Схемы металлоискателя своими руками. Как сделать металлоискатель своими руками: схемы, инструкции и советы

Это важно: чтобы увеличить устойчивость электросхемы, рекомендуется на входе дополнительно установить стабилизатор напряжения, такой как L7812.

• чтобы сделать штангу удобней, стоит приобрести метров 5 обычной трубы из ПВХ (которые применяются в водопроводе), а также несколько перемычек. На её верхнем конце стоит установить специальную подставку для рук, чтобы более удобно было держать. Для платы можно найти любую коробку соответствующего размера, которую нужно закрепить на штанге;
• чтобы запитать систему, можно использовать аккумулятор от обычного шуруповерта. Его преимущества заключается в малом весе и большой емкости;
• при создании корпуса и конструкции учтите, что в них не должно присутствовать никаких лишних металлических элементов. Причина в том, что они значительным образом искажают получаемое электромагнитное поле будущего прибора.

Проверка металлоискателя

Так, пятирублёвую монету он должен будет «находить» с расстояния приблизительно 30 см, а вот если монета имеет размеры как советский рубль, то уже где-то с 40 см. Металл больших и объемных размеров он «увидит» с расстояния более метра.

Такой прибор не сможет искать на значительной глубине мелкие предметы. К тому же он не будет способен различать размеры и тип найденного металла. Именно поэтому, занимаясь поиском монет, можно будет натыкаться и на обычные гвозди.

Такая модель самодельного металлоискателя подойдет для людей, которые только начинают осваивать азы кладоискания или не имеют нужных средств для приобретения дорогостоящего прибора.

Их этого видео Вы узнаете, как сделать самодельный металлоискатель:

Самодельные металлоискатели схемы смотреть. Высокочувствительный металлоискатель цветных металлов

ЛУЧШИЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Почему именно Volksturm был назван лучшим металлоискателем? Главное — схема реально простая и реально рабочая. Из множества схем металлоискателей, которые я лично делал, именно здесь всё просто, глубинобойно и надёжно! Тем более при своей простоте, в металлодетекторе есть хорошая схема дискриминации — определение железо или цветной металл находится в земле. Сборка металлоискателя заключается в безошибочной пайке платы и настройке катушек в резонанс и в ноль на выходе входного каскада на LF353. Ничего тут суперсложного нет, было бы желание и мозги. Смотрим конструктивное исполнение металлоискателя и новую усовершенствованную схему Volksturm с описанием.

Так как по ходу сборки возникают вопросы, чтоб сэкономить ваше время и не заставлять перелистывать сотни страниц форума, здесь приведены ответы на 10 самых популярных вопросов. Статья в процессе написания, так что некоторые пункты будут дополнены позже.

1. Принцип работы и обнаружения целей этого металлоискателя?
2. Как проверить Работает ли плата металлоискателя?
3. Какой резонанс выбрать?
4. Какие конденсаторы лучше?
5. Как настроить резонанс?
6. Как сводить катушки в ноль?
7. Какой провод для катушек лучше?
8. Какие детали и чем можно заменить?
9. От чего зависит глубина поиска целей?
10. Питание металлоискателя Volksturm?

Принцип работы металлоискателя Volksturm

Постараюсь в двух словах о принципе работы: передача,прием и баланс индукции. В поисковом датчике металлоискателя устанавливают 2 катушки — передающую и приемную. Присутствие металла изменяет индуктивную связь между ними (в том числе и фазу), что влияет на принимаемый сигнал, который затем обрабатывается блоком индикации. Между первой и второй микросхемой стоит коммутатор управляемый импульсами генератора сдвинутого по фазе относительно передающего канала (т.е. когда передатчик работает, приемник отключен и наоборот если приемник включен передатчик отдыхает, а приемник спокойно ловит отраженный сигнал в этой паузе). Итак, вы включили металлоискатель и он пищит. Отлично, если пищит — значит многие узлы работают. Давай разберёмся почему именно он пищит. Генератор на у6Б постоянно генерирует тональный сигнал. Далее он поступает на усилитель на двух транзисторах, но унч не откроется (не пропустит тон) пока напряжение на выходе у2Б (7-й вывод) не разрешит ему этого. Данное напряжение выставляется изменением режима с помощью этого самого резистора трэш. Им надо выставить такое напряжение, чтоб унч почти открылся и пропустил сигнал с генератора. И входные пару милливольт с катушки металлоискателя пройдя усилительные каскады, превысят этот порог и он откроется окончательно и динамик запищит. Теперь проследим прохождение сигнала, точнее сигнала отклика. На первом каскаде (1-у1а) будет пару милливольт, можно до 50. На втором каскаде (7-у1Б) это отклонение увеличится, на третьем(1-у2А) будет уже пару вольт. Но без отклика везде на выходах по нулям.

Как проверить работает ли плата металлоискателя

Вообще усилитель и ключ (CD 4066) проверяется пальцем на входной контакт RX при максимальном сопротивлении сенс и максимальным фоном на динамике. Если изменение фона есть при нажатии пальцем на секунду, то ключ и операционники работают, далее подключаем катушки RX с конденсатором контура параллельно, конденсатор на катушке TX последовательно, ложим одну катушку на другую и начинаем сводить в 0 по минимальному показанию переменного тока на первой ноге усилителя U1A. Далее берем что-нибудь большое и железное и проверяем есть в динамике реакция на металл или нет. Проверим напряжение на у2Б (7-й вывод) оно должно регулятором трэш, меняться +-пару вольт. Если нет — проблема в данном каскаде ОУ. Для начала проверки платы отключаем катушки и включаем питание.

1. Должен идти звук при положении регулятора сенс на максимальное сопротивление, коснёмся пальцем на РХ — если есть реакция, все операционники работают, если нет — проверяем пальцем начиная с u2 и меняем (обследуем обвязку) нерабочего ОУ.

2. Работа генератора проверяется программой частотомер. Штекер от наушников припаять к 12 выводу CD4013 (561ТМ2) предусмотрительно выпаяв р23 (чтоб звуковую карту не спалить). В звуковой плате использовать In-lane. Смотрим частоту генерации, ее стабильность на 8192 гц. Если она сильно смещена, то надо выпаивать конденсатор с9, если и после она не четко выделена и/или много частотных всплесков рядом — заменяем кварц.

3. Проверили усилители и генератор. Если все исправно, но все равно не работает — меняем ключ (CD 4066).

Какой резонанс катушек выбрать

При подключении катушки в последовательный резонанс,увеличивается ток в катушке и общее потребление схемы. Увеличивается расстояние обнаружения цели, но это только на столе. На реальном грунте, земля будет чувствоваться тем сильнее, чем больше ток накачки в катушке. Лучше включение параллельного резонанса, а поднимать чутье входными каскадами. Да и батареек хватит намного дольше. Не смотря на то, что последовательный резонанс применяется во всех фирменных дорогих металодетекторах, в Штурме нужен именно параллельный. В импортных, дорогих приборах, хорошая схематика отстройки от земли, поэтому в этих приборах можно позволить последовательный.

Какие конденсаторы лучше установить в схему металлоискателя

Тип подключаемого к катушке конденсатора не при чём, а если экспериментально поменяли два и увидели что с одним из них резонанс лучше, то просто один из якобы 0,1 мкФ реально имеет 0,098 мкФ, а другой 0,11. Вот и разница между ними по резонансу получается. Я использовал советские К73-17 и зелёные импортные подушки.

Как настроить резонанс катушек металлоискателя

Катушка, как самый лучший вариант, получается из штукатурных терок, склеенных эпоксидной смолой с торцов до нужного вам размера. Причем, центральная ее часть с куском ручки этой самой терки, которая обрабатывается до одного широкого ушка. На штанге же, наоборот, вилка из двух ушек крепления. Такое решение позволяет решить проблему деформирования катушки, при затягивании пластикового болта. Пазы для обмоток делают обычным выжигателем, затем установка ноля и заливка. От холодного конца ТХ, оставим 50 см. провода, который изначально не заливать, а свить из него маленькую катушечку (диаметром 3 см.) и разместить ее внутри RX, перемещая и деформируя ее в небольших пределах, можно добиться точного ноля, но делать это лучше на улице, размещая катушку у земли (как при поиске) при отключенном GEBе, если он есть, затем окончательно залить смолой. Тогда отстройка от земли, работает более- менее сносно (исключение сильно минерализованный грунт). Такая катушка получается легкой, прочной, мало подверженной термодеформации, а обработанная и окрашенная очень симпатичная. И еще одно наблюдение: если металлоискатель собран с отстройкой от грунта (GEB) и при центральном расположении движка резистора выставить ноль очень маленькой шайбой, диапазон регулировки GEBа +- 80-100 мВ. Если установить ноль большим предметом- монета 10-50 коп. диапазон регулировки увеличивается до +- 500-600 мВ. За напряжением в процессе настройки резонанса не гонитесь — у меня при 12в питания около 40В при последовательном резонансе. Чтоб появилась дискриминация конденсаторы в катушках включаем параллельно (последовательное включение нужно только на этапе подбора кондеров для резонанса) — на черные металлы будет протяжный звук, цветные — короткий.

Или ещё проще. Подключаем катушки по очереди к передающему ТХ выходу. Настраиваем в резонанс одну, а настроив её — другую. Пошагово: Подключили, параллельно катушке ткнули мультиметром на пределе переменные вольты, так-же параллельно катушке припаяли конденсатор 0.07-0.08 мкф, смотрим показания. Допустим 4 В — очень слабо, не в резонансе с частотой. Ткнули параллельно первому конденсатору второй небольшой ёмкости — 0.01 мкф (0.07+0.01=0.08). Смотрим — уже показал вольтметр 7 В. Отлично, увеличим ещё ёмкость, подключим на 0.02 мкФ — смотрим на вольтметр, а там 20 В. Великолепно, едем дальше — ещё докинем пару тысяч пик ёмкости. Ага. Уже начало падать, откатим назад. И так добиться максимальных показаний вольтметра на катушке металлоискателя. Затем аналогично с другой (приёмной) катушкой. Настроить на максимум и подключить обратно к приёмному гнезду.

Как сводить катушки металлоискателя в ноль

Для настройки нуля подключаем тестер на первую ногу LF353 и понемногу начинаем сжимать, растягивать катушку. После залива из эпоксидки — нолик точно убежит. Поэтому надо заливать не всю катушку, а оставить места для регулировки, и после высыхания доводить до нуля и заливать окончательно. Взять кусок шпагата и половину катушки обвязать одним витком к середине (к центральной части,месту соединения двух катушек) вставить в петлю шпагата кусочек палочки после чего ее крутить (натягивать шпагат) — катушка будет сжиматься, поймав нолик шпагат пропитать клеем, после почти полного высыхания опять подправить нолик повернув палочку еще чуть-чуть и залить шпагат окончательно. Или проще: Передающая закреплена в пластмассе неподвижно, а приёмную накладываем на первую на 1 см, типа как свадебные кольца. На первом выводе U1A будет писк 8 кГц — можно контролировать вольтметром переменного тока, но лучше просто высокоомными наушниками. Так вот приёмную катушку металоискателя надо то надвигать, то сдвигать с передающей до тех пор, пока на выходе ОУ писк не стихнет до минимума (или показания вольтметра не упадут до нескольких милливольт). Всё, катушка сведена, фиксируем.

