Металлоискатель своими руками (схема, печатная плата, принцип работы)

Металлоискатели

Металлоискатель – это электронное устройство для поиска и различения металлов, предметов из металла, которые могут быть спрятаны на разной глубине под слоем песка, земли, в стенах помещений и различных конструкций.

Приведены принципиальные схемы металлоискателей, выполненных на транзисторах, микросхемах и микроконтроллерах. Металлоискатель заводского производства является достаточно дорогим устройством, поэтому самостоятельное изготовление самодельного металлоискателя может сэкономить не мало средств.

Схемы современных металлоискателей могут быть построены по разным принципам работы, перечислим наиболее популярные из них:

  • Метод биений (измерение изменения эталонной частоты);
  • Индукционный баланс на низких частотах;
  • Индукционный баланс на разнесённых катушках;
  • Импульсный метод.

Многие начинающие радиолюбители и кладоискатели задаются вопросом: как самому изготовить металлоискатель? Желательно начать свое знакомство со сборки простой схемы металлодетектора, это позволит разобраться в работе подобного устройства, получить первые навыки в поиске кладов и изделий из разноцветных металлов.

Сейчас существует достаточно большой выбор мультиметров, по самой разной цене.Теперь радиолюбитель может не ограничиваться скромным набором функций «легендарного» М-838. Ненамного дороже можно приобрести более современный прибор, который способен так же измерять и частоту переменного тока .

Металлоискатель предназначен для обнаружения металлического предмета (крышка колодца, отрезок трубы, скрытая проводка). Металлоискатель состоит из параллельного стабилизатора напряжения (транзисторы V1 V2)у генератора высокой (около 100 кГц) частоты на транзисторе V4, детектора ВЧ колебаний (V5) и.

Металлоискатель позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки. Это должно увеличить и глубину обнаружения. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рисунке. Схема собрана на транзисторах, работающих в режиме.

Схема самодельного металлоискателя на биениях, которая построена на пяти микросхемах. Находит монету 0,25мм на глубине 5см, пистолет – на глубине 10см, металлическую каску – 20см. Принципиальная схема металлоискателя на биениях изображена ниже. Схема состоит из следующих узлов: кварцевый генератор, измерительный генератор, синхронный детектор, триггер Шмидта, устройство индикации .

Схема, представленная на рисунке – это классический металлоискатель. Работа схемы основана на принципе супергетеродинного преобразования частоты, которое обычно используется в супергетеродинном приемнике. Принципиальная схема металлоискателя с интегральным УНЧ, в нем используются два генератора радиочастоты, частоты которых составляют 5,5 МГц. Первый радиочастотный генератор собран на транзисторе Т1 типа BF494, частота.

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см. Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и.

Простой компактный металлоискатель нужен для обнаружения в стенах под слоем штукатурки разнообразных металлических предметов (например, труб, проводки, гвоздей, арматуры). Это устройство полностью автономно, питается от 9 вольтовой батареи типа «Крона», потребляя от нее 4-5 мА. Металлоискатель имеет достаточную чувствительность для обнаружения: трубы на расстоянии 10-15 см; проводки и гвоздей на расстоянии 5-10.

Схема малогабаритного высокоэкономичного металлоискателя с хорошей повторяемостью и высокими эксплуатационными характеристиками, используя широко распространенные и недорогие детали. Анализ большинства распространённых схем показал, что все они питаются от источника с напряжением не ниже 9 В (то есть «Крона»), а это и дорого и неэкономично. Так, собранный на микросхеме K561ЛE5.

Схема металлоискателя каких-либо особенностей не имеет, проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителям. Как часто пишут в книгах и журналах, при правильном монтаже и исправных деталях работать начинает сразу. Печатная плата устройства показана на рисунке, она выполнена под SMD компоненты, все детали устанавливаются со стороны фольги, и сверления отверстий не требуется. Изготовление поисковой катушки требует высокой.

Металлоискатель своими руками – 12 принципиальных схем

Металлоискатель своими руками – как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64. 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 – 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1. 2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 . 100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7. 0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100. 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Металлоискатель своими руками

Хороший металлоискатель простой модели можно приобрести по стоимости в районе 200-300 долларов. Но сделать такое устройство можно и самостоятельно, даже с применением вместо некоторых деталей подручных средств. Это возможно при наличии у мастера минимального опыта работы с радиоэлектроникой.

