Даже самые серьёзные и респектабельные граждане, при слове «клад» испытывают легкое волнение. Мы ходим в буквальном смысле слова по сокровищам, которых в нашей земле неизмеримо много.
Но как заглянуть под слой почвы, чтобы точно знать, где копать?
Профессиональные кладоискатели пользуются дорогостоящим оборудованием, покупка которого может окупиться после одной удачной находки. Археологи, строители, геологи, члены поисковых обществ – пользуются техникой, предоставленной организацией, в которой они работают.
А как быть начинающим искателям сокровищ с ограниченным бюджетом? Можно изготовить металлоискатель в домашних условиях своими руками.
Для понимания предмета, рассмотрим конструкцию и принцип работы прибора
Популярные металлоискатели работают, используя свойства электромагнитной индукции. Основные компоненты:
- передатчик – генератор электромагнитных колебаний
- передающая катушка, приемная катушка (в некоторых моделях для компактности катушки объединены)
- приемник электромагнитных колебаний
- дешифратор, выделяющий полезный сигнал из общего фона
- сигнальное устройство (индикатор).
Генератор, с помощью передающей катушки, создает вокруг нее электромагнитное поле (ЭМП) с заданными характеристиками. Приемник сканирует окружающую среду и сравнивает показатели поля с эталонными. Если изменений нет – в схеме ничего не происходит.
- При попадании в зону действия поля какого-нибудь проводника (любой металл), базовое ЭМП наводит в нем токи Фуко. Эти вихревые токи создают собственное электромагнитное поле предмета. Приемник определяет искажение базового ЭМП и дает сигнал на индикатор (звуковое или визуальное оповещение).
- Если исследуемый предмет не металлический, но имеет ферромагнитные свойства, он экранирует базовое ЭМП, также вызывая искажения.
Важно! Существует ошибочное мнение, что грунт, в котором производятся поиски, не должен быть электропроводящим.
Это не так. Главное, чтобы электромагнитные или ферромагнитные свойства среды и объектов поиска были отличны друг от друга.
То есть, на фоне определенных характеристик ЭМП, сформированного средой поиска, поле отдельных предметов будет выделяться.
Разновидности металл детекторов
Понимание особенностей разных схем поможет не только выбрать готовый детектор. Если вы решите собрать металлоискатель для монет своими руками, вам не нужно закладывать в него детектор для водопроводных труб или арматуры в бетоне.
Вы изначально должны знать, для чего нужен прибор, поскольку универсальные металлоискатели имеют высокую стоимость, как при покупке, так и при самостоятельной сборке. К тому же, узкопрофильный прибор более компактный и легкий.
Основные параметры
- Глубина поиска. Определяет проникающую способность для стандартных грунтов: ниже этой полосы катушка не будет реагировать на артефакты.
- Площадь покрытия: чем она шире, тем меньше времени уйдет на «прочесывание». Правда избирательность и чувствительность при этом снижается.
- Избирательность: выделение из множества предметов требуемого объекта. Например, при поиске золотых украшений на пляже, ваш прибор не будет реагировать на стальные заколки для волос, или монеты.
- Чувствительность: чем она выше, тем вероятнее найти мелкие предметы. Правда при этом катушка реагирует на различный мусор, типа гвоздей или шпилек для волос.
- Помехозащищенность. На датчик детектора воздействует множество посторонних факторов: гроза, линии электропередач, мобильные телефоны и пр. Необходимо их отфильтровывать.
- Автономность: это и расход энергии, и запас заряда элементов питания.
- Дискриминация – способность различать артефакты по типу. На этом параметре остановимся подробнее.
С наступлением весны всё чаще и чаще на берегах рек можно встретить людей с металлодетекторами. Большая часть из них занимается «золотым промыслом» сугубо из любопытства и азарта. Но некоторый процент действительно зарабатывает на поисках редких вещиц немалые деньги. Секрет успеха подобных изысканий не только в опыте работы, информации и интуиции, но и в качестве оборудования, которым они оснащены. Профессиональный инструмент стоит дорого, и если вы владеете азами знаний по радиомеханике, то, вероятно, не раз задумывались над тем, как сделать металлоискатель своими руками. Редакция сайт придёт вам на помощь и расскажет сегодня, как самостоятельно собрать прибор с помощью схем.
