Ez a fémkereső a legegyszerűbb IB típusokhoz hasonló tudású és
lényegesen jobb, mint a BFO rendszerűek. A lehető legkevesebb alkatrészt
tartalmazza, és azok sem különlegesek. Mivel a fej elkészítése is egyszerű, és
az elektronika sem bonyolult, sokkal könnyebb megépíteni, mint egy hasonló
tudású IB fémkeresőt. Megépítéséhez csak az fogjon hozzá, aki már rendelkezik
bizonyos gyakorlattal elektronikus áramkörök építésében és jól megérti a
működését. Az alábbi leírást pontosan követve mindenképpen jól kell működni a
készüléknek. El is lehet térni tőle, de ezt csak az tegye, aki tudja is, hogy
mit csinál.
Tartalom:
- Alapelv
- Működés
- Működés részletesen
- Alkatrészek
- Építés
- L2 elkészítése
- Panel, doboz
- A kereső fej és a nyél elkészítése
- Bemérés
- Használat
Alapelv:
Ez a fémkereső a BFO rendszerű készülékekhez hasonló
alapelven működik, de ez a megoldás sokkal jobban képes kihasználni az elvben
rejlő lehetőségeket.
A fémeket a kereső fej érzékeli, amely egy nagy, lapos
tekercs. Ennek a tekercsnek az induktivitását a fémtárgyak kissé csökkentik.
Ezzel ellentétes a mágnesezhető anyagok hatása, amelyek a tekercs induktivitását
növelik. Fémkereső esetén ezek az effektusok általában igen kis
mértékűek.
A tekercs induktivitását nem közvetlenül, hanem a kereső
oszcillátor frekvenciájának megváltozása révén érzékeli a műszer, ui. a tekercs
az oszcillátor rezgőkörének része. A frekvencia a közismert Thompson képlet
alapján számítható, a lényeg azonban ez esetben az, hogy kis változások esetén a
frekvencia változása kb. fele nagyságú és ellenkező irányú, mint az induktivitás
változása, pl. ha az induktivitás 0,1%-kal csökken, akkor a frekvencia kb.
0,05%-kal nő.
Működés:
A kereső oszcillátor nem hangolható, frekvenciáját
elvileg csak az említett hatások befolyásolják.
Jelét a referencia oszcillátor jelével hasonlítja össze a
fáziskomparátor, miután az erősítő fokozatok mindkét jelet a megfelelő szintre
erősítették. Innen a fáziskülönbséggel arányos jel, a hibajel visszakerül a
referencia oszcillátorba. A hibajel úgy vezérli a referencia oszcillátort a
benne lévő hangoló elemeken keresztül, hogy annak a jele azonos frekvenciájú
legyen a kereső oszcillátoréval és a köztük lévő fáziskülönbség (vagyis a hiba)
is minél kisebb legyen. Ezzel egy fáziszárt hurok (PLL) alakul ki.
Tehát amikor a kereső oszcillátor frekvenciája
megváltozik, akkor, hogy a referencia oszcillátort azzal azonos frekvencián és
fázisban tartsa, a komparátor áramkör megváltoztatja a kimenetén lévő
feszültséget és ez jelzi közvetve a fém jelenlétét. A visszacsatolás a szokásos
PLL áramkörökhöz képest igen kicsi, azért, hogy a frekvencia változását csak
aránytalanul nagy feszültségváltozás tudja előidézni, vagyis minél nagyobb
legyen a kimenő jel változása.
Ezt a hibajelet egy erősítő még tovább erősíti. Ennek
erősítése és ezzel a fémkereső érzékenysége állítható.
A felerősített jel vezérli a kijelző eszközöket, vagyis
ez esetben a mutatós műszert és a hangfrekvenciás feszültségvezérelt
oszcillátort (VCO), amelynek jelét fejhallgatón keresztül lehet figyelni. Fém
jelenlétét tehát a mutató kitérése és a hallható hang magasságának változása
jelzi.
Így elvileg már működik is a fémkereső, de valójában nem
ilyen egyszerű a dolog. A két oszcillátor frekvenciája ui. szabályozás nélkül is
egymás közelében kell, hogy legyen, mégpedig olyan pontossággal, hogy a PLL
áramkörnek csak nagyon kicsit kelljen beavatkozni, különben a kimeneti erősítő
túlvezérlődik. Ebben a fémkeresőben ez a tartomány olyan kicsi, hogy kézi
hangolással gyakorlatilag nem is lehet beállítani. Ezen kívül a két oszcillátor frekvenciája a hőmérséklet
változásának hatására is lassan változik, ami gyakori utánhangolást tesz
szükségessé.
E két okból van hangoló automata a fémkeresőben. Ennek
működése gyakorlatilag abból áll, hogy gombnyomásra a felerősített hibajel is
visszakerül egy másik úton a referencia-oszcillátorba, mégpedig úgy, hogy
viszonylag nagy mértékben képes befolyásolni a jel frekvenciáját és fázisát, és
ezáltal biztosítja, hogy a hibajel a lehető legkisebb legyen. Ez az áramkör
viszonylag nagyobb változásokat is képes kiegyenlíteni. Így, ha a két
oszcillátor elmászik egymástól, akkor egy gombnyomással visszaállíthatjuk az
eredeti állapotot.
Nagyon nagy érzékenység esetén a frekvenciadrift nagyon
zavaró lehet, mert folyton nyomogatni kell a gombot. Ezért a hangoló automata
tartalmaz egy másik lehetőséget is: egy kapcsoló bekapcsolásával folyamatosan
működik az utánhúzás, de csak a lassú változásokat egyenlíti ki, a fémek által
okozott gyorsabb változásokat nem.
Működés részletesen:
A kereső oszcillátor a T4 tranzisztorra épül, Clapp
kapcsolású, 50 kHz körüli frekvenciáját az L1 kapacitíven árnyékolt kereső
tekercs és a C1 és C16 kondenzátorok határozzák meg. Ezek nagy kapacitásúak, így
alaposan megnövelik a tekercs árnyékolásának hatékonyságát. Az oszcillátort és
az azt követő részeket egy egyszerű emitterkövető választja el.
A referencia oszcillátor hasonló felépítésű és azonos
frekvenciájú, azzal a különbséggel, hogy ez hangolható. Hangolni durván az L2
ferritmagos tekercs vasmagjával lehet, finomabban a C3 trimmerrel. A varikap
diódák az automatikus hangolást szolgálják.
A két oszcillátor jelét egy-egy erősítő fokozat erősíti
CMOS szintre. Az erősítők egy-egy NOR kapuból (IC2A és IC2B) állnak, amelyeket
az R11 és R12 ellenállások úgy állítanak be, hogy kimenetük vezérlés nélkül a H
és L szint között kb. félúton legyen. Erősítésük elég nagy ahhoz, hogy
kimenetükön közel 50%-os kitöltésű négyszögjel jelenjen meg viszonylag kis
vezérlés hatására is.
A két jel egy CD4046B típusú CMOS PLL IC fáziskomparátor
bemeneteire kerül. Az IC-be beépített két komparátor közül a 2-es számúnak a
kimenetén (1-es kivezetés) megjelenő hibajel visszakerül a
referenciaoszcillátorba R25-ön keresztül. A szokásos PLL áramköröktől eltérően
itt nincs meg a szokásos külön aluláteresztő szűrő, hanem csak R25, C11 és a D1
varikap kapacitása képez egy ilyen szűrőt. Erre a különleges megoldásra azért
van szükség, mert az eleve is kis kapacitású varikap a C11 és C15
kondenzátoroknak köszönhetően csak igen csekély hatással van a rezgőkör
frekvenciájára, mégis ez biztosítja elsősorban az oszcillátorok fázishelyes
együttfutását. A kis hatást a kis időállandóból adódó gyorsaság kompenzálja, a
diódán keresztül a komparátor igen gyorsan tudja korrigálni a bekövetkező
változásokat, egy perióduson belül is hatásosan be tud avatkozni. A varikap
vezérlő jele sem a szokásos egyenfeszültség, hanem változó kitöltésű
négyszögjel.
Mivel a varikap ilyen kis csatolásban van a rezgőkörrel,
a hibajelben a szokásosnál sokkal nagyobb változásra van szükség a korrekcióhoz
, mint egy normál PLL-nél, így eleve nagyobb kimenő jelet kapunk, ami jelentősen
egyszerűsíti a jel további feldolgozását.
A hibajelet az R24-C17 aluláteresztő szűrő alakítja át
változó egyenfeszültséggé, amelyet a C19-cel szintén aluláteresztő jellegűre
beállított IC3 műveleti erősítő erősít és egyben tovább simít. A szűrt hibajel
szintje az R17, R21 ellenállásokkal beállított fél tápfeszültséghez hasonló
szintű kell, hogy legyen, csak az ettől való eltérés kerül erősítésre. A
műveleti erősítő erősítése és ezzel az érzékenység az R13 “B” logaritmikus
potenciométerrel igen széles tartományban szabályozható, így a készüléket pl.
csatornafedlap és kisebb pénzérmék keresésére is beállíthatjuk.
A felerősített hibajel is visszakerül a referencia
oszcillátorba a hangoló automatán keresztül, amely a D2 és D3 varikapokból és a
hozzájuk csatlakozó vezérlő áramkörből áll. Ez csak akkor történik meg, ha a
nyomógombot benyomjuk, vagy a K2 kapcsolót bekapcsoljuk.
A nyomógombon keresztül a felerősített hibajel az R10-C21
aluláteresztő szűrőre, majd a T5-re épülő forráskövetőről a varikap diódákra
kerül. Ennek a szűrőnek az időállandója az előzővel ellentétben igen nagy, mert
ez nagy mértékben képes beavatkozni a rezgőkör frekvenciájába, és a hibajel már
kétszeres fázistolást szenvedett, mire idáig eljutott, így az áramkör gerjedésre
hajlamos. Ennek elkerülése céljából a néhány tized Hz-nél nagyobb frekvenciák
elnyomásra kerülnek. Ha tehát megnyomjuk a nyomógombot, a felerősített hibajel
is szabályoz, aminek az lesz az eredménye, hogy a hibajel az erősítő bemenetén
nagyon pontosan a féltápfesz közelében lesz és a két oszcillátornak nem csak a
frekvenciája, hanem a fázisa is nagyon pontosan szinkronban lesz. Ehhez persze
úgy kell beállítani az oszcillátor egyéb hangolóelemeit (L2, C3), hogy ezt
lehetővé tegyék. Ez az állapot akkor kell, hogy előálljon, amikor az erősítő
kimenete szintén kb. fél tápfeszültségen van.
Ha a munkapont bármely okból elvándorol, akkor azt
könnyen vissza tudjuk állítani a nyomógomb benyomásával, ill. bekapcsolás után
benyomva a gombot 1-2 másodperc alatt beáll a megfelelő állapot. Ez annak is
köszönhető, hogy a fáziskomparátor frekvenciakomparátorként is képes működni,
vagyis ha nincs fáziszárt állapot, akkor előbb a frekvenciát közelíti. Ebből
adódóan nagy a behúzási tartománya és ez teszi lehetővé, hogy a PLL ilyen
egyszerű megoldású legyen.
