Как работает металлоискатель. Какие бывают типы металлодетекторов. Как собрать простой металлоискатель «Пират» своими руками. Какие материалы и детали потребуются для сборки. Как правильно намотать катушку металлоискателя. Какие есть плюсы и минусы у самодельных металлодетекторов.
Принцип работы металлоискателя
Металлоискатель — это прибор для обнаружения металлических предметов в земле, стенах и других средах. Принцип его работы основан на электромагнитной индукции:
- Прибор создает переменное электромагнитное поле с помощью генератора и передающей катушки.
- Когда в зону действия поля попадает металлический предмет, в нем возникают вихревые токи.
- Эти токи создают свое магнитное поле, которое улавливается приемной катушкой прибора.
- Электронная схема анализирует изменение сигнала и подает звуковой или световой сигнал об обнаружении металла.
Таким образом, металлоискатель позволяет находить скрытые металлические предметы без непосредственного контакта с ними. Это делает его незаменимым инструментом для поиска кладов, археологических артефактов, трубопроводов и многого другого.
Основные типы металлоискателей
Существует несколько основных типов металлодетекторов, различающихся по принципу действия:
- Импульсные индукционные — создают короткие импульсы магнитного поля и анализируют время затухания вихревых токов в металле. Хорошо обнаруживают крупные объекты на большой глубине.
- Частотные — работают на одной или нескольких частотах, измеряя изменение фазы и амплитуды сигнала. Позволяют определять тип металла.
- Бит-детекторные — сравнивают сигналы от двух генераторов. Просты в изготовлении, но менее точные.
- Магнитометрические — измеряют изменение магнитного поля Земли. Обнаруживают только ферромагнитные металлы.
Для самостоятельного изготовления лучше всего подходят бит-детекторные и простые импульсные схемы металлоискателей.
Схема простого металлоискателя «Пират»
Одной из самых популярных любительских конструкций является металлоискатель «Пират». Его главные достоинства — простота и доступность деталей. Вот принципиальная схема электронного блока «Пирата»:
«` «`Основные элементы схемы:
- DD1, DD2 — микросхемы NE555 или аналоги
- R1-R5 — резисторы номиналом от 1 кОм до 100 кОм
- C1-C4 — конденсаторы 0.1-10 мкФ
- L1 — поисковая катушка
- VD1 — светодиод индикации
- BF1 — динамик или наушники
Схема работает по принципу биений частот двух генераторов. При обнаружении металла частота одного из генераторов изменяется, что приводит к появлению звукового сигнала.
Изготовление поисковой катушки
Поисковая катушка — важнейший элемент металлоискателя. От ее параметров зависит чувствительность и глубина обнаружения. Для «Пирата» рекомендуется следующая конструкция катушки:
- Диаметр — 20-25 см
- Количество витков — 20-25
- Провод — медный эмалированный 0.5-0.8 мм
- Каркас — пластиковый, без металлических частей
Порядок изготовления катушки:
- Подготовить каркас нужного диаметра.
- Намотать провод равномерно, виток к витку.
- Закрепить концы обмотки.
- Пропитать катушку эпоксидной смолой для влагозащиты.
- Подключить выводы к электронной схеме.
Правильно изготовленная катушка обеспечит высокую чувствительность металлоискателя.
Сборка корпуса металлоискателя
Для удобного использования металлоискателя необходимо изготовить корпус. Основные элементы конструкции:
- Штанга длиной 1-1.2 м (можно использовать пластиковую трубу)
- Ручка для удержания (например, от лопаты)
- Крепление для поисковой катушки
- Блок электроники с элементами управления
- Отсек для батарей питания
При сборке важно обеспечить надежное крепление всех узлов и влагозащиту электронной части. Для удобства поиска катушку лучше сделать поворотной. Это позволит менять угол сканирования.
Настройка и калибровка металлоискателя
После сборки металлоискатель необходимо настроить и откалибровать. Основные этапы:
- Проверка работы генераторов и звукового сигнала.
- Регулировка частоты генераторов для получения нулевых биений.
- Настройка чувствительности с помощью потенциометра.
- Проверка обнаружения разных металлов на воздухе.
- Калибровка в грунте для устранения ложных срабатываний.
Правильная настройка позволит добиться максимальной чувствительности и стабильной работы прибора в различных условиях.
Преимущества и недостатки самодельных металлоискателей
Изготовление металлоискателя своими руками имеет ряд плюсов и минусов:
Преимущества:
- Низкая стоимость по сравнению с готовыми приборами
- Возможность модификации и улучшения конструкции
- Понимание принципов работы устройства
- Удовлетворение от создания прибора своими руками
Недостатки:
- Уступают заводским моделям по чувствительности и функциональности
- Требуют времени и навыков для изготовления
- Могут быть нестабильны в работе
- Отсутствие гарантии и сервисного обслуживания
При этом самодельный металлоискатель вполне подходит для знакомства с принципами поиска и получения первого опыта.
Советы по использованию металлоискателя
Чтобы добиться хороших результатов при поиске металла, следуйте этим рекомендациям:
- Изучите инструкцию и потренируйтесь на известных объектах.
- Двигайте катушку плавно, на одинаковом расстоянии от земли.
- Сканируйте участок медленно, перекрывая полосы поиска.
- Отмечайте места сигналов и проверяйте их повторно.
- Копайте аккуратно, чтобы не повредить возможные находки.
- Ведите журнал поисков, отмечая условия и результаты.
Помните, что для поиска на чужой территории может потребоваться разрешение. Всегда соблюдайте законы и правила использования металлоискателей в вашем регионе.
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
Мечта найти клад всё чаще заменяется в наше время более реалистичной программой поиска драгоценных металлов в природной или искусственной среде.
В современных условиях очень важно найти и извлечь ценные материалы, оказавшиеся среди отходов, мусора или в другой неконтролируемой среде.
Аппаратура – важный компонент технологии такого поиска.
Поиск и извлечение золота и ценных металлов из отходов, мусора, в природной обстановке – часть стратегии рециклинга, технологии эффективной переработки использованных материалов, в том числе переработки драгоценных металлов.
Занятие их поиском в земле или в массе промышленных и других отходов не только требует применения аппаратуры, но и стимулирует её совершенствование. Создаются приборы разного уровня и специализации. Есть интерес к такой аппаратуре у любителей и энтузиастов поиска ценных металлов.
Устройство металлодетектора
Металлоискатель – самый главный инструмент ручного поиска металлов в хаотичной природной или искусственной среде.
С помощью такого прибора можно искать не только чёрный металл, но и золото, серебро, другие драгоценные металлы.
Принцип устройства любого металлоискателя основан на электромагнитных эффектах.
Вот как работает типичная технология поиска металла:
- Прибор создаёт электромагнитное поле.
- Металлический объект, скрытно расположенный в инородной среде, оказывает воздействие на такое поле, когда попадает в сферу его влияния.
- Прибор улавливает воздействие объекта на электромагнитное поле и сигнализирует об этом.
Большее количество моделей металлоискателей работают именно на таком принципе.
Технические различия такой аппаратуры позволяют получить более полную информацию о факте обнаружения металлического объекта, например:
- оценить массу находки;
- получить данные о форме, размерах и конфигурации объекта;
- уточнить место расположения, в том числе – по глубине.
В Сети есть множество информации о металлоискателях разной сложности и конструкции. Там же можно освежить в памяти теорию электромагнитного поля, изучаемую в школе.
Самые простые, примитивные металлоискатели (обычно это самодельные конструкции для поиска золота, серебра и других металлов энтузиастов-любителей) собирают из готовых устройств и изделий, работающих с использованием электромагнитных эффектов.
Многие знакомы с примитивной, но вполне работоспособной схемой металлоискателя, в котором электромагнитное поле создаёт импульсный элемент обычного калькулятора.
Реакцию создаваемого поля на обнаруженные металлические объекты улавливает самый простой бытовой радиоприёмник. Сигнал о такой находке — звуковой, достаточно отчётливый и понятный.