Оборудование и материалы

Чтобы собрать самодельный металлоискатель своими руками, понадобятся следующие комплектующие и инструменты:

  • Микросхема. Подойдет как отечественная, типа КР1006РВИ1, так и ее аналог зарубежного производства ( NE 555)
  • Медный провод для наматывания катушки
  • Транзисторы различного формата ( BC 547, IRF 740, NPN и др.)
  • Готовая печатная плата или материал для ее изготовления
  • Пластиковая или металлическая трубка достаточной длины, для использования в качестве штанги
  • Материал для всех элементов корпуса – прочный пластик
  • Расходные материалы: любые подходящие крепежные элементы, изолента
  • Оборудование: паяльник, отвертки

Это минимальный набор, которого будет достаточно, чтобы собрать простейший прибор. Такое устройство отлично подойдет для начинающих кладоискателей.

Сборка устройства

Чтобы собрать наиболее простой металлоискатель, нужно пройти несколько шагов.

Сборка печатной платы

Электроника по традиции является наиболее сложной частью любого прибора. Обойтись без микросхем в данном случае невозможно, поэтому начинать сборку будет логично с печатной платы.

Для простого металлодетектора есть два варианта печатных плат:

  • Плата под микросхему NE 555 (или аналогичную отечественную

  • Транзисторная плата.

Даже при самостоятельной сборке, печатную плату все же лучше приобретать в готовом виде. Их можно найти в любом магазине радиоэлектроники. Дело в том, что даже если мастер решит собрать печатную плату самостоятельно, для ее изготовления понадобится покупать материалы, которые сделать самому вряд ли возможно, как например, гетинакс – плиты из прессованной бумаги.

Читайте также:  Чудная лампа настроения своими руками

Установка электроники на плату

Далее задача мастера – установить на плату все электронные элементы. Здесь главное условие – строго соблюдать принципиальную электрическую схему металлоискателя. От точности пайки зависит дальнейшая работа всего устройства.

Для повышения стабильности работы металлодетектора рекомендуется дополнительно установить на плату пленочные конденсаторы. Они имеют повышенные показатели термостабильности. Особенно актуально это для использования в холодную погоду, например, при частых поисках осенью.

Источник питания

Схема мощного самодельного металлоискателя обеспечивается любым источником питания, с суммарным напряжением от 9 до 12В. Но считается, что чувствительность прибора лучше при использовании источника питания 12В. Это может быть, как аккумулятор, так и несколько батареек. Можно даже использовать ненужные аккумуляторные батареи от ноутбуков.

Стоит отметить, что даже при простоте схемы, в итоге прибор получается достаточно мощный и потребляет значительное количество энергии. При длительных по времени поисках следует позаботиться о наличии запасных элементов питания, а лучше всего использовать заряжаемые аккумуляторы, что позволит избежать неприятностей с разрядкой батарей в самый неподходящий момент.

Сборка катушки

Так, как собираемый прибор относится к импульсным, то точность сборки катушки здесь важна в меньшей степени. Оптимальный вариант – использование оправы с диаметром около 200 мм. Намотать необходимо 25 витков медного кабеля. После завершения намотки, катушку необходимо дополнительно обмотать любой изолентой. Это обеспечит дополнительную защиту от попадания влаги.

Чтобы сделать катушку более чувствительной, можно увеличить диаметр рамки до 250 мм, при этом одновременно снизить количество витков кабеля до 21-22. После намотки и изоляции катушки, ее необходимо установить на жесткое основание. Крайне важно, чтобы оно было из неметаллического материала. Можно использовать ударопрочный пластик. Такая катушка станет более чувствительной на цветной металл, а с небольшими дополнительными доработками теоретически сможет выдавать сигналы и от драгоценных металлов, залегающих не слишком глубоко в почве.

Заключение катушки в прочный корпус очень важно, ведь она располагается в самом низу штанги и часто соприкасается с землей, низкорастущими растениями, травой, камнями и мусором. Таким образом катушка надежно защищена от ударов.

Выводы от катушки необходимо припаять к проводу, а лучше к витой паре.

Настройка прибора

Если сборка производилось согласно подробной инструкции, то в дополнительной настройке металлоискатель не нуждается, так как по умолчанию будет иметь максимально возможную чувствительность. Но если необходима более тонкая настройка, можно покрутить резистор R 13, добившись редких одиночных щелчков в динамике устройства.

Но если добиться такого эффекта удается только при крайнем положении, то резистор лучше сменить на R 12. Щелчки в динамике при нормальной работе должны возникать при средних положениях. При наличии осцилографа, этим устройством легко померять частоту и ускорить процесс настройки.

Частота для нормальной работы должна быть равна примерно 130-150 Гц.