A gombot kiengedve a C21 kondenzátor tárolóként működik,
tehát a beállítás megmarad, de a visszacsatolás megszűnik, hogy keresés közben a
fémek keltette változások ne egyenlítődjenek ki. A kondenzátor töltését a T5-tel
felépített forráskövető segít megőrizni. A szokásostól eltérően itt nem FET,
vagy MOSFET bemenetű műveleti erősítő került alkalmazásra, mert azoknak
sokszorosan nagyobb a fogyasztása és ez a megoldás is megfelelően akadályozza a
szivárgást.
A lassú kúszás kiegyenlítésére a K2-vel bekapcsolható R19
ellenállás szolgál, ami ugyanazt a hatást biztosítja, mint a nyomógomb
benyomása, de sokkal lassabban, ezért a fémek okozta hirtelen változások nem
szenvednek különösebb csillapítást.
Az erősítő kimenetéről a jel kétfelé ágazik, egyrészt a
mutatós műszerre kerül az R16 ellenálláson és a D4, D5 diódákon át. A diódák
funkciója az, hogy levonjanak a műveleti erősítő kimeneti jeléből, hogy amikor
az a legkisebb kimeneti értékét eléri -ami sajnos nem nulla- minél kisebb legyen
a mutató kitérése.
A jel a PLL IC-ben található feszültségvezérelt RC
oszcillátort is vezérli a 9-es lábon keresztül, úgy, hogy a feszültséggel azonos
irányba változik a frekvenciája. A VCO kimenete (4-es kivezetés) az IC2
fennmaradó két kapuját vezérli, amelyek R18-on keresztül meghajtják az aljzatba
csatlakoztatott walkman fejhallgatót. A jobb hatásfok érdekében a sztereo
fejhallgató két oldala sorba van kötve.
A tápfeszültséget egy db. 9V-os telep szolgáltatja, a K1
kapcsolón keresztül.
A C7, C13, C10 és C14 kondenzátorok tápfeszültség
hidegítő és szűrő funkciókat látnak el. A rajzon nincs feltüntetve, de célszerű
a két digitális IC-t külön is ellátni egy-egy 100 nF-os kerámia hidegítő
kondenzátorral.
Alkatrészek:
Az alkatrészeket úgy választottam ki, hogy a
kereskedelemben a legkönnyebben beszerezhető típusúak legyenek. Ha valamelyik
mégsincs, akkor 20% belül bármelyik közeli érték megfelelő helyettük, de a
többségnél még ennél nagyobb eltérés sem baj.
A kondenzátoroknál külön feltüntettem, milyen típusúak
legyenek, kerámia, stiroflex, vagy MKT típusúak. Utóbbi két típus helyére ne
tegyünk kerámia kondit, fordítva viszont nem okoz problémát. Az MKT helyett
használhatunk stiroflexet ha van, és fordítva. Az MKT kondenzátorból célszerű a
két raszteres változatot alkalmazni (C2239). Jó helyette a WIMA fóliakondenzátor
is, vagy más jó minőségű fóliakondi. A stiroflexből csak azokat használjuk fel,
amelyek légmentesen zárt kivitelűek.
Az ellenállások mind lehetnek 5%-os szénréteg típusúak,
legjobb az újabban elterjedt két raszteres kis ellenállásokat alkalmazni. Nagyon
régi, csöves készülékekből kibányászott ellenállásokat csak végszükség esetén
használjunk, mert fontos a megbízhatóság. R19 valójában nem egy db. 60 MOhmos
ellenállás, hanem 6 db. 10 MOhmos sorba kötve, mert a nagyobb ellenállások
beszerzése nehézkes.
A bipoláris tranzisztorok nagyon sok típussal
helyettesíthetőek, a lényeg az, hogy NPN, hangfrekvenciás, nagy erősítésű
tranzisztorok legyenek (BC...B, vagy -C), T4 helyére lehetőleg -C típust
tegyünk.
A FET-et nehezebb helyettesíteni, de valószínűleg nem
szükséges, mert az egyik leggyakoribb típus. A BF245A helyén ugyanolyan jó a
BF244A, de ugyanezekből a -B és -C típusúak már nem.
A D4 és D5 helyére gyakorlatilag bármilyen kis
teljesítményű szilícium dióda jó.
A BB119 helyett jó pl. a BB109, BB110, BB139, vagy szinte
mindegyik közepes kapacitású varikap dióda. A legtöbb varikap megfelelő - ha
kicsi a kapacitása, akkor többet kell alkalmazni, ha nagy, akkor csak
egyet.
A BB105 helyett ugyanolyan jó a BB405, de más kis
kapacitású varikap is jó, legfeljebb kissé módosítani kell élesztéskor C15
nagyságát.
Mindkét fajta varikapot TV hangolóegységekből is ki lehet
termelni.
A műveleti erősítő azért TL061, mert kis fogyasztású, de
jó helyette szinte bármelyik belső kompenzálású műveleti erősítő, pl. TL071,
TL081, 741.
A digitális IC-k nem helyettesíthetőek a kapcsolás alapos
átalakítása nélkül, ami különösen a CD4046-ra vonatkozik, de ezek is könnyen
beszerezhetőek.
A C3 trimmer lehet 20-tól 180 pF-ig bármilyen, kerámia,
vagy fólia is.
A mutatós műszer egy kivezérlésjelző alapműszer. Erre a
célra ez a legalkalmasabb, ui. olyan felépítésű, hogy a gyors változásokat is
jól követi, mégis jól csillapított, ezen kívül kicsi, könnyű és jól tűri a
rázkódást.
Kevésbé jók a mérőműszerekből kiszedett alapműszerek,
mert nagy a csillapításuk, könnyen tönkremennek, nagyok és nehezek
is.
A katonai indikátorműszerek már jobbak, de ezek többnyire
túlságosan is robosztus kivitelűek és némelyiknek alig van csillapítása, vagyis
sokáig leng a mutatójuk. Az ilyeneken egy párhuzamosan kötött (sönt)
ellenállással segíthetünk.
A kivezérlésjelzők általában 500 uA-1 mA végkitérésűek,
ami szintén mellettük szól. 5 mA feletti végkitérésű alapműszert lehetőleg ne
használjunk.
A fémkereső nem középállású alapműszerhez van
megtervezve, pedig az jobb, de nehéz beszerezni. Akinek ilyen van, nyugodtan
használja. Ekkor a D4, D5 diódákat el kell hagyni. A műszert ekkor az R16
ellenállás és egy két ellenállásból kialakított osztó közé kapcsoljuk, ami a
tápfeszültséget osztja le a felére. Ha az osztót megfelelő nagyságú
ellenállásokból rakjuk össze, akkor R16 is elhagyható.
Építés:
L2 elkészítése:
L2 egy 4mm átmérőjű, kék vasmaggal hangolt tekercs.
Menetszáma 1200, 0,1 mm körüli átmérőjű huzalból. A tekercselés hossza a
vasmagénál kb. 2 mm-rel kisebb. A csévetest a vasmaghoz való legyen, lehetőleg
azt a fajtát használjuk, amit a lábainál fogva panelbe lehet forrasztani.
Ilyesmit nem mindenhol lehet kapni, de ez az egyik leggyakoribb tekercsfajta,
szinte mindegyik régi TV-ből ki lehet ilyet szedni. Ha szürke vasmagunk van,
akkor kissé kevesebb menet kell, ha sárga, akkor több. Persze jó másfajta
tekercs is, a lényeg hogy hangolható legyen és az oszcillátor a megfelelő
frekvencián rezegjen vele.
Panel, doboz
Az áramkört két panelen készítjük el, a kereső
oszcillátort külön egy akkora kis panelen, hogy beférjen majd a
nyélbe.
Panelrajzot nem közlök, mert az nagyon erősen függ a
doboz méretétől, és az egyes konkrét alkatrészektől. Az áramkör meglehetősen
egyszerű, úgyhogy ennek megtervezése nem jelenthet problémát. Ha mégis, akkor nem is érdemes hozzákezdeni, aki nem rendelkezik annyi gyakorlattal, hogy a panelt meg tudja tervezni és el tudja készíteni, annak nem valószínű, hogy a többi művelet is sikerülne.
Arra azért vigyázzunk, hogy a referencia oszcillátort inkább a panelnek a kezünktől
távolabbi részére helyezzük, mert az is elhúzhatja, hogy kézzel közelítünk
hozzá. Árnyékolást így nem igényel. Ne legyen közel a 9 V-os telephez se és a
telep ne tudjon mozogni a dobozban, ugyanebből az okból. A kereső oszcillátornak nem muszáj külön panelt csinálni ha a szár alsó részét műgyantával kiöntjük.
Az R19 ellenállást célszerű nem a panelbe, hanem
közvetlenül a kapcsoló és a nyomógomb közé forrasztani. A FET-et és a C21
kondenzátort úgy helyezzük el a panelen egymás mellett, hogy a FET kapu
kivezetése és kondenzátor kivezetése ne a panelen, hanem a levegőben találkozzon
és R10-et is a kapcsolóról közvetlenül ide kössük. Ezáltal a legegyszerűbb
elkerülni a panelen kialakuló kúszóáramokat.
A doboz olyan amilyet akarunk, de ügyeljünk a kis súlyra.
Egy zsebrádió méretű műszerdoboz megfelel, de végső esetben egy szappantartó is
jó lehet. A dobozt a nyélre csavarozzuk, vagy bilinccsel rögzítjük.
A kereső fej és a nyél elkészítése:
A jó kereső fej lényege a jó frekvenciastabilitás és a
kis tömeg. A legkritikusabb alkatrész a tekercs, amelyet egyrészt jól kell
árnyékolni, hogy a kapacitív hatások (nedves talaj, növényzet) ne okozzanak
elhangolódást, és nagyon merevnek is kell lennie, hogy a mozgatás közben való
deformációja se okozzon elhangolódást. Ez utóbbi a nehezebben
megoldható.
Az alábbi mindkét követelménynek jól megfelelő
megoldás:
A fej egy 10 mm átmérőjű alumínium cső, amit 25 cm
átmérőjű kör alakúra meghajlítunk és alaposan merevítünk. Ez jól árnyékol, erős
és könnyű.
Erre a célra igazán csak az alumínium cső jó, a vörösréz
cső nehezebb és gyengébb, a sárgaréz is nehéz és nehezen hajlik. Acélcső szóba
sem jöhet, mert az a mágneses erővonalakat bezárja, ugyanezért nem jók a nikkel
bevonatú csövek sem. Alumínium csövet színesfém boltokban lehet beszerezni. Nem
fontos, hogy 10 mm átmérőjű legyen, jó a 12-es is, csak az kicsit
nehezebb.
A cső tartalmazza a tekercset, kissé fölötte, a nyélben
van a kereső oszcillátor panelje. Az oszcillátor kimenő jelét egy árnyékolt
vezetéken vezetjük el.