Читайте в статье:
Металлоискатель и его устройство
Такая модель стоит более 32 000 рублей, и, конечно, непрофессионалам такой прибор будет не по карману. Поэтому предлагаем изучить устройство металлодетектора, чтобы собрать вариацию такого устройство самому. Итак, самый простейший металлоискатель состоит из следующих элементов.
Принцип работы подобных металлодетекторов основан на передаче и приёме электромагнитных волн. Главными элементами прибора подобного типа являются две катушки: одна − передающая, а вторая − принимающая.
Металлоискатель работает так: магнитные силовые линии первичного поля (А) красного цвета проходят через металлический объект (Б) и создают в нём вторичное поле (зелёные линии). Это вторичное поле улавливает приёмник, и детектор посылает звуковой сигнал оператору. По принципу работы излучателей электронные устройства такого типа могут быть разделены на:
- Простые, работающие по принципу «приём-передача».
- Индукционные.
- Импульсные.
- Генераторные.
Самые дешёвые устройства относятся к первому типу.
В индукционном металлоискателе одна катушка, которая посылает и принимает сигнал одновременно. А вот приборы с импульсной индукцией отличаются тем, что генерирует ток передатчика, который включается на какое-то время и затем резко отключается. Поле катушки генерирует импульсные вихревые токи в объекте, которые обнаруживают, анализируя затухание импульса, наведённого в катушке приёмника. Этот цикл повторяется непрерывно, может быть сотни тысяч раз в секунду.
Как работает металлоискатель в зависимости от назначения и технического устройства
Принцип работы металлоискателя разнится в зависимости от типа устройства. Рассмотрим основные из них:
- Устройства динамического типа . Самый простой тип устройства, сканирующего поле постоянно. Главная особенность работы с таким прибором – необходимо все время находиться в движении, иначе сигнал пропадёт. Такие приборы просты в использовании, однако, они слабо чувствительны.
- Приборы импульсного типа. Имеют большую чувствительность. Часто к такому прибору идёт дополнительно несколько катушек для настройки под разные типы грунтов и металлы. Требуют определённых навыков для настройки. Среди приборов этого класса можно выделить электронные устройства, работающие на низкой частоте – не выше 3 кГц.
- Электронные приборы , с одной стороны, не дают реакцию (или дают слабую) на нежелательные сигналы: мокрый песок, мелкие кусочки металла, дробь, к примеру, а, с другой, обеспечивают неплохую чувствительность при поиске скрытых водопроводных труб и трасс центрального отопления, а также монет и других металлических предметов.
- Глубинные детекторы заточены под поиск объектов, находящихся на внушительной глубине. Они могут обнаружить металлические предметы на глубине до 6 метров, в то время как остальные модели «пробивают» только до 3. К примеру, глубинный детектор Jeohunter 3D способен производить поиск и обнаружение пустот и металлов, при этом показывая обнаруженные в грунте объекты в 3-мерном виде.
Работают глубинные детекторы на двух катушках, одна находится параллельно поверхности грунта, другая – перпендикулярно.
- Стационарные детекторы – это рамки, установленные на особо важных охраняемых объектах. Они вычисляют любые металлические предметы в сумках и карманах людей, проходящих сквозь контур.
Какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками в домашних условиях
К самым простейшим приборам, которые можно собрать самому, относятся устройства, которые работают по принципу – приём-передача. Существуют схемы, которые по силам даже начинающему радиолюбителю, для этого просто нужно подобрать определённый набор деталей.
В интернете есть множество видеоинструкций с подробным объяснением, как сделать простейший металлоискатель своими руками. Вот самые популярные из них:
- Металлоискатель «Пират».
- Металлоискатель – бабочка.
- Излучатель без микросхем (ИМС).
- Серия металлоискателей «Терминатор».
