Ремонт досмотрового металлодетектора SPHINX ВМ-612

Принесли нерабочий металлодетектор, попросили «посмотреть». Одной половинки корпуса нет (рис.1), звуковой генератор выпаян и в разобранном виде лежит в отдельном пакетике. На вопрос «а что случилось», ответили, что просто «сдохла пищалка», а сам металлодетектор рабочий – светодиод при обнаружении металла загорается и напряжение на выводах, куда впаивается генератор, появляется. Правда, ещё «вибродвигатель» не вибрирует, но он давно перестал работать – ещё после того, как рассыпавшийся переключатель питания (движковый, кажется) заменили на обыкновенный перекидной.

Рис.1

Хорошо когда люди разбираются в электронике – пришли, всё рассказали, осталось только детали поменять. Мало того, рассказывая про поломку генератора, указали конкретно на катушку, намотанную на ферритовой «гантельке» и предположили, что дело именно в ней. Действительно хорошо… Плохо только то, что дома «в тумбочке» нет подобных генераторов, так что отремонтировать сразу не получится. Но, оказалось, что это всё ни к спеху, можно ремонтировать сколько захочу. Вообще, отлично…

Но в долгий ящик откладывать не стал, вечером решил поэкспериментировать с разными схемами. В принципе, заработали и транзисторные мультивибраторы и импульсные генераторы на цифровых микросхемах, но так как для питания используется 9-тивольтовая батарейка, то звучание пьезоэлемента получается не очень громким и по-хорошему, требовалось трансформирование звукового сигнала в более высокое напряжение. Поэтому логично предположить, что используемая в «родном» генераторе катушка на самом деле является автотрансформатором.

Осмотр платы генератора показал, что выводов у катушки три и учитывая то, что на плате стоит всего один транзистор и нескольких пассивных элементов, то это, скорее всего, одна из схем генераторов с применением автотрансформатора в качестве нагрузки и одна из его обмоток является элементом времязадающей цепи. Кстати, прозвонка обмоток тестером показала, что одна из них оборвана, так что поломка действительно была из-за катушки.
 
При выпаивании катушки из схемы и внимательном её осмотре место обрыва увидеть не удалось. Не помогли ни шевеление провода иголочкой в местах подпайки к ножкам, ни прогревание паяльником. Провод используется очень тонкий – микрометра под рукой не было, но похоже, что диаметром около 0,05 мм.

Ну что ж, для начала можно попробовать перемотать эту трёхвыводную катушку, ну а если ничего не получится, то тогда можно собирать новый генератор с автотрансформатором.

При размотке «родной» катушки пытался считать витки, но после 3-ей сотни сбился. А так как внешний диаметр обмотки почти не изменился (т.е. витков намотано очень много), то решил разматывать её «не глядя», а вот когда эта обмотка закончится и дело дойдёт до среднего вывода, то померить диаметр оставшейся обмотки. Это позволит мотать новую катушку, опираясь не на количество витков, а на её геометрические размеры и при использовании провода близкого диаметра должно получиться примерно столько витков. Правда, самый тонкий провод, который есть в наличии, это 0,63 мм (толще, чем надо), но, учитывая то, что в схеме генератора стоят два конденсатора, логично предположить, что ёмкость одного из них должна влиять на частоту звучания генератора.

После намотки катушки и впаивания её на место, генератор заработал, но частота звучания действительно получилась выше, чем требовалось. Постепенно увеличивая ёмкость одного из конденсаторов (33 нФ на рис.2) удалось получить тон, близкий к 1 кГц. Затем печатная плата была вставлена с небольшим усилием в корпус генератора и зафиксирована автогерметиком (тем, что без запаха уксуса).

Рис.2

Пока герметик сох, осмотрел плату самого металлодетектора и восстановил работу «вибродвигателя» - там при замене переключателя остался неподпаянным один из выводов питания двигателя.

На всякий случай сделал вэбкамерой несколько фотографий катушек металлодетектора и печатной платы (рис.3, рис.4).