Работа с металлоискателем

Сразу после включения, необходимо немного подождать (примерно 15 секунд), чтобы устройство стабилизировало свою работу. Настроив резистор R 13 до нужного состояния можно приступать непосредственно к поисковым операциям.

Сделать металлоискатель в домашних условиях

Не все знают, как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Основа работы любых металлодетекторов – передача и ответный прием электромагнитных волн. Ключевые элементы устройств такого типа: две катушки (иногда соединенные в одну). Первая катушка – передающая, вторая – ответственна за прием ответного сигнала, исходящего от обнаруженных предметов.

Металлоискатель работает по следующему принципу:

Исходящие от устройства силовые магнитные лучи проходят через металлические объекты, что создает дополнительное (вторичное) магнитное поле. Приемная катушка улавливает появления такого поля, отправляет сведения об этом в управляющий блок, который приводит в действие систему оповещения.

По принципу действия подобные устройства могут разделятся на:

· Простые. Самые дешевые приборы, ведущие свою работу по банальному, но эффективному принципу «передача-прием».

· Индукционные. Это как раз такие, в которых две катушки объединяются в одну общую.

· Импульсные. Работают на основе импульса, исходящего от передатчика. После выпуска импульса, он сразу же отключается и включается при необходимости генерирования нового импульса.

Есть и иная классификация устройств, основанная на их технических особенностях:

· Динамические. Простое в конструкции и работе устройство, непрерывно сканирующее зону действия созданного поля. Ключевой принцип работы с таким металлоискателем – необходимость постоянного нахождения в движении, иначе пропадает сигнал. Минус таких искателей – довольно низкий уровень чувствительности.

· Импульсные приборы. Имеют повышенную чувствительность, однако требуют наличия опыта и навыков дополнительной настройки. Иногда такое устройство оборудуется сразу несколькими катушками, каждая из которых применяется к различным типам металлов и почвы на местности, где проводятся работы. Среди металлодетекторов такого типа наиболее популярны электронные приборы, ведущие работу на низком частотном уровне – в районе 3 кГц.

· Электронные. Такие детекторы хороши для поиска крупных металлических предметов, имея хороший уровень чувствительности. Однако, с другой стороны, они могут пропускать мелкие артефакты, так как часто имеют настройку на игнорирование мелких сигналов, чаще всего исходящих от ненужных объектов, типа металлического мусора.

· Глубинный детектор предназначен для поиска объектов, залегающих на значительной глубине под землей. Такие устройства способны уловить сигнал даже на глубине до 6 метров, при том, что остальные чаще всего работают на глубине не более 3. Работает такой аппарат на основе двух катушек, как и другие. Но здесь изменено их положение относительно земной поверхности. Одна из них располагается параллельно земле, вторая – перпендикулярно.

· Еще один вариант, интересующий поисковиков в меньшей степени – стационарные металлодетекторы. Это ни что иное, как рамки, которые часто можно увидеть на особенно важных объектах: стадионах, станциях метро. Они способы вычислять наличие любых изделий из металла в сумках и внутренних людей, которые проходят через установленную рамку.

Самые простые из металлоискателей, которые основывают свою работу на принципе «передача-прием» также имеют несложную конструкцию и принцип сборки, поэтому именно такие устройства лучше всего подходят для изготовления собственными руками. Здесь важен лишь грамотный подбор деталей в соответствии с инструкцией, и наличие минимального опыта работы с радиоэлектроникой.

Как сделать металлоискатель своими руками

Изготовление металлоискателя из отечественных деталей для начинающих лучше всего рассматривать на основе модели «Пират». Этот вариант давно входит в топ самодельных металлоискателей. Он широко востребован среди любителей самостоятельной сборки, и в готовом виде является устройством с неплохими показателями глубины и точности поиска. Он позволяет обнаружить предметы на глубине до 1,5 метра, что для приборов с такой просто конструкцией можно назвать хорошим показателем.

Среди приборов такого уровня есть другая схема, основанная на биениях частоты. Но если сравнить характеристики «Пирата» с устройствами на этой схеме, сравнение окажется в пользу «Пирата». Кроме того, схема этого металлоискателя еще и проще в сборке, состоит из меньшего количества деталей и узлов.

Один из возможных недостатков данной модели – отсутствие функции дискриминации. Простая схема металлоискателя просто не может предоставить возможность подключения дискриминатора. Но с опытом, искатели учатся самостоятельно определять, какой именно металл выдает сигнал от колебания поля.