Однако, несмотря на то, что некоторые затейники пытаются предлагать системы сборки металлоискателя из телефона, такие конструкции не пройдут проверку «боем». Проще купить детскую игрушку-металлоискатель, толку будет больше.
А теперь подробнее о том, как сделать простой металлоискатель своими руками на примере конструкции «Пират».
Самодельный металлоискатель «Пират»: схема и подробное описание сборки
Самоделки на базе металлоискателя серии «Пират» одни из самых востребованных среди радиолюбителей. Благодаря хорошим рабочим качествам прибора, он может «засечь» предмет на глубине от 200 мм (для мелких вещей) и 1500 мм (крупные элементы).
Детали для сборки металлоискателя
Металлодетектор «Пират» является прибором импульсного типа. Для изготовления прибора вам потребуется приобрести:
- Материалы для изготовления корпуса, штанги (можно использовать пластиковую трубу), держателя и так далее.
- Проводы и изоленту.
- Наушники (подойдут от плейера).
- Транзисторы – 3 штуки: ВС557, IRF740, ВС547.
- Микросхемы: К157УД2 и NE
- Керамический конденсатор − 1 нФ.
- 2 плёночных конденсатора − 100 нФ.
- Электролитные конденсаторы: 10 мкФ (16 В) – 2 штуки, 2200 мкФ (16 В) – 1 штука, 1 мкФ (16 В) – 2 штуки, 220 мкФ (16 В) – 1 штука.
- Резисторы – 7 штук на 1; 1,6; 47; 62; 100; 120; 470 кОм и 6 штук на 10, 100, 150, 220, 470, 390 Ом, 2 штуки на 2 Ом.
- 2 диода 1N148.
Схемы металлодетектора для изготовления своими руками
Классическая схема металлоискателя серии «Пират» построена по микросхеме NE555. Работа устройства зависит от компаратора, один выход которого присоединён к генератору импульсов ИМС, второй − к катушке, а выход − к динамику. В случае обнаружения металлических предметов сигнал от катушки поступает на компаратор, а после − на динамик, который оповещает оператора о наличии искомых предметов.
Плату можно разместить в простой распределительной коробке, которую возможно купить в магазине электрики. Если вам недостаточно такого инструмента, вы можете попробовать сделать прибор более совершенного плана, в помощь вам схема для изготовления металлоискателя с ориентиром на золото.
Как собрать металлоискатель без использования микросхем
В этом устройстве для генерирования сигналов используются транзисторы советского образца КТ-361 и КТ-315 (можно воспользоваться аналогичными радиодеталями).
Как собрать печатную плату металлоискателя своими руками
Импульсный генератор собирается на микросхеме NE555. Через подбор С1 и 2 и R2 и 3 производится регулировка частоты. Полученные в результате сканирования импульсы передаются на транзистор Т1, а он передаёт сигнал транзистору Т2. Усиление звуковой частоты происходит на транзисторе ВС547 к коллектору, и подключаются наушники.
Для размещения радиодеталей используется печатная схема, которую можно легко изготовить самостоятельно. Для этого используем кусок листового гетинакса, покрытого медной электротехнической фольгой. На неё переносим соединяющие детали, размечаем места креплений, просверливаем отверстия. Дорожки покрываем защитным лаком, а после высыхания опускаем будущую плату в хлорное железо для травления. Это необходимо для удаления незащищённых участков медной фольги.
Как сделать катушку для металлоискателя своими руками
Для основы потребуется кольцо с диаметром порядка 200 мм (в качестве основания могут использоваться обычные деревянные пяльцы), на которое наматывается проволока 0,5 мм. Чтобы повысить глубину обнаружения металлов, каркас катушки должен быть в пределах 260−270 мм, а количество витков – 21−22 об. Если у вас нет под рукой ничего подходящего, можно намотать катушку на деревянной основе.