Рис.3

Рис.4

Катушки намотаны на пластиковом каркасе общей длиной 174 мм с двумя раздельными сердечниками внутри (скорее всего, ферритовыми). Диаметр сердечников по «округлой части» - 12 мм, размер по «плоскостям» - около 10,5 мм, длина каждого – около 60-61 мм. Расстояние между торцами сердечников около 75 мм. Катушки намотаны одним проводом, но в разные стороны, т.е. если считать, что первая намотана по часовой стрелке, то вторая – против. Провод имеет диаметр около 0,5 мм. Диаметр пластиковых каркасов для катушек –17 мм, длина намотки – 30 мм, количество витков в каждой катушке – 56. Расстояние между катушками около 91 мм. При попытке померить индуктивность, прибор показал значение 380 мкГн.

Под пластиковый каркас уходит проводник, припаянный на плате к «общему проводу» (нижний, лужёный проводник на рис.5). Рассмотреть, куда он идёт, не получилось.

Рис.5

Печатная плата выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита и имеет размеры 35х114 мм. Фольга на обратной стороне используется в основном как «общий провод» и «экран». Все детали установлены с одной стороны (рис.6, рис.7, рис.8), маркировка с корпусов микросхем стёрта.

Рис.6

Рис.7

Рис.8

Пока было время, срисовал схему (рис.9). Вроде, ничего сложного – на ОР1.1 собран измерительный генератор с резонансным контуром С4L1 в нагрузке, переменное напряжение с которого детектируется диодом VD1 и изменение этого напряжения является «сигнальным» для компаратора на ОР1.2. Появление высокого уровня на его выходе «открывает» транзисторные ключи VT1 и VT2, которые подают питание на светодиод VD4, звуковой генератор «SP» и вибродвигатель «М». Пятивольтовое питание для измерительной части делается микросхемой-стабилизатором U1.

Рис.9

На ОР2.1 собрана схема индикации наличия напряжения питания (загорается светодиод VD3). Зачем индикация сделана именно так, непонятно, но возможно это «остатки» от другой версии металлодетектора, где был режим «заряд» аккумулятора.

Подстроечным резистором RV1 можно менять усиление «измерительного» генератора и, соответственно, уровень напряжения в контуре (в контрольной точке КТ2 переменное напряжение частотой 72 кГц имеет значение около 7 В). Другим подстроечным резистором (RV2) выбирается порог срабатывания компаратора ОР1.1 (надо полагать, выставляется чувствительность металлодетектора).

Кнопка SW2 служит для проверки работоспособности металлодетектора – нажатие на неё имитирует обнаружение металлических предметов.

Выводы переключателя SW1 на схеме показаны так, как они выполнены на плате. При замене движкового переключателя на обыкновенный перекидной, им коммутируется только «минус» батареи питания (SW1.1), а все остальные цепи (SW1.2 и SW1.3) замкнуты перемычками.

Элементы, перечёркнутые на схеме, отсутствуют на печатной плате, но дорожки разведены, место под них есть и оно отмаркировано (на рис.6 в верхней части видно установочное место под R9, а в нижней – под С6). А на рис.7 видно место под U1* - это «разводка» под стабилизатор питания в другом исполнении корпуса.

Все конденсаторы, не имеющие номинала на схеме, относятся к деталям поверхностного монтажа. Выпаивать их и измерять значения я не стал, так как к «критичным» можно отнести только С7 и С10 (и то можно догадаться, какие они примерно должны быть), а остальные (С13, С14 и С15) можно взять с ёмкостью около 100 нФ.

Так же и с микросхемами - хоть с них и стёрта маркировка, но можно предположить, что в цепи стабилизации питания нужно использовать любой подходящий по выводам и параметрам стабилизатор, а в качестве операционных усилителей любые «общего назначения», так же подходящие по выводам и параметрам.

Применённые транзисторы имеют маркировку «J6» и, скорее всего, тоже относятся к категории «общего назначения» и почти наверняка возможна их замена на ВС-817 (или BC846, BC847, BC848).

Другая техническая информация по ручному досмотровому металлодетектору (металлоискателю) СФИНКС SPHINX ВМ-612 есть на сайте производителя.

Андрей Гольцов, г. Искитим.