Az alumínium csövet legjobban csőhajlító géppel lehet
meghajlítani, ha nincs ilyen, akkor a következőképpen járjunk el:
A csőből a szükségesnél kb. 15-20 cm-rel hosszabb darabot
vágjunk le. Ezt hajlítsuk rá egy kb. 22-23 cm átmérőjű hengeres tárgyra, úgy,
hogy a kívánt átmérőben egy teljes kört kapjunk, végig meghajlítva. A felesleges
végeket vágjuk le, ezek azért kellettek csak, hogy a két végét is meg tudjuk
hajlítani a csőnek. A cső két vége között kb. 1cm rés maradjon. Ha nagyon csúnya
lett, akkor rajzoljunk papírra egy megfelelő átmérőjű kört és ehhez
hajlítgassuk, amíg ugyanolyan nem lesz.
Nyél céljára két jól bevált megoldás is van:
A legegyszerűbb, ha veszünk egy fém felmosónyelet. Ez egy
vékony falú, könnyű és erős acélcső, ami kiválóan alkalmas nyélnek, csak az
alján található menetes csatlakozót kell kiszedni. Ha nem tetszik a színe, a
borítást kicserélhetjük dekorációs fóliára, esetleg betekerhetjük szigetelő
szalaggal.
Jóval munkaigényesebb a teleszkópos megoldású műagyag
nyél. Ehhez egy 16 és egy 21 mm átmérőjű vastag falú PVC villamos védőcsövet
kell beszerezni. A nyél alsó része egy 48, felső része egy 76 cm-es darab a
16-os ill. a 21-es csőből. A felső részt meg is lehet hajlítani, úgy ahogy a
fémkereső fényképén is látszik, ott, ahol a legkényelmesebb fogni. Ehhez meg
kell tölteni a csövet száraz homokkal, úgy, hogy a két végét papírral betömjük.
Töltés közben alaposan végigütögetjük a cső oldalát, hogy minél tömörebb legyen
a homok. Meghajlítani gázlángon óvatosan melegítve lehet. Ha már a sokadikat is
elrontottuk, kérjünk meg egy villanyszerelőt, hogy hajlítsa meg, vagy maradjunk
az egyenes csőnél.
A két cső csatlakozásánál a vastagabb csövet hosszában
bevagdossuk vasfűrésszel kb. 6 cm hosszan, négy, vagy hat rést készítve. Erre a
részre csavaros bilincset húzunk szárnyas anyával, amivel meg tudjuk szorítani
úgy, hogy a szár alsó része ne csússzon ki. A két cső általában nem illik
pontosan egymásba, ezért csődarabból betétet is kell bele csinálni, amit
beragasztunk.
A nyél felső részére kartámaszt is készíthetünk
valamilyen lemezből, vagy vastag csődarabból.
A merevítést a nyélhez és a tekercset tartalmazó csőhöz
erősített két 22 cm hosszú csődarab biztosítja, amelyeket a képen látható módon
helyezünk el. Mivel a nyélhez ferdén csatlakoznak a csődarabok, ezért egyik
végüket ferdén vágjuk le. A csőkarikát három egyenlő részre osztjuk, úgy, hogy a
réstől kiindulva két osztást karcolunk rá, ahol 4-es fúróval keresztül is
fúrjuk. Ügyeljünk arra, hogy a furatok ne merőlegesek legyenek, hanem a
merevítők irányának megfelelően fúrjunk. A furatok külső részét kissé
süllyesszük meg a csavarok fejének. A karika két végére fúrunk egy-egy kisebb
lyukat, akkorát, amelybe majd be tudunk csavarni egy-egy kisebb és rövid
lemezcsavart úgy, hogy azok majd felfelé essenek a nyélen belül.
A csőkarikát nagyon alaposan sorjázzuk le, ott is ahol
elvágtuk és ott is ahol kifúrtuk. Különösen a furatok csövön belül eső részéről
távolítsuk el a sorját, mert ezek behúzáskor felsértik a tekercs
szigetelését.
Hogy a nyélen pontosan hol legyenek a furatok, azt akkor
döntsük el, amikor próbaképpen ragasztószalaggal összeállítjuk a szerkezetet,
ui. ettől függ a fej dőlésszöge, amit később már nem lehet korrigálni. A furatok
itt is 4mm átmérőjűek, a fúrást a merevítő irányának megfelelően a cső túlsó
oldalának átfúrásáig folytassuk. A túloldali két lyukat bővítsük ki 8mm-esre,
hogy a csavar feje és a csavarhúzó majd beférjen. Az egyik ilyen lyukon ki lehet
majd dugni a fejhez menő kábelt. Hogy ne látsszanak ezek a lyukak, később egy
csődarabot rakhatunk rá, amiből hosszában kivágtunk egy darabot.
A nyél alsó részét vágjuk le ferdére, úgy, hogy az
elvágás iránya párhuzamos legyen majd a csőkarikával, azért, hogy ne lógjon majd
ki annak síkjából. Ezután az alsó végéhez lehető legközelebb fúrjuk át műanyag
esetén 10-es, fém nyélnél 11-12-es fúróval. A furatokat itt is sorjázzuk le, de
előbb vágjuk ki a furatokat, hogy a csőkarikát később szemből be tudjuk
csúsztatni.
Az elkészült darabokat bevonjuk dekorációs fóliával, ami
nem csak külalak szempontjából fontos, hanem az árnyékolás hatékonyságát is
növeli.
A tekercs elkészítésére a következő eljárás vált be a
legjobban:
A menetszám 15, 0,4 mm átmérőjű huzalból. 0,3 és 0,6 mm
közötti átmérővel megfelelő minden sérülésmentes zománchuzal.
A huzalból letekerünk három szál, a fej kerületének
ötszörösénél kissé hosszabb darabot. Kisimítjuk őket egyenesre, az összefogott
három szál végét összetekerjük és visszahajlítjuk úgy, hogy könnyen keresztül
lehessen dugni a csövön. A csőkarikába az egyik végén és a furatokon át tubusos
ragasztót nyomunk (pl. Palmatexet), ez eleinte kenőanyagként szolgál, majd pedig
rögzíti a tekercset a csövön belül. A huzalokat ekkor ötször körbedugjuk a
csőkarikán nagyon vigyázva, hogy nehogy megsérüljön a szigetelés. Ezután finoman
húzogatjuk a huzalok végét, úgy hogy a cső belső felületére felfeküdjön a
tekercs, hozzáragadjon, és a cső két vége között kb. 8-10 mm rés maradjon. A két átmenő furatba dugjunk valamit, hogy a tekercs ne akadályozza majd a facsavarok átdugását.
Ohmmérővel ellenőrizzük, hogy nincs-e zárlat a cső és valamelyik szál között. Ha
van, akkor kezdhetjük elölről a sorjázással.
A három huzal végeit rövidre vágjuk, lecsupaszítjuk és
kettőt-kettőt a szemben lévőkkel összeforrasztjuk úgy, hogy 15 menetes tekercset
kapjunk. Ohmmérővel ellenőrizzük, hogy nehogy rövidre zárt menetet hozzunk
létre. A forrasztási pontokat szigeteljük.
Egy szalagkábelből levágunk egy 3-4 cm-es darabot olyan
szélességben, hogy a cső két vége közötti rést eltakarja, egyik végén
lecsupaszítjuk és a végeket összeforrasztjuk - ezzel fogjuk kipótolni a résben a
hiányzó árnyékolást. Levágunk egy 4-5 cm-es darab árnyékolt kábelt is, a végeit
lecsupaszítjuk.
Ha acélcső nyelet használunk, akkor a cső belsejét egy
ponton beónozzuk és egy darab drótot forrasztunk rá.
Ezt követően becsavarjuk a csőkarika két végébe a két
lemezcsavart. Ezután -vagy ha kis teljesítményű a pákánk, előtte- az egyik
csavar fejét reszelővel megcsiszoljuk, majd beónozzuk. Ehhez a csavarhoz
forrasztjuk a tekercs egyik végét, az árnyékolt vezeték árnyékolását és a
szalagkábel darabot egy-egy darab dróttal. Az árnyékolt kábel meleg erét a tekercs
másik végéhez forrasztjuk. A szalagkábel darabot körbetekerjük a résben, úgy,
hogy elfedje a tekercs kilátszó részét és a forrasztásokat és összeragasztjuk,
hogy ne tudjon letekeredni.
A csőkarika két végét még ez előtt a tekercs mellett
légmentesen dugaszoljuk be. Ha vízhatlan fejet akarunk, akkor töltsük ki
műgyantával a csövet, de a csavaroknak hagyjunk helyet.
A kereső oszcillátort az árnyékolt kábeldarabhoz
csatlakoztatjuk. Az oszcillátor panel külön árnyékolást már nem igényel. A
panelre forrasztjuk a tápellátást és a kimenő jel elvezetését biztosító kábelt
is.
Ezután a merevítőket rögzítjük a csőkarikához és a
nyélhez: a merevítők végeibe 8-as műanyag tipliket dugunk, amelyeket előbb egy
kis pillanatragasztóval bekenünk. A tipliket ne dugjuk be teljesen, kb. 3mm
maradjon kinn a merevítő mindkét végén ill. ha PVC nyelet használunk, akkor a
csak a csőkarika felőli végén. Nem jó ugyanis, ha ezek a fémek érintkeznek
egymással, mert a mágneses térben örvényáramok folynak bennük, az érintkezés
változhat a mozgatás hatására és ez zavart okozhat.
A megfelelő helyeken bedugunk egy-egy 3-4 mm átmérőjű, 5
cm hosszú, kis fejű facsavart és összecsavarozzuk a szerkezetet. A csőkarika
felőli facsavarokra húzzunk egy kb. 1cm-es zsugorcsövet és vigyázzunk rá, hogy a
tekercset ne sértsük meg. A kereső keretből kiálló csavarfejeket le lehet
reszelni, ha túl nagyok.
Az oszcillátor panelt feltoljuk a nyélbe, és a csőkarika
alsó részét is benyomjuk a nyél alján lévő kivágásba. Ha acél nyelet használunk,
akkor gondoskodjunk róla, hogy a csőkarikának az a része, ahol a nyéllel
érintkezne alaposan szigetelve legyen és az érintkezést csak a már a nyélbe
forrasztott huzaldarabnak a lemezcsavarhoz való forrasztásával biztosítsuk. A
csőkarika másik vége semmihez se érintkezzen.
Még utoljára ellenőrizzük a forrasztásokat és az
oszcillátor működőképességét. Ekkor célszerű az élesztést is
elkezdeni.
Az oszcillátor panelt azáltal rögzítjük, hogy jól
bekenjük Palmatexszel.
A nyél alját teljesen légmentesen szigeteljük, hogy az
alsó részt ki tudjuk önteni műgyantával. Erre a célra epoxi, vagy poliészter
műgyanta alkalmas. Jó Epokitt, Eporapid, vagy más hasonló epoxi ragasztó is. Ha
vízhatlan fejet csinálunk, akkor annyi műgyantát öntsünk bele, hogy a panelt is
ellepje, egyébként kevesebb is elég.