Какой провод для поисковых катушек лучше

Провод для намотки катушек не имеет значения. От 0.3 до 0.8 пойдёт любой, всё равно придётся немного подбирать ёмкость для настройки контуров в резонанс и на частоту 8.192 кГц. Конечно и более тонкий провод вполне подходит, просто чем он толще, тем добротность и, как следствие чутьё — лучше. Но если намотать 1 мм — будет довольно тяжеловато таскать. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. От левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. С правым верхним и нижними углами проделываем тоже самое, но откладываем по 3 см. По средине нижней части ставим точку и по точке слева и справа на расстоянии 1 см. Берем фанеру, накладываем этот эскиз и вбиваем гвоздики во все точки указанные. Берем провод ПЭВ 0,3 и мотаем 80 витков провода. Но честно говоря без разницы сколько витков. Всё равно частоту 8 кГц будем выставлять в резонанс конденсатором. Сколько намотали — столько и намотали. Я мотал 80 витков и конденсатор 0.1 мкф, если намотаете допустим 50 — ёмкость соответственно где-то 0.13 мкф поставить придётся. Далее, не снимая с шаблона обматываем катушку толстой ниткой — типа как обматывают жгуты проводов. После покрываем катушку лаком. Когда высохнет, снимаем катушку с шаблона. Затем идёт обмотка катушки изоляцией — фум лента или изолента. Далее — обмотка приёмной катушки фольгой, можно взять ленту из электролитических конденсаторов. TX катушку можно не экранировать. Не забудьте оставить РАЗРЫВ в экране 10 мм, по середине катушки. Дальше идёт обмотка фольги луженым проводом. Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5мГ. Емкость получается около 0,1мкф. Что касается заливки катушки эпоксидкой, то я не заливал её вообще. Просто туго замотал изолентой. И ничего, два сезона отходил с этим металлоискателем без ухода настроек. Обратите внимание на влагоизоляцию схемы и поисковых катушек, ведь придётся по мокрой траве косить. Всё должно быть герметично — иначе попадёт влага и настройка поплывёт. Ухудшится чувствительность.

Какие детали и чем можно заменить

Транзисторы :
BC546 — 3шт или КТ315.
BC556 — 1шт или КТ361
Операционники :

LF353 — 1шт или меняйте на более распространенную TL072.
LM358N — 2шт
Цифровые микросхемы :
CD4011 — 1шт
CD4066 — 1шт
CD4013 — 1шт
Резисторы постоянные , мощностью 0,125-0,25 Вт:
5,6К — 1шт
430К — 1шт
22К — 3шт
10К — 1шт
390К — 1шт
1К — 2шт
1,5К — 1шт
100К — 8шт
220К — 1шт
130К — 2шт
56К — 1шт
8,2К — 1шт
Резисторы переменные :
100К — 1шт
330К — 1шт
Конденсаторы неполярные :
1нФ — 1шт
22нФ — 3шт (22000пФ = 22нФ = 0.022мкФ)
220нФ — 1шт
1мкФ — 2шт
47нФ — 1шт
10нФ — 1шт
Конденсаторы электролитические :
220мкФ на 16В — 2шт

Динамик миниатюрный.
Кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Два сверхярких светодиода разного цвета.

Если вы не можете достать импортные микросхемы, вот отечественные аналоги: CD 4066 — К561КТ3, CD4013 — 561ТМ2, CD4011 — 561ЛА7, LM358N — КР1040УД1. У микросхемы LF353 — прямого аналога нет, но смело ставим LM358N или лучше TL072, TL062. Совсем не обязательно ставить операционный усилитель именно — LF353, я просто поднял усиление на U1A заменив резистор в цепи отрицательной обратной связи 390 кОм на 1 мОм — чувствительность значительно возросла на процентов 50, правда после этой замены ушёл ноль, пришлось на катушку в определённом месте приклеить скотчем кусочек алюминиевой пластинки. Советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 25 сантиметров и это при питании 6 вольт, потребляемый ток без индикации — 10 мА. И не забудь про панельки — удобство и простота настройки значительно повысятся. Транзисторы КТ814, Кт815 — в передающую часть металлоискателя, КТ315 в УНЧ. Транзисторы — 816 и 817 желательно подобрать с одинаковым коэффициентом усиления. Заменимы на любые соответствующей структуры и мощности. В генераторе металлоискателя установлен специальный часовой кварц на частоту 32768 Гц. Это стандарт абсолютно для всех кварцевых резонаторов, которые стоят в любых электронных и электромеханических часах. В том числе и наручных и дешёвых китайских настенных/настольных. Архивы с печатной платой для варианта и для (вариант с ручной отстройкой от земли).

От чего зависит глубина поиска целей

Чем больше диаметр катушки металлоискателя, тем глубже чутьё. А вообще, глубина обнаружения цели данной катушкой, зависит прежде всего от размера самой цели. Но при увеличении диаметра катушки наблюдается уменьшение точности обнаружения объекта и даже иногда потеря мелких целей. Для объектов с монету, этот эффект наблюдается при увеличении размера катушки свыше 40 см. Итого: большая поисковая катушка, имеет большую глубину обнаружения и больший захват, но менее точно обнаруживает цель, чем маленькая. Большая катушка идеальна для поиска глубоких и больших целей, таких как клады и крупные объекты.

По форме катушки делятся на круглые и эллиптичные (прямоугольные). Эллиптичная катушка металлоискателя обладает лучшей избирательностью по сравнению с круглой, потому что ширина магнитного поля у нее меньше и в поле ее действия попадает меньше посторонних объектов. Но круглая имеет большую глубину обнаружения и лучшую чувствительность к цели. Особенно на слабо минерализованных грунтах. Круглая катушка наиболее часто используется при поиске с металлоискателем.

Катушки диаметром меньше 15 см называют маленькими, катушки диаметром 15-30 см называют средними и катушки свыше 30 см — большие. Большая катушка генерирует большее электромагнитное поле, поэтому она имеет большую глубину обнаружения, чем маленькая. Большие катушки генерируют большое электромагнитное поле и соответственно, имеют большую глубину обнаружения и покрытие при поиске. Такие катушки используются для просмотра больших площадей, но при их использовании, может возникнуть проблема на сильно замусоренных площадках потому, что в поле действия больших катушек может попасться сразу несколько целей и металлоискатель среагирует на более крупную цель.

Электромагнитное поле маленькой поисковой катушки тоже маленькое, поэтому с такой катушкой лучше всего искать на территориях сильно замусоренных всякими мелкими металлическими предметами. Маленькая катушка идеальна для обнаружения маленьких объектов, но имеет небольшую площадь покрытия и сравнительно небольшую глубину обнаружения.

Для универсального поиска хорошо подойдут средние катушки. Такой размер поисковой катушки сочетает в себе достаточную глубину поиска и чувствительность к целям с разными размерами. Я делал каждую катушку диаметром примерно 16 см и обе эти катушки укладывал в круглую подставку из-под старого монитора 15″. В таком варианте глубина поиска этого металлоискателя будет такая: алюминиевая пластина 50×70 мм — 60 см, гайка М5-5 см, монетка — 30 см, ведро — около метра. Данные значения получены на воздухе, в земле будет на 30% меньше.

Питание металлоискателя

Отдельно схема металлоискателя тянет 15-20 мА, при подключенной катушке + 30-40 мА, итого вместе до 60 мА. Конечно в зависимости от типа применяемого динамика и светодиодов это значение может изменяться. Простейший случай — питание взял 3 (или даже две) последовательно подключенные литий ионные батарейки от мобил на 3,7В и при заряде разряженных аккумуляторов, когда подключаем любой блок питания на 12-13в, ток заряда начинается от 0,8А и падает до 50ма за час и тогда вообще не надо что-то добавлять, хотя ограничительный резистор конечно же не помешает. Как вообще самый простейший вариант — крона на 9В. Но учтите, что металлоискатель съест её за 2 часа. Но для настройки этот вариант питания самое оно. Крона при любых обстоятельствах не выдаст большой ток, который может спалить что-то в плате.

Самодельный металлоискатель

А теперь описание процесса сборки металлодетектора от одного из посетителей. Так как из приборов имею только мультиметр, скачал с инета виртуальную лабораторию Записных О.Л. Собрал адаптер, простенький генератор и прогнал в холостую осциллограф. Вроде показывает какую-то картинку. Далее занялся поиском радиодеталей. Так как печатки в основном выкладывают в формате «lay», скачал «Sprint-Layout50». Выяснил, что такое лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат и как их травить. Вытравил плату. К этому времени все микросхемы были найдены. Что не нашел у себя в сарайчике, пришлось покупать. Приступил к пайке перемычек, резисторов, сокетов микросхем, и кварца из китайского будильника на плату. Периодически проверяя сопротивление на шинах питания чтобы не было соплей. Решил для начала собрать цифровую часть прибора, как наиболее легкую. То-есть генератор, делитель и коммутатор. Собрал. Поставил микросхему генератора (К561ЛА7) и делитель (К561ТМ2). Микросхемы б/ушные, выдрал из каких-то плат, обнаруженных в сарайчике. Подал питание 12В контролируя ток потребления по амерметру, 561ТМ2 стала теплой. Заменил 561ТМ2, подал питание — ноль эмоций. Меряю напряжение на ногах генератора — на 1 и 2 ногах 12В. Меняю 561ЛА7. Включаю — на выходе делителя, на 13 ноге есть генерация (наблюдаю на виртуальном осциллографе)! Картинка правда не ахти какая, но за неимением нормального осциллографа — пойдет. Но на 1, 2 и 12 ногах ничего нет. Значит генератор работает, нужно менять ТМ2. Установил третью микросхему делителя — красота на всех выходах есть генерация! Для себя сделал вывод, что выпаивать микросхемы нужно как можно аккуратнее! На этом первый шаг постройки сделан.

Теперь настраиваем плату металлоискателя. Не работал регулятор «SENS» — чувствительность, пришлось выкинуть конденсатор C3 после этого регулировка чувствительности заработала как надо. Не нравился звук возникающий в крайнем левом положении регулятора «THRESH» — порог, избавился от этого заменив резистор R9 цепочкой из последовательно соединённых резистор на 5,6 кОм + конденсатор на 47,0 мкФ (отрицательный вывод конденсатора со стороны транзистора). Пока нет микросхемы LF353 вместо неё поставил LM358, с ней советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 15 сантиметров.

Поисковую катушку на передачу я включил как последовательный колебательный контур, а на приём как параллельный колебательный контур. Настраивал первой передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключил на приёмную катушку и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы на RX. Настройка контуров в резонанс занимает, при наличии осциллографа, несколько минут. Обмотки TX и RX у меня содержат по 100 витков провода диаметром 0,4. Начинаем сведение на столе, без корпуса. Просто чтоб было два обруча с проводами. А чтоб убедиться в работоспособности и возможности сведения вообще — разведём катушки друг от дрга на полметра. Тогда ноль будет точно. Затем наложив катушки внахлёст примерно 1см (как свадебные кольца) сдвигать — раздвигать. Точка нуля может быть довольно точная и поймать её сразу нелегко. Но она есть.

Когда, я поднял усиление в RX тракте МД, он начал работать неустойчиво на максимальной чувствительности, это проявлялось в том что после прохождения над целью и её обнаружении выдавался сигнал, но он продолжался и после того когда цели перед поисковой катушкой ни какой уже небыло, это проявлялось в виде прерывистых и колеблющихся звуковых сигналов. При помощи осциллографа была обнаружена и причина этого: при работе динамика и незначительной просадке питающего напряжения уходит «ноль» и схема МД переходит в автоколебательный режим, выйти из которого можно только загрубив порог срабатывания звукового сигнала. Это меня не устраивало поэтому я поставил по питанию КР142ЕН5А + сверх яркий белый светодиод чтобы поднять напряжение на выходе интегрального стабилизатора, стабилизатора на более высокое напряжение у меня небыло. Такой светодиод можно использовать даже для подсветки поисковой катушки. Динамик подключил до стабилизатора, МД после этого стал сразу очень послушный всё начало работать как надо. Думаю Volksturm действительно лучший самодельный металлоискатель!

Недавно была предложенна данная схема доработки, что позволит превратить Volksturm S в Volksturm SS + GEB. Теперь прибор станет обладать хорошим дискриминатором а также селективностью металлов и отстройкой от грунта, прибор паяется на отдельной плате и подключается вместо конденсаторов с5 и с4. Схема доработки и в архиве. Отдельная благодарность за информацию по сборке и настройке металлоискателя всем, кто принимал участие в обсуждении и модернизации схемы, особенно помогли в подготовке материала Электродыч, феска, xxx, slavake, ew2bw, redkii и другие коллеги радиолюбители.

Металлоискатели или металлодетекторы – это разнообразное семейство измерительных приборов, действие которых основано на отличиях в электромагнитном излучении предметов.

Использование металлоискателя

Профессиональные высокочувствительные металлодетекторы используются в повседневной работе различных пунктов досмотра, с их помощью ведутся поисковые и дознавательные действия полицейских и спасательных служб.

Огромная армия любителей-кладоискателей по всему миру практикует долгие и неспешные походы с металлоискателями. Иногда такое развлечение приносит доход и даже известность.

В наше время уже налажена индустрия детекторных (распознающих) приборов на все случаи жизни, отличающихся не только по принципам работы, но и широким диапазоном цен и технических характеристик.

Простые магнитные детекторы

Принцип работы простейшего металлоискателя основан на электромагнитной индукции – в приборе находится электромагнитная катушка, которая за счет колебаний и искажений своего поля фиксирует находящиеся поблизости электропроводящие и железо-магнитные материалы, создавая при этом звуковой или визуальный сигнал.

Первый опыт сборки металлоискателя в домашних условиях может стать началом серьезного увлечения: новые конструкторские решения и даже изобретения в этой сфере прикладной радиоэлектроники не исключены даже на любительском уровне.

На схеме показано строение простейшего низкочастотного магнитного детектора.

В производстве металлодетекторов используются сотни различных разработок. Для того чтобы претворить в жизнь одну из них самостоятельно, нужно будет изготовить печатную плату своими руками, закупить необходимые катушки, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.п., и осуществить сборку прибора.

Металлоискатель из подручных средств

Другой вариант – сборка металлоискателя из подручных средств, больше подходит гуманитариям и начинающим технарям со страстью к поиску кладов и затерянных артефактов.

Во время работы такого самодельного прибора электромагнитные волны излучаемые калькулятором ловятся на АМ-диапазоне приемника.

Индикатором нахождения объекта в этом устройстве служит поворот электромагнитного поля при переизлучении, который изменяет параметры звукового сигнала. Фото такого металлоискателя, сделанного своими руками, можно найти на просторах сети и в конце нашего материала.

Для применения такого сборного варианта нужна не подробная схема или инструкция по сборке, а соблюдение определенных требований предъявляемых к двум основным составным частям самодельного детектора, а именно — исправно работающим калькулятору и радиоприемнику.

Оба устройства должны быть из разряда самых дешевых, в приемнике должен быть АМ-диапазон и магнитная антенна, а калькулятор должен при работе излучать импульсные радиопомехи.

Для работы над моделью понадобиться также подходящая по размеру пластмассовая коробка с открывающейся крышкой, наподобие книжки, которая станет корпусом искателя.

Для этих целей идеально подойдет старая коробка от СD дисков. Для крепления деталей понадобится двухсторонний скотч.

Сборка металлоискателя

• Закрепление приборов внутри корпуса: на тыльную сторону приборов крепится полоска скотча, затем калькулятор размещается в основании коробки, приемник на внутренней стороне крышки.
• Настройка приемника: нужно включить приемник на максимальном звуке и выбрать верхнюю позицию АМ-диапазона, свободную от вещания радиостанций и помех.
• Подстраивание калькулятора: на включение калькулятора приемник должен отреагировать резким шумом гулом или хрипом, если этого нет, нужно скорректировать диапазон.
• Фиксация положения: начинаем плавно закрывать коробку до того положения пока звук не пропадет или не станет более однородным и фиксируем створки коробки в этом положении, используя при этом кубик пенопласта, резинки и т.п.
• Металлодетектор готов. Если поблизости окажется изделие с электромагнитным излучением, приемник подаст звуковой сигнал.

Совместив элементы других радиоприборов в простейшем детекторе, можно будет понаблюдать в действии за принципом работы металлоискателей и получить удовольствие от своей первой поисковой экспедиции.

Обратите внимание!

Такой детектор, собранный в домашних условиях, можно будет апробировать на поиске лежащих в поверхностном слое земли монет или металлического строительного мусора практически в любой местности, на любом открытом грунте.

Фото металлоискателей своими руками

Обратите внимание!

Обратите внимание!

Под названием «Малыш FM».

Данный прибор обладает очень важной функцией, в нем есть селективность металлов.

Малыш FM определяет тип метала, Цветной или черный, о чем сообщает характерным звуком.

То есть на черный метал он пищит одним звуком, а на цветной другим.

Вот сама схема

МД содержит минимум деталей, потому что в его схеме применен микроконтроллер, очень прост в сборке, но глубина обнаружения у него не очень, от 3см до 10-12 см, что в принципе нормально для такого простого прибора. Прибор имеет кнопку для отстройки от грунта.

Для сборки нам потребуется:
1) PIC12F675 или 629 (микроконтроллер)
2) Кварц 20MHz
Конденсаторы
3) 15пФ-2шт(керамические)
4) 100нФ-1шт (керамический)
5) 10мкФ(электролитный)
6) 100нФ-2шт (пленочных) и не каких других
7) Динамик
8) Кнопка

Резисторы 470 Ом и 10 КОм

AMS1117- стабилизатор напряжения на 3,3 вольта

Прибор очень прост и я решил собрать его без всяких печатных плат. Берем кусок текстолити или толстого картона

Для намотки катушки берем любую кастрюлю или горшок, да все что угодно подходящего диаметра. Я мотал на кастрюле. Провод желательно 0,3мм, но у меня был 0,4 мотал им.

Вот что должно получится

Для этого металлоискателя нужно подключать наушники от плеера, но у меня был только маленький динамик, так что звук слышно плохо, с наушниками будет хорошо слышно.

Настраивать ничего не нужно, схема простая и в основном всегда работает с первого раза (у меня всегда с первого раза)

У кого нет программатора для прошивки микроконтроллера обращайтесь помогу с уже прошитыми ([email protected]) или в комментарии

ВОТ ВИДЕО РАБОТЫ

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

Простой металлоискатель Малыш FM в домашних условиях — схема, монтаж

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

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

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

Схема металлоискателя Малыш ФМ

Схема металлоискателя Малыш ФМ

Обратите внимание! Чем лучше будет качество конденсаторов, тем стабильнее будет работать металлоискатель!

Плату и прошивку для металлоискателя Малыш ФМ можно скачать ниже.

Файлы для скачивания:

Изготовление катушки для металлоискателя МАЛЫШ ФМ

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

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

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

На фото ниже пример серийно выпускаемых пинпойнтеров Малыш ФМ:

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

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

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

Схема металлоискателя ШАНС

Схема металлоискателя ШАНС

Схема кнопок управления металлоискателя ШАНС

Необходимые компоненты для сборки металлоискателя ШАНС своими руками

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

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

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

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

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

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

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

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

Подробная инструкция по сборке металлоискателя ШАНС своими руками

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

Файлы для скачивания:

Собранная плата металлоискателя ШАНС выглядит так:

Плата металлоискателя ШАНС 2D

Плата металлоискателя ШАНС 3D

Все версии прошивок для скачивания:

Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляем как на рисунке ниже:

А вот так выглядит уже собранный блок:

Металлоискатель ШАНС своими руками — изготовление катушки

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

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

Видео с запуском МИ ШАНС на столе:

Металлоискатель Clone PI в домашних условиях — схема и подробная инструкция

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

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

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

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

Схема металлоискателя Clone PI

Схема металлоискателя Clone PI

Внимание: последние версии прошивок для металлоискателя выпускались для микроконтроллера PIC18F252!

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

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

На экране, металлоискатель Клон Пи выводит следующую информацию:

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

Сборка металлоискателя Clone PI своими руками

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

Первым делом, необходимо вытравить печатную плату:

Печатная плата металлоискателя Clone PI

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

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

Файлы для скачивания:

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

Питание металлоискателя лучше подавать через предохранитель (2–5 А). В случае замыкания или ошибки при пайке он может спасти вашу плату!

Изготовление поисковой катушки для металлоискателя Клон ПИ

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

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

• Смотрите также, как сделать своими руками

Приборный поиск имеет просто огромную популярность. Ищут взрослые и дети, и любители и профессионалы. Ищут клады, монеты, потерянные вещи и закопанный металлолом. А главным орудием для поиска является металлоискатель .

Существует великое множество различных металлоискателей, на любой «вкус и цвет». Но для многих людей покупка готового фирменного металлоискателя просто финансово накладна. А кому то хочется собрать металлоискатель своими руками, а кто-то даже строит свой небольшой бизнес на их сборке.

Самодельные металлоискатели

В этом разделе нашего сайта о самодельных металлоискателях , буду собранны: лучшие схемы металлоискателей , их описания, программы и другие данные для изготовления металлоискателя своими руками . Здесь не будит схем металлоискателей из СССР и схем на двух транзисторах. Так как такие металлоискатели лишь подходят для наглядной демонстрации принципов металлодетекции, но совсем не пригодны для реального использования.

Все металлоискатели в этом разделе будут достаточно технологичными. Они будут иметь хорошие поисковые характеристики. И грамотно собранный самодельный металлоискатель немногим будит уступать заводским аналогам. В основном тут представлены различные схемы импульсных металлоискателей и схемы металлоискателей с дискриминацией металлов .

Но для изготовления этих металлоискателей, вам понадобится не только желание, но еще и определенные навыки и умения. Схемы приведенных металлоискателей, мы постарались разбить по уровню сложности.

Кроме основных данных необходимых для сборки металлоискателя, будет также информация о необходимом минимальном уровне знаний и оборудования для самостоятельно изготовления металлоискателя.

В этом списке будут приведены необходимые инструменты, материалы и оборудование, для самостоятельной сборки всех без исключения металлоискателей. Для многих схем вам также понадобится различное дополнительное оборудования и материалы, тут только основное для всех схем.

1. Паяльник, припой, олово и другие паяльные принадлежности.
2. Отвертки, плоскогубцы, кусачки и прочий инструмент.
3. Материалы и навыки по изготовлению печатной платы.
4. Минимальный опыт и знания в электронике и электротехники также.
5. А также прямые руки — будут очень полезны при сборке металлоискателя своими руками.

У нас вы можете найти схемы, для самостоятельной сборки следующих моделей металлоискателей:

Arduino с кодом и принципиальной схемой

— это устройство безопасности, которое используется для обнаружения металлов, которые могут быть опасными, в различных местах, таких как аэропорты, торговые центры, кинотеатры и т. Д. Ранее мы сделали очень простой металлический детектор без микроконтроллера, теперь мы строим металлоискатель 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 металлоискателя проекта .Это очень интересный проект для всех любителей электроники. Когда этот детектор обнаруживает рядом с собой какой-либо металл, зуммер начинает очень быстро пищать.

Необходимые компоненты:

Ниже приведены компоненты, которые вам понадобятся для создания простого металлоискателя DIY с использованием Arduino . Все эти компоненты должны быть легко доступны в вашем местном магазине оборудования.

1. Arduino (любая)
2. Катушка
3. Конденсатор 10 нФ
4. Зуммер
5. Резистор 1к
6. Резистор 330 Ом
7. светодиод
8. 1N4148 диод
9. Макетная плата или печатная плата
10. Соединительная перемычка
11. Аккумулятор 9 В

Всякий раз, когда через катушку проходит ток, вокруг нее создается магнитное поле.А изменение магнитного поля создает 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 . означает, что генерируемое напряжение противодействует увеличению тока. Единица измерения индуктивности — Генри, а формула для измерения индуктивности:

  L = (μ  ο  * N  2  * A) / л 

Где,
L- Индуктивность по Генри
μο- проницаемость, ее 4π * 10 -7  для воздуха
N- количество витков
A- Внутренняя площадь активной зоны (πr  2 ), м  2 
l- Длина катушки в метрах 

Когда какой-либо металл приближается к катушке, катушка меняет свою индуктивность.Это изменение индуктивности зависит от типа металла. Он уменьшается для немагнитных металлов и увеличивается для ферромагнитных материалов, таких как железо.

В зависимости от сердечника катушки значение индуктивности резко меняется. На рисунке ниже вы можете видеть индукторы с воздушным сердечником, в этих индукторах не будет сплошного сердечника . По сути, это катушки, оставленные в воздухе. Средой потока магнитного поля, создаваемого индуктором, является ничто или воздух. Эти катушки индуктивности имеют очень меньшую индуктивность.

Эти катушки индуктивности используются, когда нужны значения в несколько микрогенри. Для значений, превышающих несколько миллигенри, они не подходят. На рисунке ниже вы можете видеть индуктор с ферритовым сердечником . Эти индукторы с ферритовым сердечником имеют очень большое значение индуктивности.

Помните, что здесь намотана катушка с воздушным сердечником, поэтому, когда металлический предмет приближается к катушке, он действует как сердечник для индуктора с воздушным сердечником.Благодаря этому металлу, действующему в качестве сердечника, индуктивность катушки изменяется или значительно увеличивается. При таком внезапном увеличении индуктивности катушки общее реактивное сопротивление или импеданс LC-цепи изменяется на значительную величину по сравнению с отсутствием металлической детали.

Итак, здесь, в этом проекте Arduino Metal Detector , мы должны найти индуктивность катушки для обнаружения металлов. Для этого мы использовали схему LR (схема резистора-индуктора), о которой мы уже говорили.В этой схеме мы использовали катушку с 20 витками или обмотку диаметром 10 см. Мы использовали пустой рулон ленты и намотали на него проволоку, чтобы получилась катушка .

Мы использовали Arduino Nano для управления всем этим металлоискателем Project . Светодиод и зуммер используются в качестве индикатора обнаружения металла. Катушка и конденсатор используются для обнаружения металлов. Сигнальный диод также используется для понижения напряжения.И резистор для ограничения тока на вывод Arduino.

Рабочее пояснение:

Работа с этим металлоискателем Arduino немного сложна. Здесь мы передаем блокирующую волну или импульс, сгенерированный Arduino, на фильтр верхних частот LR. Из-за этого катушка будет генерировать короткие всплески при каждом переходе. Длина импульса генерируемых пиков пропорциональна индуктивности катушки. Таким образом, с помощью этих импульсов Spike мы можем измерить индуктивность катушки.Но здесь трудно точно измерить индуктивность с помощью этих всплесков, потому что эти всплески имеют очень короткую продолжительность (примерно 0,5 микросекунды) и их очень трудно измерить с помощью Arduino.

Итак, вместо этого мы использовали конденсатор, который заряжается нарастающим импульсом или всплеском. И потребовалось несколько импульсов, чтобы зарядить конденсатор до точки, где его напряжение может быть считано аналоговым выводом A5 Arduino. Затем Arduino считывает напряжение этого конденсатора с помощью АЦП.После считывания напряжения конденсатор быстро разрядился, сделав вывод capPin в качестве выходного и установив его на низкий уровень. Весь этот процесс занимает около 200 микросекунд. Для лучшего результата мы повторяем измерения и усредняли результаты. Вот как мы можем измерить приблизительную индуктивность катушки . После получения результата мы передаем результаты на светодиод и зуммер для определения наличия металла. Проверьте полный код , приведенный в конце этой статьи, чтобы понять, как работает.

Полный код Arduino приведен в конце этой статьи. В программной части этого проекта мы использовали два вывода Arduino: один для генерации блочных волн, подаваемых на катушку, а второй аналоговый вывод для считывания напряжения конденсатора. Помимо этих двух контактов, мы использовали еще два контакта Arduino для подключения светодиода и зуммера.

Вы можете проверить полный код и демонстрационное видео детектора металла Arduino ниже. Вы можете видеть, что всякий раз, когда он обнаруживает какой-либо металл, светодиод и зуммер начинают очень быстро мигать.

Схемы детекторов :: Next.gr

— Стр. 4

• Схема металлоискателя, показанная здесь, должна отражать пределы простоты металлоискателя, но конструкция работает на удивление хорошо. В нем используется всего одна микросхема инвертора Шмитта 40106 hex, конденсатор, поисковая катушка и, конечно же, батареи. Отведение от ….

• Принцип работы этой дешевой и простой в сборке схемы металлоискателя заключается в смешивании двух равных частот, что вызывает низкочастотные помехи….

• Эта самодельная схема металлоискателя поможет вам найти предметы, состоящие из материалов с относительно высокой магнитной проницаемостью. Не подходит для бу ….

• Сердцем этой схемы самодельного металлоискателя является микросхема CS209A.Металлоискатель состоит из одной катушки 100 мкГн диаметром 40 мм и изготовлен из ….

• ..

• ..

• ..

• ..

• Первоначальная катушка, поставляемая с проектом Heathkit, была предварительно собрана на заводе. Он имел диаметр около 15 см (6 дюймов). Катушку большего размера (30 см, 12 дюймов) можно сделать, используя следующие данные:.

• Если TIP32C (Q2) становится чрезмерно горячим, используйте вместо него полевой МОП-транзистор IRF9640. Поэкспериментируйте с разными значениями R6, чтобы найти оптимальное значение (я использую резистор на 390 Ом). Временно замените R6 на подстроечный потенциометр (470 или 1k), чтобы найти оптимальный сброс ….

• White`s Classic I был очень простым и легким в использовании устройством, идеально подходящим для начинающих специалистов по поиску.Это был простой детектор без наворотов, только с выключателем и поворотной ручкой для дискриминатора. У него не было большой глубины ….

• ..

• Были опубликованы различные варианты металлоискателя BB, который широко описывается в прессе как новый жанр.Вместо использования поискового и опорного генератора, как в случае с BFO, или катушек Tx и Rx, как в случае с IB, он использует два передатчика или ….

• Соберите схему на монтажной плате или печатной плате, кроме индуктора. На место индуктора прикрепите два длинных провода. Используйте длинный стержень и установите индукционный стержень ….

• Простой домашний проект может быстро превратиться в катастрофу, если вы столкнетесь с электрическим кабелем, газовыми и водопроводными трубами или вашей системой центрального отопления.С помощью удобного металлоискателя вы можете заранее проверить, нет ли металлических предметов в стене, потолке или полу …

• Большинство металлоискателей работают на том факте, что металлы в магнитном поле изменяют его поведение. Есть два общих подхода к обнаружению этих изменений. В одном подходе переменный ток подается на передающую катушку.Используется приемная катушка ….

• Устройство, которое мы затем построим, будет работать как металлоискатель, который может обнаруживать металлические предметы, такие как монеты, гвозди, ключи, такие как ключи от машины, которые вы, возможно, не сможете найти, и даже золото, если вы ищете на пляже. (хотя у этого может и не быть промышленного ….

• Когда ресивер настроен на M.Радиостанция W. В результате вой обратной связи, вызванный передатчиком, можно настроить так, чтобы он изменялся или появлялся, когда катушка и радио находились над металлическим объектом или рядом с ним. Вот изображение поисковой головки. Изготовлен из ….

• ..

• Достаточно эффективный bfo (бифилярный осциллятор).Его производительность, конечно, не сравнима с более продвинутыми коммерческими продуктами, но он все равно работает. Как бы то ни было, во время Великой Отечественной войны металлоискатели, работающие по такому же принципу, использовали многие мои саперы ….

• Металлоискатели, описанные в примере, могут использоваться для обнаружения металлических предметов с высокопроницаемыми магнитными веществами. Принцип работы.Цепь металлоискателя состоит из силовой цепи, синусоидального генератора, схемы фазовой автоподстройки частоты с ФАПЧ ….

• Схема металлоискателя состоит из детекторного генератора, опорного генератора, смесителя и индикатора сигнала, как показано на Рисунке 8-70. Схема генератора обнаружения состоит из генератора временной развертки IC1, индуктора L1, потенциометра RP1 и диода VD1….

• В этой схеме металлоискателя используется одноламповый генератор LC, он показан на рис. 8-73. В схеме V — колеблющаяся трубка, L — катушка обнаружения, Cl — резонансный конденсатор. После включения выключателя питания S включается одноламповый генератор LC ….

• В этом примере описывается металлоискатель, в котором используется цифровая интегральная схема MCl4046 с ФАПЧ (контур фазовой автоподстройки частоты), он может подавать сигнал тревоги при обнаружении металлических объектов и может определять обнаруженный материал на основе инструкций измерителя тока…..

• Схема металлоискателя состоит из генератора с фиксированной частотой, смесителя, детектора, генератора обнаружения и схемы усилителя мощности, и эта схема показана в виде диаграммы. Схема генератора фиксированной частоты состоит из керамического фильтра ZC, транзистора VI ….

• Цепь металлоискателя состоит из силовой цепи, синусоидального генератора, схемы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ и гибридной схемы усиления. Схема показана в виде диаграммы.Силовая цепь состоит из аккумуляторов GBI, GB2, конденсаторов фильтра С1, ….

• Металлоискатель состоит из генератора зонда, генератора опорной частоты, аудиоусилителя и других компонентов. Схема показана в виде диаграммы. Генератор пробника состоит из транзисторов VI, V2 и катушки обнаружения L1, конденсатора C1 и так далее …..

• Цепь металлоискателя состоит из генератора и цепи звуковой и световой сигнализации, схема показана в виде диаграммы.Схема генератора состоит из катушки индуктивности L, конденсатора C1, интегральной схемы переключателя датчиков IC1 (включает генератор, детектор и ….

• Цепь металлоискателя состоит из генератора зонда, опорного генератора, процессора сигналов колебаний, смесительного усилителя, амперметра PA и других компонентов. Схема показана в виде диаграммы. Генератор зонда состоит из колеблющегося….

• Цепь металлоискателя состоит из генератора зонда, цепи фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ и цепи звуковой сигнализации, и эта схема показана в виде диаграммы. Генератор зонда состоит из катушки обнаружения L, транзистора VI, резисторов RI ~ R3, ….

• Спаренный катушечный металлоискатель, сделанный из легко доступных компонентов и использующий в качестве детектора обычный средний приемник….

• Эта самодельная схема металлоискателя поможет вам найти предметы, состоящие из материалов с относительно высокой магнитной проницаемостью. Он не подходит для обнаружения закопанных монет, которые недостаточно чувствительны, но вы можете обнаружить пиратские сокровища! Металл ….

Схема металлоискателя

Проект металлоискателя своими руками с микроконтроллером PIC12F1572 (или PIC12F1840).

Это открытый проект DIY. На основе этой схемы можно сделать как пинпоинтер, так и полноразмерный металлоискатель.

Портировано на PIC12F1572 6.08.2107. PIC12F1840 тоже можно использовать.

Рисунок 1. Это схема:

Характеристики:

• Очень легко построить.
• Поисковая катушка представляет собой простую монолитную катушку без необходимости регулировки. Просто используйте стандартный индуктор или намотайте несколько витков провода самостоятельно и начинайте обнаруживать.
• Обнаружение в режиме движения, алгоритм поиска автоматически адаптируется к параметрам катушки и определяет их изменение во времени. Так что ручной настройки нет.
• Дискриминация между разными металлами. Цветные металлы имеют более низкий тон, чем черные металлы.
• Светодиодная индикация включения.
• Кнопка включения / выключения
• Низкое энергопотребление 20-50 мА
• Работает напрямую от 4-х никель-металлгидридных элементов
• Основные характеристики дискриминации.Звук золота немного отличается от звука железа.
• Разъем для программирования схем (ICSP) для простой загрузки микропрограмм. НОВЫЙ!

Я продолжаю преследовать свою первоначальную цель — сделать схему как можно более простой с минимальным количеством компонентов, но при этом иметь хорошую чувствительность. Причина, по которой я публикую все подробности, заключается в том, что я хочу, чтобы другие тоже извлекли пользу из той тяжелой работы, которую я уже проделал.

Файлы дизайна:

Версия 3.00:

Быстрая ссылка на лист данных PIC12F1840: 41441B.pdf

Исходный код прошивки версии 1.80: firmware180.zip; Файл HEX для PIC: metaldetector_hex.zip

Катушка:

Эта схема была протестирована для работы с различными катушками. Программный алгоритм автоматически подстраивается под параметры катушки.

Основная катушка имеет диаметр 20 см и 27 витков 0,74 мм. ² медный электромонтажный провод. Обычный изолированный сплошной медный провод диаметром 0,5 мм или меньше также подойдет. В Интернете есть много хороших инструкций по изготовлению катушек.

Индуктивность катушки в цепи приведена только для справки. Вы можете использовать множество катушек с разной индуктивностью. Схема должна по-прежнему работать. Возможно, разумный диапазон составляет от 150 мкГн до 470 мкГн. Сопротивление катушки в пределах от 0,25 до 2 Ом.

Для пинпоинтера предпочтительно использовать серийный индуктор с ферритовым сердечником для катушки. Я обнаружил, что номиналы 470 мкГн и 1,8 А 0,28 Ом работают нормально.

Фон:

Однажды я решил, что мне нужен металлоискатель.Мотивом к этому послужило то, что я неоднократно распиливал скрытый металл внутри дерева моей бензопилой и разрушал мою пильную цепь. Столь логичным шагом было обзавестись металлоискателем. Затем я исследовал рынок металлоискателей. И, конечно же, обнаружил, что дешевые, наверное, хрень, а лучше я не могу себе позволить. Затем поискал в Интернете металлоискатели «Сделай сам». Вскоре я понял, что все доступные схемы не для меня. Что ж, микроконтроллеры существуют вечно, а эти маленькие настолько дешевы и относительно мощны.Так зачем строить металлоискатель древней конструкции с несколькими операционными усилителями, связкой резисторов и других компонентов. Несомненно, сегодня мы можем добиться большего — мы можем сделать это с помощью одного 8-контактного микроконтроллера PIC и очень небольшого количества внешних компонентов! Думаю, когда-нибудь я напишу отдельную статью о своей лесопильной системе.

Итак, вот как построить хороший металлоискатель всего за микроконтроллер, все остальные компоненты и провод катушки можно получить из повсюду валяющегося электронного дерьма, и если вы хотите запрограммировать PIC самостоятельно, вам понадобится какое-то программатор, совместимый с PIC12F1840 .Я лично использую PICKIT3. Я купил PICKIT3, потому что, к сожалению, обнаружил, что PIC12F1840 не поддерживается моими программистами JDM и Parallel TAIT. Если у вас нет программатора, вы можете приобрести предварительно запрограммированный микроконтроллер в моем магазине.

Техническое описание:

Я называю это детектором типа «затухание импульсных колебаний» или просто детектором « импульсных колебаний ». Принципиально он основан на широко известных индукционных детекторах импульсов. Импульс тока отправляется на катушку, а затем измеряется отклик.В моей схеме детектора катушка не сбрасывается демпинговым резистором, как в обычных импульсных индукционных детекторах. Сильноточный импульс подается на катушку, и после того, как импульс отсекается, колебания возникают в цепи резервуара, образованной поисковой катушкой и конденсатором, параллельными ей. Между прочим, это колебание относительно ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Поэтому вся цепь должна быть хорошо изолирована, чтобы избежать поражения электрическим током! В этом случае колебания, конечно, быстро затухают из-за потерь и из-за того, что подача энергии в цепь прекращается.В основном это постоянные резистивные потери в цепи генератора, а также потери на Вихревые токи в возможной металлической мишени. Микроконтроллеру достаточно измерить время затухания, чтобы обнаружить различия в потерях в цепи генератора. И, конечно же, если резистивные потери постоянны, любое другое изменение времени затухания означает, что рядом с катушкой находится МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МИШЕНЬ.

Частота колебаний катушки примерно определяется индуктивностью катушки и номиналом параллельного конденсатора. Частота также немного меняется в зависимости от свойств металла цели.Целевые объекты из ферромагнитного металла уменьшают частоту свободных колебаний, а немагнитные металлы увеличивают частоту колебаний. Таким образом, с помощью этого метода можно даже различать цели, и эта функция включена в последнюю версию прошивки.

Максимальное напряжение колебания также зависит от значения C1. Конденсатор C1 выбирается таким образом, чтобы напряжение на катушке никогда не превышало 150 В, номинальное напряжение полевого МОП-транзистора. Мосфет, который я использую в последней рабочей установке, — IRLI630. Большинство логических приводов и МОП-транзисторов на 150 В должны работать.Следует избегать схода лавины Mosfet, возможно, это не очень стабильная зона активности. МОП-транзисторы с более высоким напряжением всегда имеют большее сопротивление в открытом состоянии, что, в свою очередь, ограничивает максимальный ток для данного напряжения питания. Разумно выбрать МОП-транзистор с максимальным напряжением 200 В, если напряжение питания 4,8 В от 4-х никель-металлгидридных элементов.

Рисунок 2. Поисковая катушка одноимпульсного напряжения.

В моей конструкции импульсы происходят с интервалом в 2 миллисекунды. Длительность импульса 140 микросекунд.За синхронизацией импульсов отвечает микроконтроллер PIC, а MOSFET напрямую управляется выходным контактом PIC через R3. Импульсный ток катушки ограничен только сопротивлением открытого МОП-транзистора и сопротивлением поисковой катушки. Это делает импульсный ток максимально высоким — большую чувствительность. В то же время, поскольку импульсы очень короткие, среднее потребление тока в цепи очень низкое — нет необходимости носить с собой огромные батареи.
Для питания этой цепи используйте ТОЛЬКО 4 элемента NiMH или NiCd! Нет схемы ограничения напряжения питания, и напряжение четырех щелочных батарей будет 6 В, что слишком много для микроконтроллера PIC!

Я повторяю: эта схема предназначена для использования 4-х ячеек NIMH (AA или AAA) последовательно для источника питания.

Рис. 3. Блок-схема приемника:

Это эквивалентная схема того, что происходит внутри PIC12F1840. Внутренние функции PIC настроены так, как показано. Входной вывод настроен на вход компаратора, вход компаратора + внутренне подключен к цифроаналоговому преобразователю, который выдает опорное напряжение, возможно 32 уровня напряжения между V + и V-. Выход компаратора внутренне подключен к вентилю TIMER1. Эта полезная функция позволяет таймеру 1 считать, только когда выходной сигнал компаратора высокий.Затем программа активирует Timer1 сразу после окончания импульса катушки и считывает значение с таймера перед запуском нового импульса. И это наше измерение. Timer1 работает на системной частоте 32 МГц и имеет разрешение 31,25 нс.

Конечно, мы не можем допустить, чтобы сигнал высокого напряжения достигал микроконтроллера. Поэтому есть ограничивающая цепь R4, D2, D3. Диоды Шоттки D2 и D3 сбрасывают избыточное напряжение на шины питания. Таким образом, напряжение на входе PIC всегда находится в диапазоне напряжения питания.Диоды D2 и D3 должны быть типа Шоттки, обычные диоды недостаточно быстрые, и микроконтроллер может выйти из строя. Если быть точным, я также пробовал схему без диодов D1 и D2, и, похоже, она работала хорошо из-за внутренних защитных диодов PIC, но слишком мало тестов, чтобы рекомендовать это.

Рис. 4. Форма кривой ограниченного напряжения на входе микроконтроллера.

Обратите внимание, что верхняя часть колебаний почти полностью ограничена, а нижняя часть ограничена отрицательным напряжением питания V-.Центр колебаний — положительный источник питания V +.

Прошивка:

PIC теперь написана на ассемблере с использованием среды MPLAB X. Когда я начинал проект, я использовал MPLAB IDE v8.83.

доводит этот маленький микроконтроллер до предела скорости и в полной мере использует все преимущества периферийных устройств PIC. Использование превосходных возможностей управления питанием микроконтроллера PIC позволило исключить физическую схему переключателя питания. Все функции управляются только одной кнопкой.Когда цепь выключена, PIC находится в спящем режиме, и потребление тока практически отсутствует. В любом случае саморазряд гораздо меньше, чем у никель-металлгидридных батарей.

Звуковой генератор просто использует таймер 2 для переключения выходов динамиков. Громкоговоритель подключается между двумя выходами, потому что это создает своего рода мостовую схему, напряжение удваивается, звук сильнее, а сигнал не имеет смещения постоянного тока.

Используемые ресурсы PIC: прерывания, прерывание при изменении, спящий режим, ЦАП, компаратор, все таймеры (Timer0, Timer1, Timer2).

Активная версия 2.00:

Особенности:

• Незначительная дискриминация между разными металлами. Цветные металлы составляют более низкий тон, чем черный металл (железо).
• Одно нажатие кнопки включает детектор.
• Двойное нажатие на кнопку изменяет режим работы. Всего 4 режима:

1. режим распознавания, стандартный звук включения / выключения
2. плавный звуковой сигнал (индикация расстояния), теперь с дискриминацией
3. режим распознавания, менее отфильтрованный, чем режим 1
4. бесшумный режим, только светодиод вкл / выкл

• Более длительное нажатие кнопки выключает детектор

Исходный код версии 2.00 (для PIC12F1572) весь проект MPLAB X: PIC_program_12F1572.X.zip

Исходный код прошивки версии 1.80: firmware180.zip HEX-файл для PIC: HEX-файл (для PIC12F1840)

Старые версии (пока без дискриминации):

версия 1.25 с коммуникацией RS232 (COM-порт) (10.01.2013) Исходный код ассемблера: PO_metaldetector125.zip ver1.25 шестнадцатеричный файл: metaldetector125.hex

Двойное нажатие кнопки активирует последовательную отправку RS232, однократное нажатие возвращает в нормальный режим, более длительное нажатие отключает питание.

ver1.10 (22.12.2012): metaldetector110.asm ver1.10 шестнадцатеричный файл: metaldetector110.hex Это не рекомендуемая версия, но я пока оставляю ее здесь.

Версия 1.00: metaldetector100.asm шестнадцатеричный файл версии.00: metaldetector100.hex самая базовая версия, но работает. Никакой дискриминации.

Печатная плата (PCB):

В настоящее время разработано три версии печатных плат.

V1.00 Первая версия была односторонней платой.

V2.00 была двухсторонней платой (на самом деле по дизайну может работать только с нижним слоем), но когда я разработал вторую версию, я преобразовал ее в более новую версию Kicad и перерисовал схему, а также случайно поменял местами подключения светодиодов и пьезодинамиков к Контакты PIC (5; 6).Так что для версии 2.00 нужна немного доработанная прошивка. Но я уже успел заказать на заводе печатных плат партию таких плат. Ни одна из этих плат не была доставлена ​​из моего магазина.

V3.00 — двухсторонняя плата. Совместим с версией 1.00 со следующими улучшениями:

• C2 и Q1 установлены горизонтально, чтобы можно было установить схему внутри трубки.
• теперь имеет монтажные отверстия по углам
• Крепление переключателя в центральном положении для лучшего крепления вала кнопки
• Разъем ICSP

Я рекомендую вставить PIC, хотя вер.Плата 3 имеет возможность «внутрисхемного последовательного программирования» (ICSP). Размеры печатной платы 30 х 60 мм.

и комплекты запчастей также доступны в моем магазине.

Вот отличная статья Роберта Бэти KF7FTQ о его конструкции катушки и детектора. С его любезного разрешения файл в формате pdf: my_md_article.pdf (5,5Мб)

Вот видео одного возможного достойного сооружения на YouTube-канале Frozen Toes Entertainment: https: // www.youtube.com/watch?v=nS4GWuD5Dk8

Ссылки:

Обсуждение и резервное копирование информации в форумах:

http://www.geotech2.com/forums/showthread.php?19935-My-Pulse-Oscillation-detector-project

http://www.thunting.com/smf/metal_detectors/diy_pic12f1840_microcontroller_based_metal_detector_project-t38721.0.html

для общей электроники и микроконтроллеров: http://www.eevblog.com/forum/

Спасибо всем, кто участвует в этих форумах, это очень помогло мне продвинуться вперед в этом проекте.

Теперь я надеюсь, что этот сайт содержит всю необходимую информацию для успешного создания работающего металлоискателя.

Пишите мне, если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Простой в сборке импульсный индукционный металлоискатель с DSP — Lammert Bies

Введение в обнаружение металлов

Большинство металлоискателей работают на том факте, что металлы в магнитном поле изменяют его поведение.Есть два общих подхода к обнаружению этих изменений. В одном подходе переменный ток подается на передающую катушку. Приемная катушка используется для приема магнитного поля, создаваемого передатчиком. Если кусок металла попадает в зону действия силовых линий магнитного поля, приемная катушка может обнаружить изменение как амплитуды, так и фазы принятого сигнала. Величина изменения амплитуды и изменения фазы является показателем размера и расстояния до металла, а также может использоваться для различения черных и цветных металлов.

В другом подходе импульсы тока отправляются на передающую катушку. Магнитное поле, вызванное этими импульсами, запускает вихревые токи в металлах вблизи катушки. Если магнитное поле переключается достаточно быстро, вихревые токи могут быть обнаружены с помощью передающей катушки, которая затем действует как приемник.

Импульсная индукция часто позволяет достичь более глубоких целей, чем частотные детекторы, но различить разные типы металлов труднее. В связи с особыми потребностями, когда я начал этот проект, на этой странице описывается импульсный индукционный металлоискатель с максимально возможной дискриминацией между различными металлами.Для этого обработка сигналов выполняется полностью в цифровом виде с помощью цифрового сигнального процессора , DSP .

Конструкция поисковой катушки

В Интернете есть много проектов, касающихся индукционных металлоискателей. Хотя они отличаются способом обработки сигналов, электроника, генерирующая импульсы магнитного поля, почти всегда идентична.

Основным элементом для генерации магнитных импульсов является катушка.Размер катушки в основном зависит от требуемой глубины обнаружения и минимального размера объектов, которые еще должны быть обнаружены. В целом можно сказать, что максимальная теоретическая глубина обнаружения катушки в пять раз больше диаметра, а минимальный размер объекта, обнаруживаемого катушкой, составляет пять процентов диаметра. Это максимальные значения, которые сильно зависят от ситуации. Очевидно, что с метровой катушкой вы не обнаружите пятисантиметровый объект на глубине пяти метров. Однако это дает представление о том, какой тип катушки вам нужен для решения конкретной проблемы.Многие люди будут использовать металлоискатели для поиска монет и драгоценностей. Для таких ситуаций подойдет катушка 250 или 400 мм. В моей ситуации мне нужно было разместить железные 100-миллиметровые водопроводные трубы на глубине двух метров. Вот почему я решил использовать катушку длиной 1 метр.

Хотя физический размер и форма катушки могут различаться (квадратные или эллиптические катушки используются в определенных ситуациях и работают так же хорошо, как и круглые), индуктивность катушек незначительно различается между различными физическими конструкциями.Общепринятая оптимальная индуктивность поисковых катушек для импульсных индукционных металлоискателей находится в диапазоне от 300 до 500 мкГн. В этом проекте я предполагаю, что используемые катушки имеют емкость 400 мкГн. Для катушек меньшего размера это обычно означает большее количество витков.

Поисковая катушка должна работать от общедоступных источников питания. Из-за аналоговой схемы для усиления небольших сигналов вихревых токов, регистрируемых после прекращения магнитного импульса, наиболее практичным является двойной источник питания ± 10 В или ± 12 В.Катушка будет заряжаться только с одной из двух сторон источника питания, что дает асимметричный разряд батареи, если мы используем два отдельных аккумуляторных блока для положительной и отрицательной стороны источника питания. Поэтому мы будем использовать только одну аккумуляторную батарею на 10 или 12 вольт и генерировать другую сторону питания с помощью преобразователя постоянного тока в постоянный. Хотя это делается в большинстве коммерческих и самодельных схем металлоискателей, это далеко не идеально. Основная проблема заключается в том, что напряжение, генерируемое преобразователем постоянного тока в постоянный, не является свободным от пульсаций, и особенно на высоких частотах, с которыми мы работаем, это может вызвать некоторую нежелательную связь.Мы отложим эту проблему до параграфа об источнике питания и теперь будем предполагать, что наша катушка заряжена напряжением от 9 до 15 В (в зависимости от фактического выбора аккумуляторной батареи, уровня заряда аккумуляторов и т. Д.) .)

Когда это напряжение подается на катушку через высокоскоростной биполярный транзистор или полевой МОП-транзистор, ток в катушке будет постепенно увеличиваться, пока не будет ограничен внутренним сопротивлением катушки, зарядным транзистором и другими возможными компонентами с сопротивлением в линии. .Чем дольше мы заряжаем, тем выше будет магнитное поле. У этого есть свои преимущества и недостатки. Более сильные магнитные поля могут проникать глубже в почву. Но если мы будем заряжать более длительный период, чем, скажем, 250 мкс, вы можете перенасыщать землю, что сделает небольшие объекты невидимыми из-за фонового шума. Поэтому мы должны ограничить максимальное время зарядки значением около 250 мкс при достаточно низком сопротивлении цепи, чтобы в течение этого периода в катушке генерировался достаточный ток.Нетрудно рассчитать максимальный ток, который может протекать через катушку. Этот ток определяется омическим сопротивлением всех компонентов контура. Можно с уверенностью предположить, что наибольшее сопротивление имеет катушка. Многие силовые транзисторы и полевые МОП-транзисторы, используемые в индукционных металлоискателях, имеют максимальный непрерывный ток от 8 до 10 ампер. Если мы сконструируем катушку таким образом, чтобы она имела сопротивление не менее 2 Ом, максимальный ток, который будет протекать, никогда не будет больше 7.5 ампер с самой большой аккумуляторной батареей и полностью заряженными батареями. При сопротивлении цепи 2 Ом и минимальном напряжении 9 В ток через катушку достигнет примерно 3,2 А за упомянутые выше 250 мкс, что более чем достаточно для импульсного индукционного металлоискателя общего назначения с возможностью глубокого поиска.

Теперь мы определили индуктивность и сопротивление катушки, но это не многое говорит о физической конструкции катушки, если мы не знаем ее размеры.В таблице ниже я суммировал размер катушки, толщину провода, количество витков и физическое строение для ряда распространенных размеров катушек. Во всех случаях я старался максимально приблизиться к указанным выше значениям индуктивности и сопротивления. Это уменьшит проблемы с длиной импульса заряда и номиналами разрядного резистора при замене катушек.

Кривая разряда и дискриминация

Цикл обнаружения импульсных индукционных металлоискателей начинается сразу после выключения магнитного поля. Это достигается путем закрытия биполярного силового транзистора или полевого МОП-транзистора, который соединяет катушку с источником питания. График разряда катушки можно разделить на три части.

Этап 1: Влияние пробоя на MOSFET драйвера

В большинстве конструкций металлоискателей используются полевые МОП-транзисторы для регулирования импульсов тока через поисковую катушку. В нашей конструкции для этой задачи также будет использоваться полевой МОП-транзистор. Если полевой МОП-транзистор закрыт, ток в катушке разряжается через резистор в токовой петле, который должен точно соответствовать индуктивности катушки. Для идеального демпфирования катушки 400 мкГн используется резистор примерно 680 Ом. Катушки с индуктивностью 300 мкГн должны разряжаться через резистор 600 Ом.Если мы нагружаем катушку током в 2 ампера, по закону Ома нетрудно рассчитать, что с разрядным резистором 680 Ом напряжение достигнет пика до 1360 вольт. Не многие коммерчески доступные электронные компоненты будут способны выдерживать такое напряжение, и особенно силовые полевые МОП-транзисторы, используемые для пробоя катушек металлоискателя в диапазоне от 300 до 750 вольт, в зависимости от марки и модели. Это означает, что во время первой стадии разряда катушки напряжение на катушке будет ограничено примерно до 500 вольт, при этом часть тока протекает через демпфирующий резистор, а часть — через полевой МОП-транзистор драйвера.Это далеко не идеально, потому что более высокое напряжение разряда означает более быстрое отключение магнитного поля, но мы должны быть счастливы, что такое внутреннее поведение полевого МОП-транзистора фактически предотвращает повреждение других компонентов.

Время, в течение которого система остается на стадии 1 кривой разряда, зависит от величины тока, протекающего через катушку в момент начала разряда, напряжения пробоя полевого МОП-транзистора и суммы сопротивлений катушки, проводки и демпфирующего резистора.Предполагая, что основное сопротивление в контуре вызвано демпфирующим резистором, мы можем рассчитать длину первой ступени по следующей формуле:

T _s1 = L _{змеевик} * (I _{змеевик} — V _{brk_down} / R _{влажный} ) / V _{brk_down}

Очевидно, эта формула действительна только тогда, когда I _{змеевик} > V _{brk_down} / R _damp , потому что в противном случае ступень 1 никогда не вводится, а кривая нагнетания напрямую переходит на ступень 2.В нашем примере с катушкой 400 мкГн, демпфирующим резистором 680 Ом, начальным током катушки 2 Ампера и напряжением пробоя полевого МОП-транзистора 500 В этот первый этап кривой разряда будет длиться одну микросекунду.

Этап 2: Спад тока через демпфирующий резистор при высоких напряжениях катушки

Как только напряжение, индуцированное током в катушке, достигнет значения ниже напряжения пробоя полевого МОП-транзистора, ток будет экспоненциально спадать до нуля. Параметры, которые могут изменить этот распад, — это полное сопротивление в токовой петле и физические свойства магнитного поля в катушке.Металлы, находящиеся в зоне действия силовых линий магнитного поля, могут изменить вторую стадию кривой распада, но есть некоторые проблемы с их обнаружением. Прежде всего, это очень высокие напряжения. Этап 2 вступает в силу, когда напряжение на катушке падает ниже напряжения пробоя полевого МОП-транзистора (где-то около 500 Вольт), и заканчивается, когда напряжение уменьшается настолько, что оно может быть снято обычными аналоговыми цепями (часто около 0,5 или 1 В). Этот этап также довольно короткий, что затрудняет выполнение надежных измерений, которые дают информацию о наличии или различении металлов в зоне действия магнитного поля.

Большинство металлоискателей с импульсной индукцией поэтому просто пропускают этот второй этап и ждут, пока третий этап не начнет цикл обнаружения и дискриминации. Наш детектор на основе DSP отличается тем, что он определяет точный момент, когда кривая разряда переходит от стадии 2 к стадии три.

Рассматривая общие схемы обработки сигналов импульсных индукционных металлодетекторов, демпфирующий резистор имеет два последовательно соединенных параллельно противоположно расположенных диода. Эти диоды действуют как ограничители напряжения, подтягивая одну сторону резистора к одной из сторон источника питания.Это сторона источника питания, которая функционирует как виртуальная земля при аналоговой обработке сигнала. Пока напряжение на катушке превышает 0,7 В, необходимое для открытия этих диодов, напряжение на диодах практически фиксировано. Когда напряжение на катушке падает ниже этого значения, диоды закрываются, и измеренное напряжение является фактическим остаточным напряжением на катушке.

Для нашей примерной катушки, стадия 2 будет длиться около 3,9 мкс, пока ток катушки не упадет достаточно, чтобы снизить напряжение ниже этого магического значения 0.7 Вольт. Практически это означает конец второй стадии разрядной кривой и начало последней стадии, на которой могут быть обнаружены длительные вихревые токи. Если металлы находятся в диапазоне действия магнитного поля, момент перехода на третью ступень сместится. Черные металлы вызывают увеличение индуктивности катушки, что практически приводит к задержке точки перехода. Цветные металлы приведут к тому, что третий этап выйдет раньше. Мне не нужно объяснять, что для точного измерения точки перехода нам понадобится хорошая и быстрая аналоговая измерительная система и быстрый цикл вычислений ЦП.Здесь используется наш цифровой сигнальный процессор.

Этап 3: окончательное затухание тока и вихревые токи

На последнем этапе демпфирующий резистор блокируется двумя последовательно включенными диодами, и ток дополнительно затухает через вспомогательные резисторы в цепи. Текущие токи являются остатками первоначального тока катушки и токами, вызванными вихревыми токами соседних металлов. Это исторически этап, на котором импульсный индукционный металлоискатель на базе аналогового и микроконтроллера выполняет анализ сигналов.Анализ сигналов в этой области затруднен по двум причинам. Прежде всего, это очень низкие уровни сигнала, которые требуют усиления в сотни или тысячи раз для получения некоторой информации. Это также усилит шум в сигнале. Вторая проблема заключается в том, что основная область различения находится примерно в первых 30 микросекундах затухания. Если игнорировать первую часть кривой затухания по замыслу, правильное различение типов металлов будет чрезвычайно трудным.

Аналоговые импульсные индукционные металлоискатели и версии на базе базовых микроконтроллеров идут еще дальше, поскольку не рассматривают саму форму сигнала, а усредняют ее в интегрирующем конденсаторе и используют конечное напряжение этого конденсатора, чтобы определить, был ли обнаружен металл.Это снизит значительный шум, создаваемый высоким коэффициентом усиления в каскаде усиления, но интегрирование сигнала удалит всю информацию, относящуюся к металлу. Вот почему обычные металлоискатели с импульсной индукцией так плохо разбираются. Сначала они выбрасывают почти всю информацию, суммируют то, что осталось, а затем говорят: «Эй, я, наверное, что-то обнаружил, но не спрашивайте меня, как и когда!».

График расхода на графике

Возможный график кривой разряда на входе нашей детекторной электроники можно увидеть на следующем рисунке.Красная кривая — это кривая разряда без цели, две другие кривые показывают разницу, когда цель находится в зоне действия магнитного поля.

В течение первых пяти микросекунд, когда кривая разряда находится на стадии 1 и стадии 2, сигнал ограничивается защитными диодами во входной цепи. После этого кривая медленно затухает, причем скорость затухания зависит от существования мишени и проводимости этой мишени.В верхней части кривой ферромагнитные металлы вызовут небольшую задержку сигнала, которая упадет ниже 0,7 В, тогда как цветные металлы сместят эту точку перехода немного раньше. Материалы с высокой проводимостью, такие как золото, серебро и медь, будут иметь крутой изгиб и быстро распадаться до нуля. Мы видим, что примерно через 30 микросекунд различение различных типов целей практически невозможно. Анализируя ряд этих кривых, можно сделать обоснованное предположение о материале цели, обнаруженной импульсным индукционным металлоискателем.Как и в случае со всеми металлоискателями, это обоснованное предположение, а не однозначный ответ, потому что размер, глубина, окружающие цели и реакция почвы могут изменить сигнал таким образом, что надлежащее различение невозможно.

Конструкция блока питания

Одной из основных проблем при разработке хорошего импульсного индукционного металлоискателя с цифровой обработкой сигналов является правильная конструкция источника питания. Система будет включать трех опытных пользователей, у каждого из которых будут свои собственные потребности. Пиковые токи в одной части источника питания не должны отрицательно влиять на другие части системы.Аналоговое и цифровое заземление также следует разделять, насколько это возможно. Достичь этого непросто, если мы также хотим запитать всю схему от одной аккумуляторной батареи.

Питание катушки

Катушка, без сомнения, является самым большим потребителем тока в цепи. Импульсы, которые могут достигать нескольких ампер, генерируются включением и выключением катушки через полевой МОП-транзистор. Поэтому катушка должна питаться напрямую от аккумуляторной батареи. Ни один линейный регулятор или преобразователь постоянного тока в постоянный не будет иметь мощности для генерации этих коротких импульсов тока без серьезных последствий где-либо в системе.Мы можем использовать небольшой последовательный резистор и большой буферный конденсатор для защиты батарей от больших токов питания.

Источник аналогового усилителя

Аналоговый каскад усиления работает от двойного источника питания в диапазоне от ± 5 до ± 15 Вольт. Центр этих источников питания должен быть подключен к неподвижной стороне катушки и будет практически работать как аналоговая земля в цепи. Плавающая сторона тогда будет усилена относительно центра подачи.Наша конструкция первого каскада усилителя будет полностью дифференциальной, что снизит помехи, если аналоговый ноль не будет идеально стабильным.

Блок питания цифрового сигнального процессора

Цифровые сигнальные процессоры предназначены для работы при напряжении 3,3 В, 5 В или обоих. Я буду использовать более высокое напряжение питания по двум причинам. Во-первых, из прошлого опыта стало известно, что у процессоров с питанием от 5 Вольт меньше проблем с помехами. Но главная причина в том, что модель DSP, которую я решил использовать, может использовать только самый быстрый режим преобразования АЦП, когда подключен источник питания на 5 вольт.Положение блока питания в общей схеме затруднительно. Чтобы переключить полевой МОП-транзистор, который управляет катушкой, в идеале линия нулевого питания DSP должна быть подключена к нулю полевого МОП-транзистора, который находится на внешнем конце источников питания. Но для правильной выборки аналоговых сигналов в каскаде усиления ноль DSP должен быть около нуля каскада усиления, который находится в центре источников питания. Поскольку легче переключать уровни напряжения аналогового каскада с помощью дифференциального усилителя, чем переключать полевой МОП-транзистор с произвольного уровня напряжения, мы подключим цифровые компоненты к отрицательной линии питания.Это также автоматически разделяет аналоговую и цифровую землю, что снижает проблемы с шумом.

Схема силовой части

Собрав все пожелания, проще всего построить силовую часть схемы, как на следующем рисунке. Катушка питается практически напрямую от аккумуляторной батареи. Я говорю «почти прямо», потому что для уменьшения пиковых токов используются небольшой резистор и большой конденсатор. Цифровые компоненты размещаются рядом с отрицательной линией питания. Линейный регулятор мощности, конденсаторы и диод должны предотвращать возврат слишком большого количества шума, создаваемого цифровыми компонентами, в аналоговую схему.Операционным усилителям аналогового усилителя для работы нужен двойной источник питания. Верхняя часть этого источника питания генерируется микросхемой LT1054 в конфигурации удвоителя напряжения.

Фактически точка соединения R3, C3 и поисковой катушки действует как аналоговая земля. Этот уровень земли будет повышаться и понижаться во время этапов заряда и разряда конденсатора C3, но это не окажет отрицательного влияния на аналоговый усилитель, поскольку входная схема каскада усиления будет полностью дифференциальной.

Вы можете видеть, что клеммы + и — батареи определены как точка звезды. Так должно быть и при проектировании печатной платы. При наличии как можно более коротких общих линий между тремя основными потребителями (катушкой, процессором и аналоговым усилителем) вероятность помех между этими компонентами будет меньше.