Катушка из медной проволоки на деревянной основе
| Иллюстрация | Описание действия |
 | Для намотки приготовьте доску с направляющими. Расстояние между ними равно диаметру основания, на которое вы будете крепить катушку. |
 | Намотайте проволоку по периметру креплений в 20−30 витков. Скрепите обмотку изолентой в нескольких местах. |
 | Снимите обмотку с основания и придайте ей округлую форму, при необходимости скрепите дополнительно обмотку ещё в нескольких местах. |
 | Подсоедините контур к устройству и протестируйте его работу. |
Катушка из витой пары за 5 минут
Нам понадобятся: 1 витая пара 5 cat 24 AVG (2,5 мм), нож, паяльник, припой и мультитестер.
| Иллюстрация | Описание действия |
 | Сверните провод в два мотка косичкой. Оставляем по 10 см с каждой стороны. |
 | Зачистите обмотку и освободите жилы для соединения. |
 | Соединяем жилы согласно схеме. |
 | Для лучшего крепления спаяйте их паяльником. |
 | Протестируйте катушку в том же порядке, что и устройство из медной проволоки. Выводы обмотки нужно припаять к многожильному проводу с диаметром в пределах 0,5−0,7 мм. |
Краткая инструкция по настройке металлоискателя «Пират», сделанного своими руками
После того как основные элементы металлоискатели готовы, приступаем к сборке. На штанге металлоискателя крепим все узлы: корпус с катушкой, приёмо-передающий блок и рукоятку. Если вы всё сделали правильно, то дополнительные манипуляции с прибором не потребуются, так как он изначально имеет максимальную чувствительность. Более тонкая настройка выполняется посредством переменного резистора R13. Нормальная работа детектора должна обеспечиваться при среднем положении регулятора. Если имеется осциллограф, то с его помощью на затворе транзистора Т2 нужно измерить частоту, которая должна составлять 120−150 Гц, а длительность импульса – 130−150 мкс.
Можно ли сделать своими руками подводный металлоискатель
Принцип сборки подводного металлоискателя ничем не отличается от обычного, с той лишь разницей, что придётся покорпеть над созданием непроницаемой оболочки с помощью герметика, а также над размещением специальных световых индикаторов, которые смогут сообщить о находке из-под воды. Пример, как это будет работать, в видео:
Металлоискатель «Терминатор 3» своими руками: подробная схема и видеоинструкция по сборке
Металлоискатель «Терминатор 3» многие годы занимает почётное место в рядах самодельных металлоискателей. Двухтональный прибор работает по принципу баланса индукции.
Его главными особенностями являются: небольшое энергопотребление, дискриминация металлов, режим цветных металлов, режим только золото и очень хорошие характеристики глубины поиска, по сравнению с полупрофессиональными фирменными металлоискателями. Мы предлагаем вам самое подробное описание сборки подобного устройства от народного умельца Виктора Гончарова.
Как сделать металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов
Дискриминация металлов – это возможность прибора различать обнаруженный материал и осуществлять его классификацию. Дискриминация основана на разной электропроводности металлов. Самые простые способы определения типов металлов были реализованы в старых приборах и устройствах начального уровня и имели два режима – «все металлы» и «цветные». Функция дискриминации позволяет оператору реагировать на фазовый сдвиг определённой величины, сравниваемый с настроенным (эталонным) уровнем. При этом прибор не может различать цветные металлы между собой.
О том, как сделать самодельный профессиональный металлоискатель из подручных средств, в этом видео:
Особенности глубинных металлоискателей
Металлоискатели такого типа могут обнаружить объекты на большой глубине. Хороший металлоискатель, сделанный своими руками, заглядывает на глубину в 6 метров. Однако в этом случае размер находки должен быть солидным. Лучше всего работают такие детекторы для обнаружения старых снарядов или обломков достаточно большого размера.
Существует два типа глубинных металлодетекторов: рамочный и приёмопередатчик на штанге. Первый тип устройства способен охватывать для сканирования большой участок земли, однако, в этом случае эффективность, целенаправленность поиска снижается. Второй вариант детектора – точечный, он работает направленно вглубь на небольшом диаметре. Работать с ним необходимо медленно и осторожно. Если вы поставите цель − соорудить такой металлоискатель, следующее видео может подсказать вам, как это сделать.
Если у вас есть опыт по сборке такого устройства и его применению, расскажите о нём другим!
