LD209A/CS209A制作的高灵敏金属探测器套件

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这款金属探测器套件选用的是LD209A/CS209A金属检测芯片。探测灵敏度高;针样的金属物体也可以检测出来;电源电压DC5-12V;默认焊接了9V电池盒。带震动功能(可选开或关),带声光提示功能。可以自行改装成金属探测棒,用于检测金属并进行定位。

电路分析:LD209A 金属检测棒,这是一款基于 LD209A 的电感式金属接近检测电路,配合 NE555 做信号转换,实现震动 + 声光提示。

整体功能:金属靠近线圈时,芯片输出变化,驱动震动电机(便于定位)、LED 和蜂鸣器报警。

1. 电源部分(参考电路图左下,3.3V 稳压)

  • 输入:POW 接口(Header-Male-2.54_1x2)
  • D1(1N4007) 反向保护二极管
  • U3 AMS1117-3.3 LDO 稳压,输出稳定 3.3V
  • 滤波:C4 10µF(电解)+ C7 100nF
  • R5 10k 上拉/偏置电阻
  • 用途:给 震动电机,LED,蜂鸣器提供 3.3V 电源。

2. 金属检测核心(参考电路图左上,LD209A)

  • 探测线圈:233µH 磁罐电感(通过 Header 外接,做成检测棒探头)
  • 振荡网络:
    • 线圈 + C2 2.2nF(222) 组成 LC 谐振
    • R2 220Ω 与线圈串联
    • R1 10k(可调电阻/电位器)接在 OSC 与 RF 之间,用于调节灵敏度/检测距离
    • R3 4.7k 配合 RF 脚
  • 芯片关键脚:
    • OSC / TANK:接 LC 振荡
    • DEMOD:接 C1 2.2nF 到地
    • VCC / GND
    • OUT1、OUT2:互补开漏输出(金属靠近时状态翻转)
  • 工作原理:芯片内部振荡,金属靠近时线圈 Q 值下降、振荡幅度变化,芯片检测后 OUT1/OUT2 翻转。

3. 震动马达驱动(参考电路图中左,OUT1 路径)

  • OUT1 → R4 1k → S1(MSS-2ZD18G2)(拨动开关)
  • 配合 Q1 MPS8550(PNP) 做开关驱动
  • 通过 Header 输出到震动电机
  • C5 100nF 滤波
  • 作用:金属检测到后产生震动反馈,方便手持时感知位置(定位辅助)。

4. 声光提示驱动(参考电路图中下,主要来自转换后的信号)

  • 信号经过 NE555 处理后,通过 R9 1k 接到 Q3 S8050(NPN) 基极
  • R11 10k 为基极下拉电阻(保证三极管可靠截止)
  • Q3 驱动:
    • LED1(限流 R8 1Ω)
    • BUZZER2(TMB12A05) 蜂鸣器
  • 金属检测到后,LED 闪烁 + 蜂鸣器滴滴间断响,实现声光报警。

5. NE555 信号转换部分(右侧)

  • U2 NE555
  • 外围关键元件:
    • R7 1M、R6 500k(定时电阻)
    • R12 10k、R10 1k
    • C3 100nF
    • Q2 MPS8550(PNP) 做电平转换/接口
  • 标注为信号转换电路
  • 作用:
    • 对LD209A 的 OUT2 信号进行整形或产生固定频率
    • 增强驱动能力
    • 把开漏信号转换成更适合驱动声光的波形,LED闪烁,蜂鸣器滴滴间断响

整体信号流程

OUT2 → NE555 信号转换 → Q3 → LED + 蜂鸣器(声光提示)

线圈感应金属 → LD209A 内部判断 → OUT1 / OUT2 翻转

OUT1 → 震动电机(触觉定位反馈)

调试建议:

  • 先调节 R1(10k 电位器),在无金属时让输出刚好处于临界状态,灵敏度最高。
  • 线圈绕制(匝数、直径、是否磁芯)对检测距离影响最大。
  • 震动电机和蜂鸣器电流较大,注意 3.3V 供电下的压降和驱动管发热。
  • NE555 部分如果只是简单跟随,可后期简化以降低功耗。

调试:检测探头塑料线圈侧可以检测到金属,另外一侧检测不到。安装上电池后,检测探头先不要靠近金属,逆时针旋转电位器旋钮,直到听见响声,然后在往反方向调节一点,至声音停止,此时的检测深度是最大的。震动开关:向左拨动震动关闭,向右拨动震动打开。

总结表

部分主要芯片/元件功能备注
检测核心LD209A + 233µH 线圈LC 振荡 + 金属判断R1 可调灵敏度
震动反馈OUT1 + S1 + Q1 MPS8550检测到后震动定位好用
声光报警Q3 S8050 + LED + 蜂鸣器LED 亮 + 蜂鸣器响R11 为下拉电阻
信号转换NE555 + Q2整形 / 驱动增强优化提示效果
电源AMS1117-3.33.3V 稳压输入建议 5-12V

电子元件BOM清单、电路原理图以及嘉立创PCB Gerber文件下载地址:

资源下载链接:https://pan.quark.cn/s/1733da5bcf9b

演示视频以及原理讲解: