазине. Диаметр ковша следует подобрать приблизительно равным 200 мм. От ковша следует отрезать часть ручки и днища так, чтобы остался пластмассовый ободок, на который следует намотать 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,27 миллиметров. На часть оставшейся ручки следует закрепить разъем. Получившуюся катушку изолируем при помощи изоленты в один слой. Затем нам нужно эту катушку заэкранировать от помех. Для этого нам понадобится алюминиевая фольга в виде полосы, которой мы обмотаем сверху так, чтобы концы получившегося экрана не замкнулись и расстояние между ними было приблизительно 20 миллиметров. Получившийся экран следует соединить с общим проводом. Сверху я также обмотал изолентой. Конечно, можно все это пропитать эпоксидным клеем, но я оставил так.

После испытаний большой катушки я понял, что нужно изготовить маленькую, так называемую снайперку, чтобы было легче обнаруживать предметы небольших размеров.

Готовые катушки выглядят вот так:

Настройка готового металлоискателя

Прежде чем начать настраивать металлоискатель, нужно убедиться в отсутствии металлических предметов вблизи поисковой катушки. Настройка заключается в подборе емкости конденсатора C2, для того чтобы получить максимальный уровень биений, который мы слышим в наушниках, так как в сигнале присутствуют множество гармоник(нужно выделить самую сильную). При этом движок переменного резистора R2 должен находиться как можно ближе к середине:

Штанга у меня получилась из двух частей, трубки были подобраны таким образом, что они входят друг в друга очень плотно, благодаря чему не пришлось придумывать специального крепления для этих трубок. Также были изготовлены подлокотник и рукоятка, чтобы было удобно выполнять проводку над землей. Как показала практика, это очень удобно: рука совершенно не устает. В разобранном виде металлоискатель получился очень компактный и умещается буквально в пакет:

Внешний вид готового прибора выглядит вот так:

В заключение хотелось бы сказать, что данный металлоискатель не подходит лицам, которые собираются работать по старине. Так как в нем нет дискриминации по металлам, вам придется копать все подряд. Скорее всего, вы очень сильно разочаруетесь. А вот любителям собирать металлолом данное устройство будет в помощь. Да и просто как развлечение детям.

Плата

Для изготовления платы под монтаж радиодеталей, необходимо скачать любую из предоставленных схем. Далее понадобится:

Вырезать из пластика или текстолита заготовку нужного размера. Все размеры плат под описанные схемы будут представлены ниже.
На заготовку перевести изображение.
При помощи перманентного маркера обвести все дорожки на рисунке.
Протравить заготовку. На 100 мл перекиси водорода необходимо 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм соли. В получившийся состав помещается заготовка на 30 минут.
Далее необходимо очистить поверхность дорожек на плате наждачной бумагой, обезжирить ее спиртом.
После обезжиривания, просверлить тонким сверлом отверстия под радиодетали.
На конечном этапе, поверхность платы снова обезжирить и полностью залудить дорожки оловом.
После этой операции снова высверлить отверстия.

Если нет возможности или опыта для создания платы описанным способом, можно просто перевести изображение на поверхность пластика. Далее просверлить отверстия под ножки элементов. Дорожки можно не использовать. Все элементы спаять при помощи медного, одножильного провода. Такой подход более трудоемкий, может привести к большому количеству ошибок при соединении и плохим контактам пайки. Но для первого монтажа можно воспользоваться и им.

При подготовке плат, под выбранную схему, нужно учитывать габариты заготовки. Они следующие:

При выборе схемы с микросхемой NE555 — габариты платы варьируются в пределах 30 на 80 мм.
Для транзисторной схемы — 30 на 76 мм.
Для микросхемы с TL072 — габариты в пределах 26 на 35 мм.
Если выбрана микросхема К561ЛА7, то размер платы составляет 30 на 75 мм.

После подготовки печатной платы «Пирата», нужно обязательно провести тест всех компонентов при помощи мультиметра, и собрать схему на плате.

После сборки печатной платы, требуется изготовить катушку — элемента для сканирования поверхности почвы. Инструкция по сборке далее.