Устройство металлоискателя «Пират»

Данный детектор относится к приборам импульсного типа. Чтобы понимать, как собрать такой аппарат самостоятельно, надо знать как устроен металлоискатель, и затем понадобится приобрести:

· Длинная пластиковая трубка для штанги. На нее будет крепиться все остальное оборудование. Хорошо в этом случае подходят водопроводные трубы из ПВХ.

· Материал для корпуса блока управления. Можно использовать любую подходящую по размерам емкость из прочного пластика.

· Динамик. Подойдет любой, например, из небольшого китайского портативного радио. Главное условие – уровень сопротивления от 8 до 50 Ом.

· Наушники с разъемом формата mini – jack (3,5 mm ). Подойдут любые наушники от телефона, mp 3-плеера или любого аналогичного устройства

· Медный кабель на катушку

· Транзисторы различных типов: BC 547, IRF 740 и BC 557

· Две микросхемы: К157УД2 и NE 555

· Конденсаторы. Лучше использовать керамические и пленочные.

· Электролитные конденсаторы, всего 5 штук.

· Резисторы различного уровня сопротивления

«Пират» – металлоискатель на двух микросхемах. Здесь используется чип NE 555 или его отечественный аналог.

Работа устройства начинается с компаратора. Один его выход присоединяется к генератору (создающему электромагнитное поле), другой – к принимающей катушке, а третий – к динамику для звуковой сигнализации.

При обнаружении в рамках созданного поля объектов из металла, сигнал об этом от принимающей катушки поступает на компаратор, а после – на динамик, издающий соответствующую звуковую сигнализацию.

Готовая собранная плата, с размещенными на ней элементами помещается в обычную распределительную коробку. Ее можно сделать самостоятельно из прочного пластика, а можно купить в любом магазине радиоприборов.

Если стандартного прибора оказывается недостаточно, то есть вариант изготовить более совершенную модель для золота. Мощности прибора, собранного по обычной схеме недостаточно, чтобы реагировать на золото и предметы из него, поэтому в сети легко найти усовершенствованную схему.

Можно ли использовать детали из радиоприемника?

Для создания сигнала в этой модели прекрасно подойдут транзисторы образцов КТ-361 и КТ-215. Это детали образца СССР и их можно найти в любом старом радиоприемнике, или в любой радиотехнике из тех времен.

Собрать печатную плату искателя «Пират»?

Печатную плату для такого устройства можно изготовить самостоятельно, однако сделать это из подручных материалов не получится. Для изготовления понадобится лист специального материала – гетинакса. Он представляет собой прессованные плиты из плотной бумаги, пропитанной эпоксидной смолой. Дополнительно его необходимо покрыть специальной медной фольгой, которая используется в электротехнике.

На такую плату нужно перенести все соединяющие элементы, разметить места для креплений и в них аккуратно просверлить отверстия. Все дорожки необходимо покрыть специальным защитным лаком, а как только он высохнет, плату нужно опустить в хлорный раствор. Это дает дополнительную защиту участкам, где защитный слой медной фольги наиболее тонок.

Сборка катушки

В качестве основания необходимо кольцо, из любого неметаллического материала, имеющее диаметр около 200 мм. Могут подойти даже деревянные пяльцы. На выбранное основание наматывается медная проволока, примерно в 30 витков. Для повышения чувствительности необходимо увеличить диаметр кольца до 250-260 мм, а количество витков – уменьшить до 20-22.

Наматывать удобно на заранее приготовленной доске или любой ровной поверхности. Расстояние между витками необходимо соблюдать примерно на уровне, равном диаметру основания. В нескольких местах для надежности необходимо дополнительно укрепить обмотку катушки изолентой.

Далее необходимо снять намотку с основания, придать ей более округлую форму, при необходимости скрепить изолентой еще в нескольких местах.

Катушка готова, ее можно присоединять к детектору и тестировать работоспособность.

Также, катушку можно собрать из минимального набора подручных средств всего за несколько минут. Для этого кроме витой пары кабеля 2.5 мм понадобится минимальный набор инструментов: паяльник, мультитестер, острый нож и немного припоя.

Порядок действий в данном случае такой:

· Для начала провод нужно свернуть косичкой в два мотка, оставляя примерно по 10 см. с обеих сторон.

· Затем – зачистить обмотку, освободив жилы кабеля для соединения.

· Соединить жилы по схеме, для надежности спаять их паяльником с нанесением припоя.

· Протестировать наличие сигнала с помощью мультитестера, концы обмотки прикрепить паяльником к многожильному кабелю.