Élesztés, bemérés:
A bemérést akkor végezzük, amikor a kereső fej a végső
összeszerelés alatt előtt áll és teljesen összeállítható a kapcsolás. Műszernek
elég egy oszcilloszkóp.
Az áramkörre 6,6 V tápfeszültséget adjunk. Ez egy
kimerülés határán lévő 9 V-os telepnek megfelelő feszültség, amiről még jól kell
működnie a fémkeresőknek.
Ha az IC-ket és elkókat nem fordítva raktuk be és a panel
is jó, akkor nem fog füstölni semmi, nem melegedhet érezhetően egy alkatrész
sem.
Először R16 értékét határozzuk meg akkorára, hogy amikor
IC3 kimenete a legmagasabb szintű (ezt úgy érjük el, hogy a 3-as kivezetését egy
1-4,7 kOhmos ellenállással a pozitív tápfeszre kötjük), az alapműszer
végkitérést produkáljon.
Fordított esetben nulla kitérést kellene kapnunk. Ez nem
így van az IC nullánál nagyobb minimális kimeneti feszültsége miatt, és ezen a
helyzeten a D4-D5 diódák sem tudnak sokat javítani. Ha ez zavaró, akkor szedjük
szét az alapműszert és óvatosan állítsuk nullára a mutatóját.
Ezután ellenőrizzük a frekvenciákat. A kereső
oszcillátorból 50 kHz körüli frekvenciájú, 200-1500 mVpp (csúcstól csúcsig) jel
kell, hogy kijöjjön. Ha a frekvencia nagyon eltérő a C16 és C1 módosításával
változtathatunk rajta.
A referencia oszcillátor feszültsége legalább 0,5 Vpp,
frekvenciáját be kell tudnunk állítani L2 hangolásával ugyanerre a frekvenciára.
Ha nem sikerül a frekvencia beállítása, de az eltérés nem jelentős, akkor C4-et
is megváltoztathatjuk, egyébként a menetszámot kell növelni, vagy csökkenteni,
esetleg próbálkozzunk más színjelzésű vasmaggal. Ha az oszcillátor frekvenciája
nem stabil (jittert látunk rajta), az nem baj, az a PLL hurok működéséből
adódik.
IC1 3-as és 14-es bemenetén az oszcillátorok jelei a
teljes tápfeszültségnek megfelelő amplitúdójú, kb. 50% kitöltési tényezőjű
négyszögjellé erősítve kell, hogy megjelenjenek, a kimenetén szintén négyszögjel
kell hogy legyen, de az ekkor még bármilyen kitöltésű lehet.
Ha az aljzatba walkman fejhallgatót csatlakoztatunk,
akkor annak búgó hangot kell adnia.
Ha ezeket rendben találtuk, akkor valószínűleg működik a
fémkereső.
A végső beméréshez a kereső fejet tegyük egy viszonylag
fémmentes helyre, C15-tel párhuzamosan kössünk ideiglenesen egy 18 pF-os
kondenzátort, C3-at állítsuk középállásba, állítsuk az érzékenységet a maximumra
és a K2 kapcsolót kapcsoljuk be. Ezután tartsuk nyomva a nyomógombot és L2
vasmagját kezdjük kívülről befelé csavarni, hogy a frekvenciát folyamatosan
csökkentsük. Amikor kezdjük megközelíteni a kereső oszcillátor frekvenciáját, a
fejhallgatóban hallható hang elkezd vibrálni a különbségi frekvenciának
megfelelően, majd amikor elérjük, akkor a hang hirtelen átvált magasabb
tartományba és a mutató jobbra csapódik. Ekkor a műszer már nagyon érzékenyen
reagál a vasmag forgatására, egy kis mozdításra is hirtelen nagy kitérést mutat
a műszer, de aztán visszaáll az eredeti helyzettől kissé odébb. Finoman állítva
a vasmagon, a műszer mutatóját beállítjuk valahova középtájra. A továbbiakban
C3-mal lehet hangolni, amivel a mutatót középre állítjuk.
Mivel bekapcsoltuk K2-t a fémkereső dinamikus üzemmódban
van, tehát a mutatónak nem szabad másznia, viszont enyhén, esetleg alig
észrevehetően remeg. A kereső tekercshez közelítve egy vas tárgyat arra a
mutatónak érzékenyen kell reagálnia, balra való kitéréssel, ha a vasat
mozdulatlanul a közelben tartjuk, akkor a mutató lassan vissza kell, hogy térjen
az eredeti állapotába és amikor elvesszük ugyanez fordítva történik meg. Nem
mágneses fémek esetén pont fordított a viselkedés.
Ha a nyomógombot benyomjuk, akkor azonnal visszatér a
mutató az eredeti helyzetbe. Kikapcsolt K2 mellett a mutató lassan elmozdul az
eredeti helyzetéből.
Tesztelés céljából nyomjuk be a gombot és a mutatót
állítsuk C3-mal a bal szélső álláshoz közel. Ilyenkor a leggerjedősebb az
áramkör. Ha ilyenkor, vagy már a behangolás során erős vibrálást hallunk és a
műszer a gomb elengedésekor nem mindig ugyanoda áll be, akkor gerjed a
szabályozó hurok. Ezen azzal segíthetünk, hogy a törésponti frekvenciáját
lejjebb visszük R10 megnövelésével, amíg meg nem szűnik a gerjedés. Ha túl nagy
kapacitásdiódákat alkalmaztunk akkor vegyük ki az egyiket, ez is lehet a
gerjedés oka.