Как работают металлоискатели | База знаний

Знакомство с Multi-IQ

Multi-IQ — это последняя крупная технологическая инновация Minelab, которая может рассматриваться как объединение преимуществ производительности как FBS, так и VFLEX в новом сочетании технологий.Это не просто переработка одночастотного VLF и не просто другое название итерации BBS / FBS.

Multi-IQ обеспечивает высокий уровень точности идентификатора цели на глубине намного лучше, чем может достичь любой одночастотный детектор, включая переключаемые одночастотные детекторы, которые утверждают, что они многочастотные. Когда Minelab использует термин «многочастотный», мы имеем в виду «одновременный» — то есть более одной частоты передается, принимается И обрабатывается одновременно.Это обеспечивает максимальную чувствительность к цели для всех типов и размеров целей при минимальном уровне шума от земли (особенно в соленой воде). В настоящее время существует лишь несколько детекторов от Minelab и других производителей, которые можно отнести к классу настоящих многочастотных, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Чем отличается Multi-IQ от BBS / FBS?

Multi-IQ использует группу основных частот, отличную от BBS / FBS, для генерации широкополосного многочастотного сигнала передачи, который более чувствителен к высокочастотным целям и немного менее чувствителен к низкочастотным целям.Multi-IQ использует новейшие высокоскоростные процессоры и передовые методы цифровой фильтрации для гораздо более высокой скорости восстановления, чем технологии BBS / FBS. Multi-IQ справляется с морской водой и условиями пляжа почти так же хорошо, как BBS / FBS, однако BBS / FBS по-прежнему имеют преимущество в поиске высокопроводящих серебряных монет в любых условиях.

С помощью Multi-IQ мы можем добиться гораздо большей точности идентификации цели и повышения эффективности обнаружения, особенно в «труднопроходимой» местности. В «мягком» грунте одночастотный режим может работать адекватно, НО глубина и стабильные ID будут ограничены шумом грунта; в то время как Multi-IQ одновременно работает на нескольких частотах, обеспечивая максимальную глубину с очень стабильным целевым сигналом.В «сильном» грунте одна частота не сможет эффективно разделить целевой сигнал, что приведет к ухудшению результатов; тогда как Multi-IQ по-прежнему будет обнаруживать на глубине, теряя минимальную точность цели, как показано на этой диаграмме.

«Сколько одновременных частот?» спросите вы, задавшись вопросом, является ли это критическим параметром. В последние годы компания Minelab проводит подробные исследования по этому поводу. Так же, как вы можете раскрасить карту множеством цветов, минимальное количество, позволяющее различать соседние страны, составляет всего четыре.Как и в случае с проблемой карты, возможно, более интересным является не максимальное количество частот, необходимое для достижения оптимального результата, а минимальное количество. Когда дело доходит до частот в детекторе, то, как частоты объединяются И обрабатываются , теперь более важно, чем количество частот, для достижения еще лучших результатов.

Частотный диапазон Multi-IQ, показанный на этой диаграмме, применим как к извещателям серии EQUINOX, так и серии VANQUISH, во всех моделях.Нет прямой связи между отдельными отдельными частотами, показанными на диаграмме, и частотами, используемыми в Multi-IQ.

На приведенной выше диаграмме показан типичный диапазон чувствительности одночастотных детекторов по сравнению с полноспектральной чувствительностью, обеспечиваемой Multi-IQ. В то время как детектор, работающий на частоте 5 кГц, будет чувствителен к высоким проводникам, таким как большие серебряные мишени, тот же самый детектор будет особенно невосприимчивым к маленьким золотым самородкам (малым проводникам). И наоборот, детектор, работающий на частоте 40 кГц, имеет высокую чувствительность для мелкого золота и гораздо меньшую чувствительность для крупного серебра.Multi-IQ очень чувствителен ко всем целям во всем частотном диапазоне.

Датчики / Детекторы: электронные схемы металлоискателей

Металлоискатель с балансировкой ударов — BFO (генератор частоты ударов) металлоискатель использует два генератора, каждый из которых производит радиочастоту. Один из этих генераторов использует катушку с проволокой, которую мы называем поисковой петлей. Второй генератор использует гораздо меньшую катушку с проводом и обычно находится внутри блока управления и называется опорным генератором.Путем настройки осцилляторов так, чтобы их частоты были почти одинаковыми, разница между ними становится слышимой в виде нот биений __ Разработано Essex Metal Detectors

Металлоискатель с балансировкой ударов (Rev Thomas Scarborough). Были опубликованы различные варианты металлоискателя BB, который широко описывается в прессе как новый жанр. вместо использования поискового и опорного генератора, как в случае с BFO, или катушек Tx и Rx, как в случае с IB, он использует два передатчика или поисковые генераторы с перекрытием катушек в стиле IB.Затем частоты двух осцилляторов смешиваются аналогично BFO, чтобы получить __ Дизайн Энди Коллисона

Металлоискатель BFO — не лучший, но простой, и теперь уже с печатной платой. __ Разработан G.L. Chemelec

CCO Metal Detector — Насколько известно автору, показанный здесь металлоискатель представляет собой еще один новый жанр. он представлен здесь просто как экспериментальная идея и работает вместе со средневолновым радио. Elektor Magazine. __ Разработано Опубликовано в выпуске 345, июль 2005 г.

CCO Металлоискатель — катушечный металлоискатель, сделанный из легко доступных компонентов и использующий в качестве детектора обычный средний приемник.__ Разработан преподобным Томасом Скарборо

Дешевый металлоискатель — идея этой схемы состоит в том, чтобы взломать схему генератора PIC, заменив кристалл катушкой: частота генератора в этом случае зависит от наличия металла рядом с катушкой, как в классическом металлоискателе. __ Дизайн Бруно Гаванда

Металлоискатель с катушечной связкой — Металлоискатель с катушкой, сделанный из легко доступных компонентов и использующий в качестве детектора обычный средний приемник.__ Разработан преподобным Томасом Скарборо

Строительный тепловизор металла — 15.05.14 EDN Идеи дизайна: Создайте изображение скрытого металла, воспринимаемого индуктивно, с помощью программного эквивалента длительной выдержки! Мое проектное предложение состоит в том, чтобы использовать LDC1000 для создания тепловизора металла для дома и офиса. Моя первая идея состояла в том, чтобы переключить массив катушек и управлять светодиодом индикации для каждой. Стоимость даже массива восемь на восемь была непомерно высокой и не давала удовлетворительного изображения.Вторая идея заключалась в том, чтобы использовать соленоид для активации маркера, который проходил бы через центр катушки и отмечал поверхность везде, где был обнаружен металл. Опять же, стоимость будет непомерно высокой, и, хотя на строительной площадке она будет удовлетворительной, домовладелец может возражать против разметки своих стен. __ Схема разработки Джорджа Малларда

Металлоискатель DIY BFO — металлоискатель BFO (генератор частоты биений) использует два генератора, каждый из которых производит радиочастоту. Один из этих генераторов использует катушку с проволокой, которую мы называем поисковой петлей.Второй генератор использует гораздо меньшую катушку с проводом и обычно находится внутри блока управления и называется опорным генератором. Путем настройки осцилляторов так, чтобы их частоты были почти одинаковыми, разница между ними становится слышимой в виде нот биений __ Разработано Essex Metal Detectors

полевых транзисторов с использованием полевых транзисторов MPF102 / J310 BF998. Создание металлоискателя всегда было моей мечтой. Мне было любопытно послушать эти гудки в аэропорту, когда папа объяснил, что это металлоискатели.Что для меня ничего не значило. Прошлым летом у меня была возможность узнать секреты этой мелочи от моего отца, которая оказалась простым проектом, который можно сделать дома. __ Дизайн Нины Гаджар

Fortune Finder — поиск закопанных сокровищ может быть полезным опытом — попробуйте этот металлоискатель в следующий раз, когда вы отправитесь на разведку или прочесывание пляжа__ SiliconChip

Импульсный индукционный металлоискатель GoldPIC 3 (имеется электронный комплект) — GoldPIC 3 представляет собой импульсный индукционный металлоискатель «Собери сам» __ Разработан Тревором Р.Холм

— идеально подходит для поиска стальных рам и шпилек, стальных распорок и гвоздей в оштукатуренных стенах. Этот металлический локатор также может показывать длину выступа в рукоятках ножей, отвертках и других инструментах. Кроме того, он может различать черные и цветные металлы .__ SiliconChip

Heathkit Groundtrack GR-1290 УНЧ-металлоискатель — только схема, без описания схемы__ hobbyteam @ hobby-hour.com

Самодельный металлоискатель — эта самодельная схема металлоискателя поможет вам найти объекты, состоящие из материалов с относительно высокой магнитной проницаемостью.он не подходит для обнаружения закопанных монет, которые недостаточно чувствительны, но вы можете обнаружить пиратские сокровища! Металлоискатель питается от 2-х батареек по 9В, каждая из которых заряжается 15мА. Детектор L1__

% PDF-1.4 % 228 0 объект > эндобдж xref 228 109 0000000016 00000 н. 0000002532 00000 н. 0000002672 00000 н. 0000003649 00000 н. 0000003971 00000 н. 0000004055 00000 н. 0000004144 00000 н. 0000004256 00000 н. 0000004363 00000 н. 0000004419 00000 н. 0000004547 00000 н. 0000004603 00000 п. 0000004761 00000 н. 0000004817 00000 н. 0000004922 00000 н. 0000005064 00000 н. 0000005226 00000 н. 0000005282 00000 н. 0000005395 00000 п. 0000005506 00000 н. 0000005688 00000 п. 0000005743 00000 н. 0000005838 00000 н. 0000005931 00000 н. 0000006082 00000 н. 0000006137 00000 н. 0000006240 00000 н. 0000006344 00000 п. 0000006477 00000 н. 0000006532 00000 н. 0000006676 00000 н. 0000006731 00000 н. 0000006817 00000 н. 0000006902 00000 н. 0000007011 00000 н. 0000007066 00000 н. 0000007170 00000 н. 0000007225 00000 н. 0000007327 00000 н. 0000007382 00000 н. 0000007437 00000 н. 0000007492 00000 н. 0000007547 00000 н. 0000007602 00000 н. 0000007738 00000 п. 0000007793 00000 н. 0000007909 00000 н. 0000007964 00000 н. 0000008019 00000 н. 0000008074 00000 н. 0000008196 00000 н. 0000008251 00000 н. 0000008373 00000 п. 0000008428 00000 н. 0000008556 00000 н. 0000008611 00000 п. 0000008736 00000 н. 0000008791 00000 н. 0000008846 00000 н. 0000008902 00000 н. 0000009009 00000 н. 0000009065 00000 н. 0000009211 00000 п. 0000009267 00000 н. 0000009322 00000 п. 0000009378 00000 п. 0000009534 00000 п. 0000009590 00000 н. 0000009744 00000 н. 0000009800 00000 н. 0000009972 00000 н. 0000010028 00000 п. 0000010142 00000 п. 0000010198 00000 п. 0000010254 00000 п. 0000010308 00000 п. 0000011411 00000 п. 0000011699 00000 п. 0000011978 00000 п. 0000012267 00000 п.