Сборка металлоискателя «Пират» из готовых деталей

Как только все элементы конструкции готовы, можно начинать полную сборку. Все детали крепятся на достаточно длинную штангу. Сверху прикрепляется удобная рукоять из резины, чуть ниже – управляющий блок, заключенный в пластиковый корпус, в самом низу – катушка. Если все сделано правильно, при сборке элементов не было допущено ошибок – прибор готов к работе, дополнительных манипуляций совершать не придется.

Как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях: ТОП-3 схем

  1. Малыш FM
  2. МИ ШАНС
  3. Clone PI

Если перед вами остро встал вопрос, как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях, то сейчас мы найдём на него ответ. Рассмотрим пошаговое создание трёх видов металлодетекторов со схемами, видео и пошаговыми фото.

Простой металлоискатель Малыш FM в домашних условиях — схема, монтаж

Малыш ФМ — это один из самых простых металлоискателей на сегодняшний день. Схема отлично подходит для создания пинпойнтера.

Работает Малыш ФМ по принципу частотомера (до этого его применяли в МИ Кощей ФМ). Схема металлоискателя простая, поисковую катушку также несложно сделать своими руками в домашних условиях. Именно по этой причине Малыш ФМ сыскал популярность сред радиолюбителей, несмотря на небольшие недостатки, о которых поговорим ниже.

Новая идея, которая возникла у создателей Кощея ФМ, имела и свои «подводные камни». Работа металлодетектора была нестабильна из-за постоянного дрейфа, а глубина поиска — сравнительно небольшая. Однако в Малыше ФМ эти проблемы попытались устранить программно и кое-что из этого получилось.

Схема металлоискателя Малыш ФМ

Все детали просты и доступны. Главное, использовать термостабильные конденсаторы, их можно взять из сгоревшего мультиметра или советские К71. А вот керамические конденсаторы не подходят.

Плата металлоискателя Малыш ФМ очень проста и выглядит вот так:

Для питания металлоискателя подойдут батарейки типа «Крона» или другой источник питания от 9 до 12 В. Сама плата металлоискателя потребляет всего 10 мА, а увеличение энергопотребления может вызвать только мощный динамик. По этой причине лучше использовать пьезодинамики или наушники.

Плату и прошивку для металлоискателя Малыш ФМ можно скачать ниже.

Изготовление катушки для металлоискателя МАЛЫШ ФМ

Катушка для металлоискателя Малыш ФМ также важна, как и качественные конденсаторы. Вместе с конденсаторами она образует колебательный контур с частотой 19 кГц.

Схему металлоискателя Малыш ФМ можно использовать в качестве пинпойнтера или пляжного металлодетектора.

Данные для намотки катушки: на обод диаметром 70 мм используется провод сечением 0.1–0.18 мм (95 витков).

На фото ниже пример серийно выпускаемых пинпойнтеров Малыш ФМ:

Читайте также:  Кодовый замок на Arduino своими руками

Для пляжника: на обод диаметром 180 мм используется провод ПЭТ 155 0.1–0.18 (55 витков).

Далее витки снимаются с обода и плотно сматываются между собой ниткой, затем на катушку наматывается алюминиевая фольга для экранирования катушки, в месте вывода концов катушки делается разрыв экрана (Промежуток без фольги). Затем на фольгу наматывается спиралькой луженая медная проволока, и ее кабелем соединяем с минусом на плате металлоискателя. Для подключения катушки к плате металлоискателя, хорошо подходит микрофонный провод (2 жилы в общем экране) провода подпаиваем к концам катушки, а «экран к экрану».

Видео, как работает металлоискатель Малыш ФМ:

Как сделать металлоискатель своими руками — схема МИ ШАНС, подробная инструкция

Представляем вашему вниманию схему импульсного металлоискателя с дискриминацией металлов ШАНС. По сравнению с другими подобными устройствами, он имеет огромное преимущество, связанное с относительной простотой изготовления поисковой катушки.

Собранный своими руками металлоискатель ШАНС с катушкой диаметром 25 сможет найти обручальное кольцо на расстоянии 18 см, а каску — 40–45 см. Максимальная глубина поиска — 1 метр.

Схема металлоискателя ШАНС

Также приводим схему кнопок управления металлоискателем:

Схема имеет средний уровень сложности. Для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях понадобится некоторый опыт.

Необходимые компоненты для сборки металлоискателя ШАНС своими руками

Схема МИ ШАНС содержит микроконтроллер, поэтому для его успешной сборки понадобится внутрисхемный программатор. Также в схеме имеется ряд достаточно дорогих компонентов: экран, процессор и АЦП.