Ha BB105-ös, vagy BB405-ös kapacitásdiódát építettünk be
D1-nek, akkor C15 optimális nagysága 5,1-18 pF. Akkor jó, ha maximális érzékenységet beállítva a mutató egyhén remeg és a hallható hang is kissé vibrál. Ha esetleg gerjedni kezd a
készülék, akkor tegyünk mellé akkora kapacitást, hogy biztonsággal megszűnjön a
gerjedés.
Ezután közelítsünk egy 10 fillérest a kereső tekercshez
szemből. Kb. 20 cm-ről kell úgy érzékelnie a fémkeresőnek hogy a remegésénél
észrevehetően nagyobb kitérése legyen a mutatónak. Ha az üres kezünket közelítjük, de nem érünk hozzá, akkor arra nem szabad reagálnia a műszernek. Ha mégis reagál, akkor nem jó az árnyékolás.
Más dióda esetén C15 értéke más is lehet, de 5 pF alá ne menjünk.
Mellékelem a fémkereső használati útmutatóját
is:
A DX 1000 típusú fémkereső
használata
Kezelőszervek:
A fémkereső dobozának jobb szélén a ki-be kapcsoló
található, a középső kapcsoló fel- és lekapcsolásával a fémkereső dinamikus és
statikus üzemmódja közül választhatunk, a nyomógomb a hangoló automatát
aktivizálja, a forgatógombbal pedig az érzékenységet állíthatjuk széles
tartományban.
Előkészítés:
A fémkereső egy db. 9 V-os teleppel (6F22) működik, amelyet
a doboz lepattintható fedelének óvatos levétele után helyezünk be. A doboz
oldalán található aljzatba 3,5 m átmérőjű jack dugóval ellátott fejhallgatót,
pl. walkman fejhallgatót csatlakoztassunk, ha a mutatós műszer mellett hang
kijelzést is igényelünk. A mutató jobbra való kitérése a hallható hang
magasságának növekedésével jár, és fordítva.
Munkapont ellenőrzése:
A készüléket bekapcsoljuk, az érzékenységet
szabályozó forgatógombot teljesen jobbra forgatjuk, majd benyomjuk és nyomva
tartjuk a nyomógombot. Egy-két másodpercen belül a műszer mutatójának
középállásba, vagy ahhoz közeli állapotba kell kerülnie, úgy, hogy a nyomógomb
elengedése után a fémkereső érzékenyen reagáljon a fémtárgyakra. Ha nem így van,
a doboz belsejében található trimmer kondenzátorral, be kell állítani a
megfelelő munkapontot úgy, hogy közben a nyomógombot benyomva tartjuk. Helyes
beállításnál, a mutató a középállás közelében van és maximális érzékenység
beállítása esetén enyhén remeg.
Erre a beállításra csak ritkán van szükség. Ha a műszer
valamiért nagyon elállítódott, akkor a tekercs vasmagját is
állíthatjuk.
Keresés:
A fémkereső bekapcsolása után benyomjuk a nyomógombot és
megvárjuk, hogy a mutató beálljon középállásba. A keresést célszerű dinamikus
üzemmódban végezni, ezért kapcsoljuk fel a középső gombot. Ebben az üzemmódban a
nagyon lassú változások automatikusan kiegyenlítésre kerülnek.
Ezután kezdhetünk keresgélni, amelyet úgy végzünk, hogy a
kereső fejet a talajtól kb. 3 cm-re, a talaj domborulatait követve mozgatjuk
magunk előtt. Azért célszerű így eljárni, mert a készülékben nincsen a talaj
mágnesességét kiegyenlítő áramkör és így a talajtól való távolság változására is
reagál, a talaj minőségétől függő mértékben.
Ha fémet találunk, a műszer mutatója hirtelen kitér.
Mágneses anyagokra balra, nem mágneses fémekre jobbra való kitérést
tapasztalunk, amikor közelítünk hozzájuk a fejjel, távolodáskor ellenkező irányú
a jelenség. Ha érdekes, hogy mágnesezhető-e a tárgy, kapcsoljunk át statikus
üzemmódba. Ekkor a mágnesezhető anyagok balra, a nem mágnesezhető fémek jobbra
térítik ki a mutatót.
A fémkereső fémválasztó képessége közepes, ami azt
jelenti, hogy a tömörebb vastárgyakat (pl. vasszög) nagyon jól meg tudja
különböztetni a többi fémtől, a vékonyabb, lemezszerűbbeket viszont nem
mágnesezhetőnek találja, de ez függ a tárgy helyzetétől is. Pl. egy söröskupakra
lapjával jobbra, élével, vagy oldalról nézve pedig balra való kitéréssel
reagál.
Statikus üzemmódban határozhatjuk meg a tárgy pontos
helyét is. A legnagyobb kitérést akkor kapjuk, ha a tárgy a fejhez képest
középen van, de nem ad készülék éles maximumot. Pontosabb a hely meghatározása,
ha nem a maximumot figyeljük, hanem jobbra-balra mozgatva a fejet a jelzés
határozott csökkenését.
Statikus üzemmódban a mutató nem marad a helyén, hanem
lassan magától is elvándorol, ami különösen érzékenyebb állásokban zavaró. A
vándorlás mértéke nem csak az érzékenységtől, hanem a fémkereső és a környezet
hőmérsékletének különbségétől is függ, tehát ha kivisszük a szabadba, akkor
eleinte igen nagy mértékű ez a jelenség, majd erősen lecsökken.
A vándorlás korrigálására szolgál a hangoló automata.
Ennek lényege az, hogy egy gombnyomással gyorsan visszaállíthatjuk a mutatót
középre.
|