Металлоискатель своими руками подробная схема: Как сделать металлоискатель своими руками: схемы, инструкция

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.

Содержание

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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).

Схемы простейших металлоискателей (12)

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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:

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

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.

Схемы простейших металлоискателей (12)

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

 

Схемы простейших металлоискателей (12)

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).

Схемы простейших металлоискателей (12)

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

 

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

схемы, как сделать самодельный металлодетектор «Пират» для поиска ценных материалов и другие полезные рекомендации
Фото 1

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

Фото 2Металлоискатель – 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:

  1. Прибор создаёт электромагнитное поле.
  2. Металлический объект, скрытно расположенный в инородной среде, оказывает воздействие на такое поле, когда попадает в сферу его влияния.
  3. 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.

Фото 3Реакцию 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.

Фото 4Многие 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:

  1. Первая задача этого компонента заключается в создании электромагнитного сигнала нужного формата, который при помощи катушки преобразуется в поле.
  2. Вторая задача электронной схемы – анализ улавливаемых рамкой изменений поля, их обработка.
  3. 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?

Фото 8Одна 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.Фото 6

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.

Фото 7

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

Фото 9Для 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.

Фото 10Сборщики, 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:

  1. Изготовление катушки с необычными параметрами – по размерам, из особенных материалов, например – кабеля типа «витая пара».
  2. Устройство дополнительных функциональных систем, например – индикации степени разряда аккумулятора.
  3. Изготовление моделей для подводной работы.
  4. 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.

Фото 11Вот 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

Facebook

Twitter

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.
Начинающему радиолюбителю-Металлоискатель своими руками. Простые схемы
Diy Kit

Металлоискатель своими руками

Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя

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.

 

Изготовление катушек

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.

Конструкция катушек

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.

Соединение катушек с платой металлоискателя

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.

Расположение катушек металлоискателя

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.

Доработка катушек металлоискателя

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.

Конструкция металлоискателя

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:

Конструкция металлоискателя

 

Конструкция металлоискателя

 

Конструкция металлоискателя

 

Совет

Каждый раз перед использованием металлоискателя, следует переменным резистором добиться быстрого потрескивания излучателя. Чем быстрее треск, тем больше чувствительность.

Первая находка

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 

banner-turbobit-unlock