Более сложные любительские и профессиональные устройства поиска металлов сохраняют логическую основу технологии в виде трёх компонентов:
- генератора электромагнитного поля;
- датчика изменений этого поля;
- аппаратуры оценки обнаруженных аномалий, сигнализирующей об этом.
Устройства разного уровня сложности и функционального потенциала могут быть условно разделены на группы. Классификация на основе профессионализма и специализации пользователей – одна из общепризнанных:
- любительская аппаратура, собранная собственноручно и используемая в качестве инструмента хобби или новичками в деле поиска металлов;
- полупрофессиональная аппаратура, необходимая увлечённым любителям и фанатикам;
- профессиональные металлоискатели для постоянно работающих в этой сфере;
- специальные аппараты для мастеров поиска металла в сложных условиях – на глубине, под водой, с выделением драгоценных металлов.
Распространение аппаратуры поиска металлов таково, что многие устройства этого типа можно приобрести в магазинах садового и дачного инвентаря.
Аппарат для поиска и обнаружения металла нужен не только в деле рециклинга, в поиске артефактов и кладов. Многочисленные системы безопасности, всем известные рамки – одна из версий технологии поиска металла. Настройки этих рамок ориентированы на поиск оружия и аналогичных опасных предметов.
Катушка
Очень важный узел аппаратуры поиска металлов – катушка или рамка. Это чаще всего обмотка специальной конфигурации, задача которой сформировать электромагнитное поле и уловить его реакцию на обнаружение инородного для среды поиска металлического тела.
В большинстве конструкций катушку располагают на длинной штанге – ручке для её перемещения вблизи зоны поиска.
Для любительского изготовления катушек продаются каркасы наиболее востребованных типов. Проще всего сделать такое приобретение в интернет-магазине.
Многие любители изготавливают каркасы катушек самостоятельно. Это делается из соображений экономии средств или в надежде получить более качественный инструмент авторской конструкции.
Для этого используются подручные средства – пластмассовые изделия, фанера и даже заполнение монтажной строительной пеной собранной обмотки.
Оператор поиска или кладоискатель стремится найти наиболее эффективную технику работы с металлоискателем, выбирая нужные режимы работы электроники и правильные приёмы манипуляций катушкой.
Электронная схема
Логический элемент металлоискателя – электронная схема. Она выполняет много функций:
- Первая задача этого компонента заключается в создании электромагнитного сигнала нужного формата, который при помощи катушки преобразуется в поле.
- Вторая задача электронной схемы – анализ улавливаемых рамкой изменений поля, их обработка.
- Третья задача – подача информирующего сигнала оператору – звуком, светом, показаниями индикаторов и приборов.
Лучше всего, если желающий собрать электронную схему самостоятельно владеет познаниями в радиолюбительском деле или в электронной технике. Такой мастер может не просто собрать нужную схему, но и изменить, улучшить конструкцию.
Многие электронные устройства достаточно просты, их сборку может выполнить даже новичок. Полученное устройство будет работоспособным без настройки, если сборщик в точности выполнил рекомендации разработчика такой схемы.
Как сделать «Пират» самостоятельно?
Одна из наиболее популярных моделей металлоискателей, рассчитанных на собственноручное любительское изготовление – «Пират».
Это название, содержащее сокращённые данные его устройства и сайта разработчиков, остроумно отражает романтику поиска драгоценных металлов.
Вот главные достоинства этой модели:
- простота устройства и сборки;
- невысокая стоимость деталей и материалов;
- достаточные рабочие параметры;
- признанное удобство для новичков.
Электронная схема этой модели не требует программирования. В «Пирате» используются доступные каждому детали, правильно собранная схема полностью работоспособна.
Конструкция и принцип работы
Конструктивная схема и компоновка металлоискателя «Пират» традиционна для аппаратуры такого рода. Она представляет собой штангу, на нижнем конце которой установлена катушка, а в верхней части – электронный блок с элементом питания.
Расположение электронного блока должно оставлять место для удобного удержания штанги рукой.
Некоторые мастера предпочитают, чтобы звуковой сигнал аппарата подавался не динамиком, а наушниками. В таком случае от электронного блока отходит кабель наушников.
Технология работы аппарата – импульсная. Это позволяет обеспечить очень хорошие для такого класса аппаратуры показатели чувствительности. Ниже представлена схема электронного блока на микросхемах.
Аналогичную схему можно собрать, использовав транзисторы вместо микросхем. Такая версия может потребовать дополнительных настроек, доступных только опытным радиомастерам. Вот почему транзисторная схема используется реже.
Материалы, детали и заготовки
Помимо подробно и точно указанных на принципиальной схеме электронного блока деталей, для сборки металлодетектора на золото и другие металлы потребуется приготовить некоторые материалы и заготовки:
- готовая плата для сборки электронной схемы или фольгированный материал для её самостоятельного изготовления;
- источник питания в виде любой комбинации аккумуляторов или батареек суммарным напряжением 12V;
- эмаль-провод сечением 0,5 – 0,6 мм для изготовления катушки;
- многожильный медный провод для соединений сечением не менее 0,75 кв.мм;
- корпус для электронного блока — пластмассовая ёмкость подходящего размера;
- достаточно прочная пластмассовая труба для штанги;
- каркас для намотки катушки;
- расходные материалы – припой, термоусадочный кембрик, изолента, винты и саморезы крепежа, клеи и герметики.
Печатную плату для сборки электронной схемы лучше всего делать по образцу разработок, представленных в интернете.
Ниже представлен один из таких образцов, пригодный для сборки электроники на микросхемах.
Изготовлением платы занимаются любители самодельной электроники, да и то не все. Большинство желающих создать металлоискатель самостоятельно предпочитают купить такую деталь.
Для сборки катушки потребуется оправа или каркас, не содержащий металлических элементов. Самодеятельный мастер может изготовить такой каркас из фанеры, пластмассы или подобрать похожий по параметрам из готовых пластмассовых изделий, например – посуды. Оправа может быть приобретена в готовом виде или сделана самостоятельно
Рекомендуемые параметры катушки – 25 витков эмаль-проводом диаметром 0,5мм по оправке диаметром 190-200мм. Увеличение диаметра на 30% приведёт к повышению чувствительности аппарата, при условии, что количество витков будет уменьшено до 20-21.
Пластмассовый каркас для катушки – одна из самых распространённых в продаже деталей металлоискателей.
Технология манипуляций катушкой такова, что этот весьма непрочный узел может пострадать от ударов о неровности земли, камни, острые предметы. Во избежание этого катушку на каркасе прикрывают снизу пластмассовой тарелкой. Такая тарелка не только защищает катушку, но и обеспечивает режим скольжения по высокой траве. Поиск становится более интенсивным.
Порядок сборки и дизайн
Для успешной сборки металлоискателя лучше всего придерживаться такого порядка действий:
- изготовление печатной платы и сборка электронной схемы;
- выбор подходящей по размеру пластмассовой ёмкости для неё и завершение сборки электронного блока;
- изготовление катушки;
- изготовление штанги удобной формы и крепление на неё электронного блока и катушки, выполнение соединений электронной схемы.
Хотя принципиального характера порядок сборки не имеет. Для тех, кто изготавливает аппарат для постоянной длительной работы в области поиска цветных металлов и последующего рециклинга (переработки ради повторного применения), важным фактором является удобство пользования.
В этом случае проработка формы штанги и компоновка основных элементов аппарата становится ключевым фактором. Таким образом, в создании аппарата появляется серьёзная дизайнерская фаза.
Лучше всего выполнять этот этап работы с помощью моделирования в натуральную величину. Такое моделирование можно произвести с использованием деревянных деталей подходящей формы, например:
- черенка для лопаты;
- фанерных кусков нужной формы;
- обрезков из древесины;
- временного крепежа из кусков проволоки, гвоздей и верёвок.