По самой сборке прибор не сложнее, чем Tracker PI-2 и Clone PI-W, а по настройке — даже проще, поскольку в нём нет даже традиционного подстроечника для балансировки ОУ.

Особое внимание следует уделить именно АЦП MCP3201, только после его приобретения можно переходить к дальнейшей сборке прибора, поскольку найти его весьма непросто.

По схеме — МСР3201, но есть и аналоги — ADS7816, ADS7817, ADS7822, LTC1285, LTC1286, SP8528 (могут чем-то отличаться).

После этого, следующим важным пунктом идёт ЖКИ-индикатор, как самая дорогая деталь, его цена — около 10 долларов. Подходят любые индикаторы на встроенном контроллере HD44780 (почти все именно такие), их выпускают многие фирмы, поэтому давать конкретную маркировку очень сложно. Лучше всего просто выбрать ЖКИ-индикатор со встроенным контроллером на две строки по 16 символов. Будет он с поддержкой кириллицы или нет — не важно. Будет у него подсветка или нет — тоже не важно, если не планируется использование в тёмное время суток или в подвалах/катакомбах. Но в любой маркировке нужного индикатора будет иметь место «1602» — обозначающее, что это знакосинтезирующий индикатор с двумя строками по 16 символов.

Если вы такой индикатор держите в руках впервые, с ним лучше сразу «ближе познакомиться». Хорошо, если найти на него даташит, но можно обойтись и без него, если внимательно осмотреть. Подключаем от внешнего источника +5 В на вывод 2 индикатора, а землю — на выводы 1 и 5. Обычно, отверстия и экран самого индикатора сидят на массе, а печатные проводники питания шире, чем сигнальные — это тоже поможет лучше и правильнее разобраться.

Вывод 3 индикатора через подстроечный резистор 22 кОм садим на массу (как на схеме прибора). Включаем и вращением этого подстроечника добиваемся красивого отображения всей верхней строки индикатора. Желательно разобраться и с подсветкой — она выведена на противоположную сторону индикатора двумя отдельными выводами, может быть продублирована и на выводы 15 и 16 (обычно). Находим, где «плюс», где «минус», пробуем запитать от +5 В, желательно через резистор 200 Ом (как на схеме). Вот теперь с индикатором вы хорошо знакомы, настроили контрастность и можно быть уверенными, что из-за него у вас уже проблем не будет.

Теперь, что касается остальное комплектации, из ОУ (по схеме он ОР37) пока что рабочей оказалась только NE5534P, которая намного дешевле указанной ОР37 и более распространённая. Преобразователь положительного напряжения с +12 В в отрицательное -12 В можно применить без буквы S в названии. Вместо полевичка КП505 идёт КП501А.

Подробная инструкция по сборке металлоискателя ШАНС своими руками

Процесс сборки металлодетектора ШАНС нужно начать с изготовления печатной платы. Скачать рисунок печатной платы и другие материалы для сборки металлоискателя ШАНС своими руками от можно ниже.

Собранная плата металлоискателя ШАНС выглядит так:

После изготовления и спайки платы, необходимо прошить микроконтроллер. Последняя версия прошивки 1.2.1.

Все версии прошивок для скачивания: proshivki-dlya-mi-shans.rar

Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляем как на рисунке ниже:

После этого, к металлоискателю подключаем питание, и он должен заработать. Правда пока металл он видеть не будит. Нужно еще изготовить катушку.

А вот так выглядит уже собранный блок:

Металлоискатель ШАНС своими руками — изготовление катушки

Шанс может работать с катушками от любых импульсных металлоискателей, но для хорошей дискриминации металлов подойдут только катушки с низкой паразитной емкостью. Поэтому лучше этот элемент изготовить по приведенной ниже схеме:

Для намотки катушки можно использовать обмоточный провод сечением 0,67–0,85 мм.

После подключения катушки, вы уже можете полностью проверить металлоискатель. Но для полноценной работы с металлоискателем, его стоит засунуть в корпус и изготовить для него штангу.

Ложные срабатывания у металлоискателя ШАНС отсутствуют, если поблизости нет включенных электроприборов. Чувствительность хорошая, как для селективных МД. Селективность и дискриминация своё дело делают. Все нюансы, которые сопутствуют работе даже очень приличных и дорогих фирменных приборов, аналогично отрабатывают и здесь — например, плоские железные предметы «бьют в цветняк», так как в них проводимость тоже неслабая. Ждать здесь чудес особо не приходится — природу не обманешь, но с опытом по индикатору и звуку отличить железки от латуни и бронзы можно.