Убедившись, что скомпонованная модель аппарата будет достаточно функциональна и удобна, можно приступать к решающей сборке. Готовый аппарат, как правило, не требует настройки, он полностью готов к работе. Начать поиск металла можно, выбирая нужный уровень чувствительности и правильную тактику манипуляций катушкой.
Сборщики, которым нужно как можно быстрее собрать свой аппарат, могут воспользоваться готовыми наборами деталей.
Покупка такого комплекта позволяет значительно упростить изготовление «Пирата». Одно из предложений есть здесь.
Пользователи металлоискателя «Пират», обладающие навыками в радиолюбительском деле, модифицируют конструкцию этого аппарата. Вот только несколько направлений таких усовершенствований:
- Изготовление катушки с необычными параметрами – по размерам, из особенных материалов, например – кабеля типа «витая пара».
- Устройство дополнительных функциональных систем, например – индикации степени разряда аккумулятора.
- Изготовление моделей для подводной работы.
- Дополнения электронной схемы, позволяющие различать металлы (создание функции дискриминации).
Простой, недорогой и надёжный металлоискатель «Пират» исправно работает в самых разных условиях.
Самодельный металлодетектор – плюсы и минусы
Дешевизна, базовое преимущество самостоятельного изготовления любых изделий, актуальна для металлоискателя. Вот какие ещё есть достоинства у самодельного аппарата:
- наибольшее соответствие технологии поиска для новичков;
- возможности создания аппарата полностью индивидуальной формы, дизайна и конфигурации;
- удовольствие от самостоятельного изготовления эффективного, работоспособного прибора.
Как и любое устройство, изготовленное любительским образом, металлоискатель не лишён некоторых недостатков.
Вот какие особенности модели «Пират» отмечают пользователи:
- энергичное потребление заряда аккумуляторов питания;
- отсутствие дискриминации, то есть точной чувствительности на чёрные, цветные и драгоценные металлы;
- ограниченная в сопоставлении с дорогостоящими моделями чувствительность.
Несмотря на недостатки, модель «Пират» очень популярна. Это объясняется простотой самодельного изготовления и высокой результативностью недорогого аппарата.
Занятые в области рециклинга специалисты считают, что возможности дискриминации металлоискателя не имеют большого значения. Все найденные металлы настолько ценны, что их переработка всегда оправдана. Ориентация на поиск золота требует не только аппаратуры, но и немалого опыта, сопутствующих знаний и, конечно же, удачи.
Видео по теме
В видео представлено подробное руководство по изготовлению и сбору металлоискателя «Пират» своими руками:
Заключение
Когда металлоискатель будет готов, можно начинать работу. Нужно отдать себе отчёт в том, что ни один самый совершенный аппарат не позволит находить только золотые скрытые объекты.
Металлоискатель поможет найти ценный металл, и весьма вероятно, что это будет золото. Лучше всего, если у будущего искателя металлов и золота будет реальное представление о технике поиска.
Многие особенности эксплуатации готовой аппаратуры очень важны для тех, кто разрабатывает и собирает собственные модели. Нужно заранее иметь представление о технологии работы с такой аппаратурой – именно это является основой её качественного дизайна.
Результативность поиска золота повышается с опытом. Вот наиболее важные элементы такого опыта:
- правильный выбор конструкции металлоискателя и его качественное изготовление своими руками;
- способность правильного выбора площадки поиска;
- умение использовать потенциал металлоискателя полностью;
- выбор правильной технологии поиска в разных условиях;
- модернизация металлоискателя.
Правильно собранная и отлаженная аппаратура всегда поможет в поиске золота, и этот ценный металл обязательно найдется.
Вконтакте
Одноклассники
Мой мир
Простой металлоискатель своими руками
Приветствую, Самоделкины!Металлоискатель очень заманчивое устройство. Его можно использовать для самых разных целей, например, для поиска старой проводки, водопроводных труб, ну и клада в конце концов. На самом деле, понятие металлоискатель очень обширное, а сами металлоискатели бывают разными. Принцип поиска металла заложенный в классических металлоискателях применяется в самых разных устройствах начиная от простых детекторов и заканчивая радиолокационными станциями. Углубляться в теорию, пожалуй, будем как-нибудь в другой раз. Ну а сейчас перейдем к делу.
В последнее время большую популярность набирают так называемые импульсные металлоискатели, которые в своем составе содержат только одну катушку и имеют относительно простую конструкцию. При этом обеспечивают довольно неплохую чувствительность и высокую надежность. Импульсный металлоискатель работает по принципу прием-передача. Поисковая катушка в таком металлоискателе может работать в 2-ух режимах: приема и передачи.
Излучаемая катушка: сигнал генерирует или возбуждает в металле вихревые токи Фуко, которые улавливаются самой катушкой.
У разных металлов разная электропроводность, многие металлоискатели умеют распознавать это, с достаточно высокой точностью определяя, что за металл находится в земле. Приведенная схема металлоискателя в сети встречается очень часто, но фото реальных конструкций и отзывов крайне мало, поэтому AKA KASYAN (автор одноименного YouTube канала) решил повторить схему дабы понять, что к чему. Автор создал печатную плату и запаял все компоненты.
Сама печатная плата получилось довольно компактной. Сделана она методом ЛУТ (кому интересно, в описании под видеороликом автора вы найдете ссылку на архив проекта с файлом печатной платой, а также схему, список компонентов и все остальное (ссылка ИСТОЧНИК в конце статьи)).
Достоинств у приведенной схемы много. Во-первых, это наличие всего одной катушки, во-вторых, это крайне простая и не капризная схема, которая практически не требует дополнительной настройки, и наконец самое важное, вся схема построена на базе всего лишь одной микросхемы.
После сборки и проверки всплыли дополнительные фишки этой схемы, а именно малая чувствительность к грунту, что немаловажный момент. А еще при желании металлоискатель можно настроить так, чтобы он видел только цветные металлы и игнорировал черные. То есть, некоторое подобие функции дискриминации металлов, которая доступна на многих моделях коммерческих металлоискателей.
Из недостатков — малая глубина поиска. Крупные металлические предметы детектор замечает на расстояние до 30 см, средние монеты до 5-8 см. Этого мало, скажут многие, но это смотря для каких целей. Например, автор собрал этот металлоискатель для поиска старых водопроводных труб в стене и с этой задачей схема справилась на 100%.
Данный же малыш хорош именно простотой и для определенных задач может стать незаменимым помощником.
Давайте рассмотрим его схему:
Построена она на базе КМОП логики CD4011.
Схема состоит из 4-ех частей: опорного и поисковых генераторов, смесителя и усилителя сигнала (в данном случае он построен на одном транзисторе).
В качестве динамической головки предпочтительно использовать наушники с сопротивлением катушки от 16 до 64 Ом, так как выходной каскад не рассчитан под низкоомную нагрузку.
Работает металлоискатель простым образом. Изначально поисковый и опорный генератор настраиваются примерно на одинаковую частоту. В таком случае нет разницы частот, а, следовательно, из динамика мы ничего не услышим.
Частота опорного генератора фиксированная, с возможностью ручной подстройки путем вращения переменного резистора.
А вот частота поискового генератора сильно зависит от параметров LC контура.
Если в поле зрения поисковой катушки находится металлический предмет нарушается частота LC контура, иначе говоря, меняется частота поискового генератора относительно опорного.
Затем сигналы из обеих генераторов поступают в смеситель. Их разница выделяется в виде звукового сигнала, фильтруется и поступает на усилительный каскад, нагрузкой для которого является наушник.
Катушка.
Чем больше диаметр катушки — тем чувствительнее металлоискатель. Но большие катушки имеют свои недостатки, поэтому нужно выбирать оптимальные параметры. Для данной схемы наиболее оптимальный диаметр лежит в пределах от 15 до 20 см. Диаметр провода обмотки от 0,4 до 0,6 мм, количество витков 40-50, в случае если диаметр катушки в пределах 20-ти см. В данном случае катушка урезана, витки и диаметр меньше чем нужно, поэтому чувствительность схемы не ахти.
Если планируете использовать самодельный металлоискатель в условиях повышенной влажности, катушку нужно тщательно загерметизировать.
Настройка. Если при первом включении схема не реагируют на металл, но все компоненты исправны, скорее всего разница частот с генераторов находится за пределами звукового диапазона и звук просто не воспринимается человеком. В этом случае стоит покрутить переменный резистор до появления звукового сигнала, далее медленно вращаем тот же резистор до тех пор, пока из динамика не услышим низкочастотный сигнал. Затем еще чуток вращаем переменник в том же направлении до полного исчезновения сигнала.
Этим настройка завершена. Для более точной подстройки автор советует использовать многооборотный резистор, либо 2 обычных переменника, один из которых предназначен для грубой настройки, а второй для более плавной.
Естественно все наладочные работы необходимо производить при отсутствии металла в поле зрения катушки. Ну и в самом конце преподносим металлический предмет катушке и убеждаемся, что тональность звукового сигнала меняется, то бишь схема реагирует на металл.
Для большей наглядности в эксперименте, автор использовал низкоомную головку + внешний микрофон.
Ранее упомянутый эффект дискриминации металлов наблюдается в том случае, если оба генератора работают на частоте 130-135 кГц.
Схему можно питать от постоянного источника с напряжением от 3 до 15В. Оптимальный вариант использование 9-ти вольтовой батареи формата 6F22 (Крона).
Ток потребления схемы в этом случае будет в пределах от 15 до 30 мА, в зависимости от сопротивления нагрузки.
Корпус устройства был взят от китайского отпугивателя собак. Сам отпугиватель, по словам автора, был так себе, но вот корпус пригодился.
В данном корпусе имеется отсек для 9-ти вольтовой батареи, а место под капотом хватило для установки платы, переменников и прочей мелочовки, наподобие 3,5мм разъема, выключателя и индикатора питания.
Автор изначально хотел создать компактный ручной металлоискатель, отсюда и такое решение. Ну чтож, на этом, пожалуй, закругляемся. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя
Схема основана на двух микросхемах NE555. Здесь присутствует передающая (Tx) и приемная (Rx) катушки, поэтому схему можно условно разделить на две части. Левая часть представляет собой генератор прямоугольных импульсов. Времязадающие компоненты R1, R2, C1 подобраны так, что частота на выходе составляет около 700 Гц. Это частота слышимого диапазона. Импульсы передаются через токоограничивающий резистор R3.
Обе катушки располагаются в пространстве таким образом, что они совместно образуют некую зону перекрытия и система находится в индукционном балансе. При этом в принимающей катушке нулевое напряжение и правая часть схемы никак не реагирует. Если поблизости появляется металлический предмет, то происходит дисбаланс и появляется звуковой сигнал.
Сигнал от приемной катушки усиливается транзистором VT1 и поступает на вход второй микросхемы. В качестве биполярного транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ, его можно заменить на любой аналогичный с большим коэффициентом усиления. С помощью четырех резисторов R5 — R8 образован делитель напряжения. Переменные резисторы служат для настройки металлоискателя. R6 является подстроечным и настраивается после взаимного размещения катушек. А R7 и R8 служат для грубой и точной настройки, их следует установить на корпусе прибора (обеспечьте к ним легкий доступ).
Звуковой сигнал создается благодаря пьезоизлучателю BA1, который можно взять от ненужного мультиметра. Но при тестировании схемы мне понравилось звучание пьезоизлучателя со встроенным генератором. Несмотря на то, что на выходе DD2 формируется импульсный сигнал он не только будет хорошо сигнализировать, но и позволит уловить малейшие изменения звука при обнаружении металлического объекта.
Создание катушек
Для намотки катушек металлоискателя потребуется эмалированный обмоточный провод, диаметром от 0,3 мм. В моем случае использован максимально допустимый диаметр 0,7 мм.
Оптимальный диаметр намотки катушки составляет примерно 15-16 см. Следует подобрать какой нибудь круглый предмет (например ведерко), чтобы вокруг него наматывать катушку. Но можно воспользоваться приспособлением. Для этого на чистую деревянную поверхность нужно забить гвозди по заранее начерченному кругу.
Внутренний диаметр в моем случае 15,5 см. Я намотал 25 полных витков. Количество витков можно и даже нужно делать больше чем у меня, к примеру около 50 витков. Сам обмоточный провод можно взять от ненужных электродвигателей или силовых трансформаторов.
Когда катушка будет намотана, аккуратно достаем ее из приспособления и обматываем бумажным скотчем. В итоге необходимо сделать две абсолютно одинаковые катушки. Далее ножом соскабливаем лак и после очистки эти концы нужно залудить.
Обмотки имеют свойство изгибаться и терять правильную геометрию, поэтому катушки нужно полностью обмотать, например бумажным скотчем. После этого их нужно немного приплюснуть там где они перекрывают друг друга. Часто их делают похожими на букву «D» как показано на рисунке ниже.
В качестве основания для поисковых катушек удобно использовать сэндвич-панель, которая используется для откосов пластиковых окон.
Плата будет находиться на некотором расстоянии от поисковых катушек и не рекомендуется использовать обычные провода. Для соединения катушек с платой я использовал экранированный провод, если не ошибаюсь от микрофона.
Экранированный провод для соединения катушек с платой.
Центральный провод нужно припаять к началу катушки, а другой к минусу питания как показано выше.
Для обеих катушек, естественно, провода будут отдельные, чтобы не было помех.
Расположение и настройка катушек
Настройка системы начинается до приклеивания катушек к основанию.
Подстроечный резистор R6 устанавливаем примерно на 90 кОм, а регулировочные резисторы R7 и R8 ставим в среднее положение. Теперь нужно подвигать катушки. Прибор будет издавать звук в двух положениях. При широком и узком перекрытии. Я советую зафиксировать катушки при их узком перекрытии как показано на рисунке ниже (положение 2). По моим наблюдениям в положении 2 чувствительность лучше и происходит более точное позиционирование.
После этого нужно хорошенько приклеить к основанию. Я это сделал с помощью термоклея. Но если есть желание можно в основании проделать углубления для катушек и залить их эпоксидкой.
После того как клей застыл нужно снова подкорректировать настройки. R7 и R8 мы пока не трогаем, они установлены в среднее положение и резистором R6 нужно добиться такого положения, при котором звуковой излучатель немного потрескивает и так сказать находится в пограничном положении между молчанием и пищанием (на грани срыва). В дальнейшем при использовании металлоискателя потребуется только корректировать положение R7 и R8. Это обусловлено тем, что прибор не идеальный, катушки не экранированы, а также настройки будут портиться при потере напряжения батарейки.
Вариант доработки
По желанию можно произвести дополнительную доработку катушек — экранирование от внешних электромагнитных полей («щит Фарадея»). Это делается после первоначального покрытия обмоток, который был описан ранее (бумажным скотчем или изолентой). Затем нужно взять длинные полоски алюминиевой фольги и обмотать катушки. Это делается не полностью, а оставляется зазор около 1-2 см в месте вывода проводов. Фольга соединяется с концом катушки и подключается к минусу питания. После этого катушка покрывается изолентой.
Я не стал этого делать, так как боялся потери чувствительности.
Конструкция металлоискателя
После пайки компонентов, с поверхности платы желательно удалить остатки флюса и канифоли, т.к. они могут плохо влиять на работу схемы.
Разместить плату я решил в металлической коробочке, и чтобы не было замыкания с паянными соединениями, дно корпуса было покрыто изолентой. Позже я скорее всего, подберу пластмассовый корпус.
Всегда обращайте внимание на жесткость закрепления кабелей, т.к. будет обидно если в процессе использования что нибудь отпаяется.
Схема будет питаться от батарейки типа «кроны». Схема имеет низкое энергопотребление, но все таки лучше поставить алкалиновую батарейку, она обеспечит работу устройства на несколько «копов».
Рукоятка была сделана из металлопластиковой водопроводной трубы, а ближе к основанию она продолжена пластмассовыми трубками, чтобы катушки не реагировали на саму рукоятку из металлопласта. Конструкция получилась довольно легкая. Укладку экранированных проводов произвел изолентой. Коробочку с платой металлоискателя установил повыше, чтобы регулировочный резистор был под рукой.
А вот еще фото:
Совет
Каждый раз перед использованием металлоискателя, следует переменным резистором добиться быстрого потрескивания излучателя. Чем быстрее треск, тем больше чувствительность.
Первая находка
Эксперимент: монету диаметром 2,5 см я закопал в земле на глубине 25 см. При сканировании, катушки находились на расстоянии 5 см от земли. При этом металлоискатель издавал отчетливый сигнал. Предполагаю, что крупные металлические предметы будут «прозваниваться» глубже.
В любом случае мне требуется определенное время, чтобы привыкнуть к металлоискателю и после некоторых поисков, подвести окончательные результаты его способностей.
К этой статье имеется видеоролик, в котором показан процесс создания металлоискателя и его тест.
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание |
| DD1, DD2 | Программируемый таймер и осциллятор | NE555 | 2 | |
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ3102ЕМ | 1 | |
| R1 | Резистор | 1 кОм | 1 | |
| R2 | Резистор | 100 кОм | 1 | |
| R3 | Резистор | 470 — 680 Ом | 1 | |
| R4 | Резистор | 1 | ||
| R5 | Резистор | 10 кОм | 1 | |
| R6 | Резистор | 100 кОм | 1 | |
| R7 | Резистор | 100 — 500 кОм | 1 | Грубая настройка |
| R8 | Резистор | 15 — 20 кОм | 1 | Точная настройка |
| C1 | Конденсатор | 0.01 мкФ | 1 | |
| C2 | Конденсатор | 0,0027 мкФ | 1 | |
| C3 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 1 | |
| C4 | Электролитический конденсатор | 100 — 470 мкФ | 1 | |
| BA1 | Пьезоизлучатель | 1 | ||
| CA1 | Выключатель | 1 | Любой |
По материалам сайта cxem.net Автор: rafo
Простые схемы Начинающему радиолюбителю Металлоискатель
Здравствуйте, читатели! Сегодня я хочу поговорить о том, как собрать металлоискатель своими руками. Когда очень хочется купить , а денег на нее нет, приходится откладывать покупку на потом или брать кредит. Кредит обходится дорого. И в голове возникает мысль: «Вот бы найти клад». А какой ? Правильно, металлоискатель. Эта статья расскажет вам, как устроен этот прибор и какие детали нужны для его сборки.
Конструкция и принцип работы
Конструкция металлоискателей состоит из следующих основных элементов:
- Катушка принимает и передает электромагнитный сигнал, сканируя поверхность с искомым металлом.
- Блок управления обрабатывает сигнал, получаемый от катушки, оповещает пользователя графическим или звуковым сигналом, а также позволяет своими руками настраивать режимы работы детектора.
- Нижняя штанга фиксирует катушку и регулирует угол ее наклона.
- Средняя штанга – промежуточное звено между нижней и верхней штангой, позволяет регулировать высоту металлоискателя.
- Верхняя штанга. Здесь размещается блок управления, а также удобная рукоятка с подлокотником, чтобы руки пользователя не устали от длительного удерживания металлоискателя.
Металлоискатель через катушку излучает электромагнитное поле. Когда в этом поле оказывается металл или любой другой токопроводящий материал, поле искажается и ослабляется. Блок управления улавливает это и подает сигнал.
Более электропроводные цветные металлы сильнее искажают излучаемое детектором поле, чем черные.
Поэтому чувствительные электронные схемы позволяют своими руками создавать приборы с дискриминацией металлов, которые могут отличать цветмет от чермета.
Разновидности металлодетекторов
Металлоискатели делятся на:
- индукционные;
- импульсные;
- фазочувствительные;
- параметрические.
Какие виды можно сделать в домашних условиях своими руками
Для самоделок хорошо подходят параметрические и фазочувствительные детекторы. Они просты в изготовлении, а детали для них стоят сущие копейки. Для сборки своими руками достаточно обладать базовыми знаниями по радиотехнике.
Металлоискатели с накоплением фазы намного чувствительнее параметрических. они имеют хорошую дискриминацию и позволяют находить даже мелкие драгоценности, что делает их любимым инструментом пляжных золотоискателей. На сухом песке удается найти серьги и кольца на глубине до 38 см.
Основные параметры
Метод поиска
Индукционные металлодетекторы (МД) состоят из приемопередающей катушки индуктивности.
Излучаемый сигнал при попадании на металлический предмет отражается обратно и регистрируется приемником. Эти устройства достаточно просты в изготовлении своими руками, но их чувствительность сильно зависит от типа грунта и качества катушки.
Импульсные МД возбуждают в поисковой зоне вихревые токи и измеряют вторичное затухающее электромагнитное поле. Чувствительность этих приборов выше и не зависит от типа грунта. Однако они потребляют много электроэнергии, что не позволяет работать в автономном режиме продолжительное время.
Фазочувствительные МД могут быть:
- Импульсными. Приемник и передатчик здесь – один и тот же элемент. Он фиксирует сдвиг фаз отраженного от металла сигнала. Нарастание сдвига фаз вызывает в наушниках щелчки: чем ближе МД к металлу, тем чаще они становятся, в итоге сливаясь в единый звук. На этом методе основана работа популярного металлоискателя «Пират».
- Двухконтурными. Состоят из 2 симметричных генераторов и 2 детекторов. Металлический предмет нарушает синхронизацию генераторов, и возникают те же щелчки, сливающиеся в непрерывный тон.
Двухконтурные проще в изготовлении своими руками, чем импульсные.
- Параметрические МД не имеют ни приемной, ни передающей катушки, что делает их простыми, дешевыми и популярными для сборки своими руками. LC-генератор создает электромагнитное поле звуковой частоты. Любой металл рядом с металлоикателем изменяет параметры катушечного детектора, что влияет на частоту и амплитуду генерируемых сигналов. Схему таких приборов легко найти. Однако чувствительность их низкая и не позволяет вести сложные поиски. Параметрические МД делятся на:
- Частотные МД. Излучают многочастотные сигналы. При приближении к металлам прибор фиксирует изменение частоты.
- Металлоискатели, регистрирующие изменение добротности контура. Когда расстояние между прибором и металлом уменьшается, прибор фиксирует это.
Глубина обнаружения
Глубина обнаружения зависит от диаметра катушки, электронной схемы и частоты работы. Чем больше диаметр мотка провода, мощнее излучаемое электромагнитное поле и ниже его частота, тем глубже зона обнаружения металлоискателя, сделанного своими руками.
Однако с увеличением глубины поиска ухудшается чувствительность металлоискателя к мелким предметам, селективные возможности также снижаются. Возрастает энергопотребление и вес устройства, что усложняет длительное удержание металлоискателя в руках.
Частота работы
По частоте работы МД делятся на:
- Высокочастотные. Работают на частотах нескольких сотен кГц. Применяются в приборах, рассчитанных на поиски золота, так как имеют отличную дискриминацию. Но резко теряют чувствительность на мокрых и магнитных грунтах, а также на глубине больше 40 см.
- Среднечастотные. Частота работы до нескольких десятков кГц. Требования к качеству катушки ниже, хорошая чувствительность. Глубина обнаружения до 1,5 метров при условии, что грунт сухой и маломинерализованный.
- Низкочастотные. Работают на частоте от сотен Гц до нескольких кГц. Это глубинные металлоискатели, обнаруживающие предметы до 5 метров под землей. Они просты в изготовлении своими руками. Из недостатков: низкая чувствительность и высокое энергопотребление. Подходят в качестве магнитодетекторов, а также для поиска крупных предметов из черного металла (арматура, проводка).
- Сверхнизкочастотные. Не подходят для любительского поиска, так как имеют высокое энергопотребление и большие габариты, а для обработки сигнала требуются специальные программы. Частота работы до нескольких сотен Гц. Эти металлоискатели невозможно удерживать на руках, поэтому они устанавливаются на автомобиле.
Пошаговая инструкция по сборке простого самодельного металлоискателя своими руками
Необходимые инструменты и материалы
Для сборки металлоискателя своими руками понадобятся:
- Инструменты: кусачки, ножик, пила мелкая, отвертка, паяльник.
- Материалы: провод, припой, флюс, клей, изолента, радиодетали, деревянная или пластиковая палка.
В качестве штанги, а также элементов ее крепления нужно использовать диэлектрики (полимеры, дерево, клей), чтобы они не вносили помех в работу металлоискателя.
Подготовка деталей
Нужно подготовить плату, на которой будет монтироваться электрическая схема. В качестве платы может использоваться даже картон. На ней от руки размечают расположение будущих деталей и проделывают отверстия.
Радиодетали покупают в магазине или выпаивают из старой аппаратуры. Однако нужно следить, чтобы детали были одинаковыми. Это позволит легче согласовать работу двух детекторов.
Схемы металлодетектора для изготовления
Чувствительного металлоискателя на базе схемы двухконтурного осциллятора
Этапы изготовления:
- Располагают на плате транзисторы, резисторы и конденсаторы и припаивают согласно приведенной ниже схеме.
- Припаивают два провода от батарейного отсека, а также два пьезоэлектрических динамика.
- Наматывают провод на круглый каркас диаметром около 22 см. После 10 витков делают отвод провода длиной 20 см. Провод в месте отвода не разрывают, а складывают руками пополам. Делают еще 20 витков. В результате должно получиться три вывода длиной 20 см: начало провода, конец и отвод после 10-го витка.
- Снимают катушку с каркаса, придерживая витки руками, и плотно фиксируют изолентой.
- Наматывают вторую катушечку, которая должна зеркально повторять первую. Снимают ее с каркаса и фиксируют изолентой.
- Припаивают согласно схеме выводы катушечных детекторов.
- Собирают подставку. Катушки располагают друг от друга на расстоянии примерно 15 см, а между ними прикрепляют плату.
- Настраивают детекторы перед закреплением. Включают металлоискатель и, перемещая руками катушки, добиваются максимальной тишины. Подносят металл к одной из них. Если звук заметно изменяется, значит, металлоискатель работоспособен.
- Фиксируют элементы клеем и замазывают масляным лаком.
- Прикрепляют к подставке рукоятку.
На трансформаторе с Ш-образными пластинами
Это простой параметрический металлоискатель с индуктивной обратной связью. Позволяет обнаруживать скрытую проводку, арматуру в стенах и перекрытиях, а также крупные металлы в почве. Трансформатор используется маломощный от любого радиоприемника. Чтобы своими руками превратить трансформатор в детектор, нужно разомкнуть его магнитопровод: снять каркас, прямые перемычки и обмотки.
Существуют две схемы переделки трансформатора. В первой используются старые обмотки, во второй они наматываются заново.
В первом случае Ш-образные пластины нужно сложить вместе и на них надеть обмотки. Обмотка на схеме II – сетевая, обмотка I – понижающая на 12 В. Конденсатором С1 настраивается тон звука. Вместо транзистора МП40 можно использовать КТ361.
Во втором случае на Ш-образные пластины наматываются обмотки на 1000 витков (на схеме I) и 200 витков (на схеме II). Для обмотки I используется провод ПЭЛ-0,1. Через 500 витков делается отвод. Обмотка II наматывается проводом ПЭЛ-0,2.
Трансформатор герметизируется и помещается на нижней штанге металлоискателя. При приближении к металлу в наушниках изменится тональность сигнала.
На транзисторах
Также несложная схема, состоящая из транзисторов К315Б или К3102, конденсаторов, резисторов, наушника и элемента питания.
Первый транзистор создает задающий генератор, второй – поисковый генератор. Если к катушке приблизить металл, в наушниках появляется звук. Подробная схема приведена ниже.
На микросхеме К561ЛЕ5
Схема состоит из микросхемы, наушников, резисторов и конденсаторов. Катушка L1 подключается к задающему генератору, а L2 – к поисковому генератору микросхемы. Металлический предмет влияет на частоту поискового генератора, меняя звук в наушниках. Настраивается МД конденсатором С6. Он устраняет лишние шумы. Напряжение питания прибора 9 В.
Как собрать своими руками без использования микросхем
Это самый простой в сборке вариант. Так сказать, для чайников. Не нужно даже ничего паять. Металлоискатель строится из калькулятора, радиоприемника и картонки или коробки от CD диска. Приемник и калькулятор нужно брать самые простые, без защиты от электромагнитных помех.
Принцип действия основан на том, что калькулятор создает радиопомехи в АМ диапазоне, а приемник их улавливает. Изготовление металлоискателя своими руками состоит из следующих стадий:
- Радио поставить на самый верхний АМ диапазон, но при этом свободный от станций. Должны слышаться только помехи.
- Приемник двухсторонним скотчем приклеить тыльной стороной к одной створке коробки от CD диска. Калькулятор приклеить к другой створке.
- Включить калькулятор. При полностью открытой створке приемник должен усилить свое звучание.
- Плавно сложить коробку. Когда угол между приемником и калькулятором станет примерно 90°, радио утихнет.
- Зафиксировать коробку в этом положении.
При попадании металла в зону действия МД вектор поля повернется, и приемник снова усилит свое звучание. В зависимости от конструкции приемника может оказаться, что при угле 90° звучание, наоборот, усиливается. В этом случае постепенно увеличивают угол между створками коробки, добиваясь ослабления тона.
Сборка печатной платы
Есть несколько вариантов разводки плат своими руками. На рисунках ниже приведены схемы разведения плат для металлоискателей на двухконтурном осцилляторе, на трансформаторе, транзисторах и на микросхеме К561ЛЕ5.
Собранную своими руками электронику нужно разместить в пластиковом корпусе для исключения помех.
Как сделать катушку
Используется медный эмалированный провод диаметром 0,4–0,6 мм и оправа нужного размера. Диаметр оправы зависит от целей применения металлоискателя:
- до 9 см – подходит для поиска арматуры и профилей;
- 14-18 см – для поиска мелких драгоценностей;
- 22-50 см – для поиска крупных и глубоко залегающих предметов.
Также для правильной работоспособности металлоискателя нужно следить за индуктивностью катушки. Индуктивность можно измерить специальным прибором или рассчитать в интернете на калькуляторе.
Оправу для катушки можно приобрести в магазине или сделать самому. Для этого подойдут фанера или прочный пластик. Лучше всего использовать пластик (поликарбонат, компьютерный диск, ковш), так как он меньше всего влияет на электромагнитное поле и не поглощает влагу.
Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе DIP
Если используется микросхема в DIP корпусе, то детали размещают как на рисунке ниже.
Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе SM
Ниже приведена схема расположения деталей при использовании микросхемы в SM корпусе.
Краткая инструкция по настройке прибора
Общее правило при регулировке металлоискателя своими руками – добиться наименьшего звука в «холостом» режиме, чтобы писк или щелчки появлялись только при обнаружении металлического предмета. Этого можно достичь, изменяя индуктивности катушек, емкость конденсатора или сопротивление резистора.
Модернизация
Чтобы металлоискатель лучше находил мелкие драгоценности, нужно увеличить его рабочую частоту.
Чувствительность прибора увеличивается и при добавлении в схему дополнительной RC-цепи.
Установка переменных резисторов позволяет настраивать прибор своими руками, не трогая катушки.
Применение динамиков с конденсаторами делает выдаваемый звук громче. Полезно также создание надежного крепления катушек и блока управления. Защита от ударов и трясок уменьшит помехи, а настройки будут реже сбиваться.
Заключение
Теперь вы знаете, как изготовить металлоискатель своими руками. Буду рад, если эта статья поможет вам найти клад. Подписывайтесь на новые статьи и делитесь полезной информацией в соцсетях.