В работе ШАНС показал себя, как простой и надежный металлоискатель, но с дискриминацией все не очень радужно. Реально прибор отсеивает только мелкий железный мусор и небольшие гвозди, а вот пивные пробки уже вызывают трудности. Также прибор, как и другие импульсные металлоискатели, плохо видит золотые цепочки.

Металлоискатель Шанс себя хорошо зарекомендовал и имеет хорошие отзывы. А некоторые радиолюбители даже наладили его мелкосерийное производство.

Видео с запуском МИ ШАНС на столе:

Металлоискатель Clone PI в домашних условиях — схема и подробная инструкция

Clone PI это импульсный металлоискатель без определения типа металлов, который может работать с катушками различных размеров. При использовании кольца диаметром 20 см, МИ Клон может находить монету на глубине до 25 см, а крупный металл — до 1 метра.

За основу Клона взята схема металлоискателя Tracker PI-2 с внесением в нее некоторых изменений.

Металлоискатель Clone PI имеет следующие отличия от оригинала (Металлоискателя Tracker PI-2):

  • Использование микроконтроллера AVR вместо PIC-контроллера.
  • Использование ЖКИ экран без светодиодов для индикации.
  • Наличие быстрой и медленной автоподстройки.
  • Все управление металлоискателем кнопочное (без переменных резисторов).

Схема металлоискателя Clone PI

Клон ПИ — это импульсный металлоискатель средней сложности, для новичка он будет сложен в изготовлении. Однако человек, имеющий небольшой опыт в сборке металлоискателей или другой электроники, сможет с ним справиться.

Схема металлоискателя Клон содержит несколько дорогостоящих элементов: ЖКИ экран, АЦП MCP3201 и микроконтроллер. Перед началом изготовления металлоискателя, обязательно приобретите АЦП, так как с его покупкой могут возникнуть трудности!

Также схема металлоискателя, содержит программируемый микроконтроллер, поэтому для его изготовления вам понадобится программатор с поддержкой программирования микроконтроллеров — PIC18F252 и умение им пользоваться.

На экране, металлоискатель Клон Пи выводит следующую информацию:

  1. Уровень отклика («быстрый» и «медленный» слайдеры).
  2. Напряжение питания.
  3. Порог (величина, обратная чувствительности).
  4. Громкость.
  5. Признак активности автоподстройки (отклик превышает порог в любую сторону).
  6. Признак медленной автоподстройки (отклонение отклика в положительную сторону), совпадает со звуковой сигнализацией.
  7. Индикатор включённой подсветки дисплея.

В работе металлоискатель Клон показал себя весьма неплохо. При качественной сборке Клон практически не отличается по поисковым характеристикам от Tracker PI и других импульсных металлоискателей.

Сборка металлоискателя Clone PI своими руками

Сборку металлоискателя Clone PI, как уже сказано выше, следует начать с поиска и покупки деталей, для изготовления печатной платы. После этого можно переходить к непосредственному процессу изготовления и сборки.

Первым делом, необходимо вытравить печатную плату:

После изготовления печатной платы в нее необходимо впаять все радиодетали. Микросхемы лучше установить на панельки. Также к плате подключаем кнопки управления, экран, динамик и разъемы для катушки и питания металлоискателя. После окончания пайки плату необходимо промыть спиртом и хорошо просушить.

Затем внимательно осматриваем плату, чтобы выявить непропаенные места и «залипухи». Если все хорошо, можно приступать к программированию микроконтроллера.

Прошивки, рисунки печатной платы и прочие материалы, которые могут понадобиться при создании металлоискателя Клон Пи своими руками в домашних условиях, вы можете скачать ниже.

Файлы для скачивания: klon-pi.rar

После программирования, микроконтроллер устанавливаем на плату, и уже можно увидеть первые плоды своего труда.

Если металлоискатель включился, на экране все показывает, подает звук и реагирует на кнопки управления, то можно переходить к изготовлению поисковой катушки. Если что-то не работает, то возвращаемся к этапу визуального осмотра, проверке платы по схеме и выявлению дефектов сборки!

Изготовление поисковой катушки для металлоискателя Клон ПИ

Простую поисковую катушку для металлоискателя Clone PI своими руками можно изготовить из обмоточного эмаль провода диаметром 0,6–0,8 мм, намотав 25 витков на оправку диаметром 25–27 см. В качестве оправки можно использовать кастрюльку или другой подходящий круглый предмет.