Здравствуйте, дорогие друзья! Многие радиолюбители мечтают собрать простой металлоискатель своими руками для поиска кладов. У меня в детстве тоже была такая мечта, найти огромный деревянный сундук с кладом. И вот я решил её осуществить. Сегодня я расскажу, как сделать простой металлоискатель на двух микросхемах NE555. Прибор работает по принципу индукционного баланса, состоит из двух генераторов работающих на одной частоте, предназначен для поиска черного и цветных металлов без дискриминации. Металлоискатель обладает хорошей чувствительностью, он способен обнаружить пятирублевую монету на глубине до пятнадцати сантиметров, более крупные предметы до восьмидесяти сантиметров.
На этом рисунке представлена схема металлоискателя на двух микросхемах NE555.
Простой металлоискатель на двух микросхемах NE555
Скачать схему металлоискателя 
А это печатная плата металлоискателя.
Печатная плата металлоискателя на двух микросхемах NE555
Скачать печатную плату металлоискателя в формате lay
Принцип работы металлоискателя очень простой, два генератора работающие на одной частоте, составляют единую сбалансированную, индукционную систему, которая работает на грани срыва. Как только в зону действия катушек попадает металл, нарушается индукционный баланс и в динамике раздается сигнал.
Катушки у металлоискателя должны быть абсолютно одинаковые. Каждая катушка наматывается отдельно на оправе диаметром 19 сантиметров и содержит 30 витков провода 0.5 – 0.7 мм в лаковой изоляции.
Для намотки катушек я использовал обмоточный провод ПЭТВ-2 d=0.5 мм, вытащил я его из старого трансформатора, а качестве оправы приспособил кастрюлю подходящего диаметра. Витки скрепил в шести местах прочной ниткой, потом пропитал бакелитовым лаком и обмотал изолентой.
После пайки всех компонентов устройство надо правильно настроить. Резистор Р1 на 100К предназначен для настройки частоты приемного генератора. Резистор Р2 на 200К для грубой настройки чувствительности прибора.
Выносной резистор Р3 на 100К для точной настройки чувствительности металлоискателя. Все резисторы ставим в среднее положение.
Включаем питание. Прибор начнет издавать писк.
Если писка нет, перемещайте одну катушку относительно другой в разные стороны. Устройство будет пищать в двух положениях, при малом перекрытии и при среднем перекрытии. Но нас интересует только малое перекрытие, именно этим местом прибор обнаруживает металл. Расположите катушки таким образом, чтобы в динамике слышался треск.
Далее переменным резистором Р1 добейтесь максимально устойчивого потрескивания. Это момент срыва генератора и максимальная чувствительность прибора.
Если металлоискатель постоянно пищит или молчит и никак не реагирует на перемещение катушек, вращение резистора Р1, тогда подрегулируйте устройство резистором Р2.
Резистор Р3 предназначен для подстройки металлоискателя после включения питания, а также в случае разряда батареи его надо немного подрегулировать и добиться устойчивого потрескивания и соответственно максимальной чувствительности прибора.
Для проверки работоспособности металлоискателя поднесите металлический предмет к месту соединения двух катушек, в динамике будет слышен громкий писк.
Осталось надежно закрепить катушки с помощью термоклея и повторно произвести окончательную настройку металлоискателя резистором Р1.
Все компоненты я разместил в подходящей пластиковой коробке, которую купил в ближайшем электро магазине. Плату и динамик приклеил термоклеем, восемь элементов питания вставил в специальный отсек для батареек.
Ручку резистора Р3 вывел наружу. Выключатель просто воткнул в просверленное отверстие.
Для испытания прибора я отправился за город. Погода просто сказка! Металл так и шепчет, найди меня! Здесь когда то была тракторная бригада…
Ну, что поехали! Немного не удобно, одной рукой держать камеру, другой металлоискатель и пробираться сквозь сухую траву.
Ага, кажется, что то нашел!
Это моя первая находка, большая ржавая гайка. Пойдем искать дальше…
Через пол часа усиленных поисков я насобирал небольшую кучку металла.
Желаю вам удачи! До встречи в новых статьях!
В этой схеме зуммер начинает пищать только тогда, когда обнаружит металл. Микросхема TDA0161 это специализированный промышленный вариант для индукционных датчиков. И на ней в основном строят металлодетекторы для производства, дающие сигнал при приближении металла к индукционному датчику.
Приобрести такую микросхемку можно на — TDA0161 aliexpress.com
Стоит она не дорого и вполне доступна каждому.
Вот схема простого металлоискателя
Характеристики металлоискателя
- Напряжение питание микросхемы: от 3,5 до 15В
- Частота генератора: 8-10 кГц
- Потребляемый ток: 8-12 мА в режиме сигнализации. В состоянии поиска примерно 1 мА.
- Рабочая температура: от -55 до +100 градусов Цельсия
Металлоискатель не только очень экономичен, но и очень неприхотлив.
Для питания хорошо подойдет аккумулятор от старого сотового телефона.
Катушка: 140-150 витков. Диаметр катушки 5-6 см. Можно переделать на катушку большего диаметра.
Чувствительность будет зависеть напрямую от размеров поисковой катушки.
В схеме я использую и световую сигнализацию и звуковую. Можно выбрать что-нибудь одно, если хотите. Зуммер с внутренним генератором.
Благодаря такой несложной схеме можно сделать карманный металлодетектор или большой металлоискатель, в зависимости от того что вам больше необходимо.
Металлоискатель после сборки работает сразу и в настройки не нуждается, за исключением выставлением порога срабатывания переменным резистором. Ну это стандартная процедура для металлоискателя.
Так что друзья, собирайте вещь нужная и, как говориться, в хозяйстве сгодиться. К примеру, для поиска электропроводки в стене, хоть гвоздей в бревне…
Смотрите видео работы металлоискателя
Проект
Arduino Metal Detector с кодом и принципиальной схемой
Metal Detector — это защитное устройство, которое используется для обнаружения металлов, которые могут быть вредными, в различных местах, таких как аэропорты, торговые центры, кинотеатры и т. Д. Ранее мы сделали очень простой детектор металла без микроконтроллера, сейчас мы создаем металлодетектор с использованием Arduino . В этом проекте мы собираемся использовать катушку и конденсатор, которые будут отвечать за обнаружение металлов. Здесь мы использовали Arduino Nano для создания этого металлоискателя проекта .Это очень интересные проекты для всех любителей электроники. Везде, где этот детектор обнаруживает металл рядом с ним, зуммер начинает очень быстро подавать звуковой сигнал.
Необходимые компоненты:
- Arduino (любой)
- Катушка
- 10 нФ конденсатор
- Зуммер
- 1к резистор
- 330-омный резистор
- LED
- 1N4148 диод
- макет или печатная плата
- Соединительная перемычка
- Батарея 9 В
Рабочая концепция:
Всякий раз, когда какой-то ток проходит через катушку, он создает вокруг нее магнитное поле.И изменение в магнитном поле генерирует электрическое поле. Теперь, согласно закону Фарадея, из-за этого электрического поля на катушке возникает напряжение, которое противодействует изменению магнитного поля, и именно так катушка развивает индуктивность , что означает, что генерируемое напряжение противодействует увеличению тока. Единица индуктивности Генри и формула для измерения индуктивности:
л = (μ до * N 2 * A) / л Куда, L- Индуктивность в Генри Микропроницаемость, ее 4π * 10 -7 для воздуха N- количество оборотов A- Внутренняя зона ядра (№ 2 ) в м 2 l- длина катушки в метрах
Когда металл приближается к катушке, катушка меняет индуктивность.Это изменение индуктивности зависит от типа металла. Это уменьшается для немагнитного металла и увеличивается для ферромагнитных материалов, таких как железо.
В зависимости от сердечника катушки, значение индуктивности резко меняется. На рисунке ниже вы можете увидеть индукторы с воздушным сердечником, в этих индукторов не будет твердого сердечника . Это в основном катушки, оставленные в воздухе. Средой потока магнитного поля, генерируемого индуктором, является ничто или воздух. Эти катушки индуктивности имеют очень меньшее значение.
Эти катушки индуктивности используются, когда нужны значения нескольких микроГенри. Для значений, превышающих несколько миллингенри, они не подходят. На рисунке ниже вы можете увидеть индуктор с ферритовым сердечником . Эти ферритовые сердечники имеют очень большое значение индуктивности.
Помните, что намотанная здесь катушка имеет воздушную сердцевину, поэтому, когда металлическая деталь подносится к катушке, металлическая деталь действует как сердечник для индуктора с воздушной сердцевиной.Благодаря тому, что этот металл действует как сердечник, индуктивность катушки изменяется или значительно увеличивается. При этом внезапном увеличении индуктивности катушки общее реактивное сопротивление или полное сопротивление цепи LC изменяется в значительной степени по сравнению с металлическим куском.
Итак, в этом проекте Arduino Metal Detector Project мы должны найти индуктивность катушки для обнаружения металлов. Поэтому для этого мы использовали схему LR (схема резистора-индуктора), о которой мы уже упоминали.Здесь, в этой схеме, мы использовали катушку, имеющую около 20 витков или обмотку диаметром 10 см. Мы использовали пустой рулон ленты и намотали вокруг него проволоку, чтобы сделать катушку .
принципиальная схема :
Мы использовали Arduino Nano для управления всем этим металлоискателем проекта . В качестве индикатора обнаружения металла используются светодиод и зуммер. Катушка и конденсатор используются для обнаружения металлов. Сигнальный диод также используется для снижения напряжения.И резистор для ограничения тока на вывод Arduino.
Рабочее объяснение:
Работать с этим металлоискателем Arduino сложно. Здесь мы передаем блочную волну или импульс, генерируемые Arduino, на фильтр верхних частот LR. Из-за этого катушки будут генерировать короткие пики при каждом переходе. Длина импульса генерируемых пиков пропорциональна индуктивности катушки. Таким образом, с помощью этих пиковых импульсов мы можем измерить индуктивность катушки.Но здесь трудно точно измерить индуктивность с помощью этих пиков, потому что пики имеют очень короткую продолжительность (около 0,5 микросекунд), и это очень трудно измерить с помощью Arduino.
Таким образом, вместо этого мы использовали конденсатор, который заряжается восходящим импульсом или шипом. И потребовалось несколько импульсов для зарядки конденсатора до точки, где его напряжение может быть считано аналоговым выводом Arduino A5. Затем Arduino считал напряжение этого конденсатора с помощью АЦП.После считывания напряжения конденсатор быстро разрядился, сделав вывод capPin выводом и установив его на низкий уровень. Весь этот процесс занимает около 200 микросекунд. Для лучшего результата мы повторили измерение и взяли среднее значение результатов. Вот как мы можем измерить приблизительную индуктивность катушки . После получения результата мы передаем результаты на светодиод и зуммер, чтобы обнаружить присутствие металла. Проверьте Полный код , приведенный в конце этой статьи, чтобы понять работу.
Полный код Arduino приведен в конце этой статьи. При программировании этого проекта мы использовали два вывода Arduino, один для генерации блочных волн, подаваемых на катушку, и второй аналоговый вывод для считывания напряжения на конденсаторе. Помимо этих двух выводов, мы использовали еще два вывода Arduino для подключения светодиода и зуммера.
Вы можете проверить полный код и демонстрационное видео Arduino Metal Detector ниже. Вы можете видеть, что всякий раз, когда он обнаруживает металл, светодиод и зуммер начинают мигать очень быстро.
,Схема простейшего металлоискателяс использованием таймера 555 IC
Металлоискатель можно найти в аэропортах, театрах и других общественных местах. Они используются для безопасности людей, чтобы обнаружить кого-либо, несущего металл (оружие и т. Д.). В этом проекте мы собираемся спроектировать простую схему металлоискателя . Существует очень много конструкций металлоискателей, но большинство из них имеют сложную конструкцию, поэтому здесь мы собираемся разработать простую схему металлоискателя с использованием 555 таймера IC.
Прежде чем идти дальше, мы должны понять концепцию цепей индуктивности и RLC.Давайте сначала поговорим о катушках индуктивности. Индукторы — это не что иное, как катушки из эмалированной медной проволоки разных форм и размеров. На основании различных параметров рассчитывается индуктивность индуктора. По всем этим параметрам нас интересует сердечник на индуктивности, так как в зависимости от сердечника значение индуктивности резко меняется.
На рисунке ниже вы можете видеть индукторы с воздушной сердцевиной. В этих индукторах не будет твердого сердечника. Это в основном катушки, оставленные в воздухе.Средой потока магнитного поля, генерируемого индуктором, является ничто или воздух. Эти катушки индуктивности имеют очень меньшее значение.
Эти катушки индуктивности используются, когда нужны значения нескольких микрон Генри. Для значений, превышающих несколько милли, они не подходят. На рисунке ниже вы можете увидеть индукторы ферритового сердечника,
Когда катушка индуктивности наматывается на сердечник, может быть ферритовый или железный сердечник, индуктивность катушки чрезвычайно возрастает.Эта величина намного больше, чем у воздушной сердцевины одинакового размера и формы.
Теперь для цепи RLC, как показано на рисунке, реактивное сопротивление или полное сопротивление между клеммами «a» и «c» зависит от значений L и C, если частота применяемого сигнала постоянна.
Таким образом, если значение индуктивности изменяется, значение реактивного сопротивления или сопротивления изменяется. Как эти две концепции используются вместе для схемы металлоискателя , объясняется в рабочем разделе этого проекта.
Компоненты схемы
- +9 напряжение питания
- 555 IC
- 47 кОм резистор
- 2,2 мкФ конденсатор (2 шт.)
- Динамик (8 Ом)
- 170Поворот катушки диаметром 10 см (любой датчик подойдет)
Принципиальная схема и рабочая
На рисунке показана принципиальная схема металлоискателя . Таймер 555 IC здесь действует как генератор прямоугольных импульсов и генерирует импульсы с частотами, слышимыми для человека.Конденсатор между контактами 2 и 1 не следует заменять, так как он необходим для генерации слышимых частот.
В цепи имеется цепь RLC, образованная резистором 47 К, конденсатором 2,2 мкФ и индуктором 150 Вт. Эта схема RLC является частью обнаружения металла. Теперь, как упоминалось ранее в предыдущем разделе, индуктор с металлическим сердечником имеет более высокое значение индуктивности по сравнению с воздушным сердечником.
Помните, что намотанная здесь катушка имеет воздушную сердцевину, поэтому, когда металлическая деталь подносится к катушке, металлическая деталь действует как сердечник для индуктора с воздушной сердцевиной.Благодаря тому, что этот металл действует как сердечник, индуктивность катушки изменяется или значительно увеличивается. При этом внезапном увеличении индуктивности катушки общее реактивное сопротивление или полное сопротивление цепи RLC изменяется в значительной степени при сравнении без металлического куска.
Сначала при отсутствии металлического предмета сигнал, подаваемый на динамик, вызывает некоторый слышимый звук. Теперь с изменением реактивного сопротивления в цепи RLC сигнал, передаваемый на динамик, больше не будет таким, как прежде, из-за этого звук, производимый динамиком, будет отличаться от первого.
Таким образом, всякий раз, когда металл приближается к катушке, импеданс RLC изменяется, что приводит к изменению сигнала, что приводит к изменению звука, генерируемого в динамике. Вы также можете проверить этот металлоискатель на основе Arduino.
Общие советы:
- Эмаль должна быть удалена на концах катушки для пайки соединений.
- С другим датчиком у нас будет другой импеданс RLC, поэтому нужно экспериментировать с сопротивлением в цепи RLC для чувствительного обнаружения металла.
- Динамик может быть любого типа. Но при сопротивлении менее 8 Ом таймер может нагреваться.
- Используйте напряжение питания выше 5 В.
Похожие записи