Затем витки катушки туго уматываем изолентой или скотчем. К концам катушки подпаиваем свитый многожильный провод сечением 0,75 мм и длиной 1–1,3 метра. Для удобства работы, защиты катушки от ударов и придания ей эстетического вида, можно ее засунуть в такой корпус:

К концу катушки подпаиваем разъём и подсоединяем ее к металлоискателю. Включаем его и проверяем наличие реакции на металл. Если реакция есть и у вас хорошая чувствительность, то можно произвести подстройку металлоискателя и приступать к окончательной сборке металлоискателя в корпус. На фото ниже приведен пример расположения элементов металлоискателя внутри корпуса.

После сборки металлоискателя и катушки в корпус остается изготовить к нему штангу и приступать к поискам!

  • Смотрите также, как сделать металлоискатель ПИРАТ своими руками

Самодельные металлоискатели: простые и посложнее – на золото, черный металл, для стройки

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Принцип действия металлоискателя

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

  1. Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
  2. Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
  3. Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
  4. Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
  5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
  6. Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
  7. Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.
Читайте также:  Как осуществить мечту! Яхта из фанеры своими руками!

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

  • Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
  • Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
  • Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

  1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
  2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
  3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
  4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

  • Параметрическим.
  • Приемо-передающим.
  • С накоплением фазы.
  • На биениях.

Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».

Монопетля

Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Номограмма для расчета многослойных катушек

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

  • Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
  • По номограмме определяем количество витков w.
  • Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
  • Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
  • Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d

Схема простого и достаточно эффективного металлоискателя «ПИРАТ»

Собрать такой аппарат под силу каждому, даже тем кто совершенно далек от электроники, просто нужно припаять все детали как на схеме. Металлоискатель состоит из двух микросхем. Они не требуют ни каких прошивок и программирования.

Питание 12 вольт, можно от пальчиковых батареек но лучше АКБ на 12в (небольшой)

Катушка намотана на оправке 190мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5

Характеристики:
– Потребляемый ток 30-40 мА
– Реагирует на все металлы дискриминации нет
– Чувствительность 25 миллиметровая монета – 20 см
– Крупные металлические предметы – 150 см
– Все детали не дорогие и легкодоступные.

Список необходимых деталей:
1)Паяльник
2)Текстолит
3)Провода
4)Сверло 1мм

Вот список необходимых деталей

В схеме используются 2 микросхемы (NE555 и К157УД2). Они достаточно распространенные. К157УД2 – можно выковырять из старой аппаратуры, что я с успехом и сделал





Далее просто припаиваем все компоненты на свои места.

Для К157УД2 лучше поставить переходную панельку.




По схеме катушка диаметром 19 см и содержит 25 витков. Сразу замечу, что катушку нужно делать такого диаметра исходя из того, что вы будете искать. Чем больше катушка тем глубже поиск, но большая катушка плохо видит мелкие детали. Маленькая катушка хорошо видит мелкие детали, но глубина не большая. Я сразу намотал себе три катушки 23см(25 витков), 15см(17 витков) и 10см(13-15 витков). Если нужно накопать металлолом, то ставим большую, если на пляже мелочевку искать, то катушку меньше, ну сами разберетесь.

Катушку мотаем на чем угодно подходящего диаметра и плотно обматываем изолентой, что бы витки были плотно друг возле друга.


Катушка должна быть, как можно ровной. Динамик взял первый попавшийся.

Теперь все подключаем и пробуем схему на работоспособность.

После подачи питания, нужно подождать 15-20 секунд пока схема прогреется. Ставим катушку подальше от любого металла, лучше всего подвесить в воздухе. После начинаем крутить переменный резистор 100К пока не появятся щелчки. Как только щелчки появились крутим в обратную сторону, как только щелчки пропадут хватит. После этого, так же настраиваем резистор 10К.

На счет микросхемы К157УД2. Кроме той, что я выковырял, я еще 1 попросил у соседа и две купил на радио рынке. Вставил купленные микросхемы, включил прибор, а он отказался работать. Долго ломал голову, пока просто не поставил другую микросхему (ту что выпаял). И все сразу заработало. Так что вот для чего нужна переходная панелька, что бы подобрать живую микросхему и не мучатся с выпаиванием и впаиванием.

Вот ВИДЕО испытаний

Испытания дома проводил на средней катушке диаметром 15 см. Так вот золотое кольцо по воздуху ловило на 18см, ножницы 30см. настольная лампа 50см. что достаточно не плохо для такого метало детектора.

Ссылка на основную публикацию