Что такое металлоискатель объяснять не надо никому. Прибор этот дорогой, а некоторые модели стоят весьма прилично.
Однако сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях можно. Причём можно не только сэкономить тысячи рублей на его приобретении, но ещё и обогатиться, найдя клад. Давайте поговорим о самом приборе и попробуем разобраться, что в нём и как.
Пошаговая инструкция по сборке простого металлоискателя
В данной подробной инструкции мы покажем, как можно собрать своими руками простейший металлоискатель из подручных средств. Нам понадобятся: обычная пластиковая коробка из под CD диска, портативный AM или AM/FM радиоприемник, калькулятор, контактная лента типа VELCRO (липучка). Итак, приступаем!
Шаг 1. Разберите корпус коробки CD компакт-диска . Аккуратно разберите корпус пластиковой коробки компакт-диска, удалив вставку, которая держит диск на месте.
ШАГ 1. Удаление пластиковой вставки из сидибоксаШаг 2. Отрежьте 2 полоски липучки . Отмерьте область в центре задней части Вашего радио. Затем вырежьте 2 кусочка липучки такого же размера.
ШАГ 2.1. Отмеряем приблизительно посередине область на задней стороне радио (выделено красным)
ШАГ 2.2. Вырезаем 2 липучки соответствующего размера, измеренного в шаге 2.1
Шаг 3. Закрепите радио. Прикрепите липкой стороной одну липучку на заднюю часть радио и вторую на одну из внутренних сторон коробки компакт-диска. Затем прикрепите радио на корпус пластиковой коробки компакт-диска «липучкой к липучке».
Шаг 4. Закрепите калькулятор . Повторите шаги 2 и 3 с калькулятором, но примените липучку уже на другой стороне коробки компакт-диска. Затем закрепите калькулятор на этой стороне коробки стандартным методом «липучка к липучке».
Шаг 5. Настройка диапазона радио . Включите радио и убедитесь, что оно настроено на AM диапазон. Теперь настройте его на конец диапазона AM, но не на саму радиостанцию. Увеличьте громкость. Вы должны слышать лишь одни помехи.
Подсказка:
Если есть радиостанция, которая находится на самом конце диапазона AM, то постарайтесь добраться к ней как можно ближе. При этом Вы должны слышать лишь одни помехи!
Шаг 6. Сверните CD коробку. Включите калькулятор. Начинайте сворачивать сторону коробки с калькулятором в сторону радио, пока не услышите громкий звуковой сигнал. Этот звуковой сигнал сигнализирует нам о том, что радио поймало электромагнитную волну от электрической схемы калькулятора.
ШАГ 6. Сворачиваем стороны CD бокса друг к другу, пока не станет слышен характерный громкий сигнал
Шаг 7. Поднесите собранное устройство к металлическому предмету. Приоткройте снова створки пластиковой коробки, так чтобы звук, который мы слышали на шаге 6, едва был слышен. Затем начинайте перемещать коробку с вашим радио и калькулятором близко к металлическому предмету и Вы снова услышите громкий звук. Это говорит о правильной работе нашего простейшего металлоискателя.
Инструкция по сборке чувствительного металлоискателя на базе схемы двухконтурного осциллятора
Принцип действия:
В этом проекте мы будем строить металлоискатель на основе двойного контура осциллятора. Один осциллятор является фиксированным, а другой варьируется в зависимости от близости металлических предметов. Частота биений между этими двумя частотами осцилляторов находится в звуковом диапазоне. В момент прохождения детектора над металлическим предметом, вы услышите изменение этой частоты биений. Различные типы металлов вызовут положительный или отрицательный сдвиг, поднимая или опуская звуковую частоту.
Нам понадобятся материалы и электрические компоненты:
| Медная многослойная печатная плата, односторонняя 114,3 мм х 155,6 мм | 1 шт. |
| Резистор 0,125 Вт | 1 шт. |
| Конденсатор, 0.1μF | 5 шт. |
| Конденсатор, 0.01μF | 5 шт. |
| Конденсатор, электролитический 220μF | 2 шт. |
| Обмоточный провод типа ПЭЛ (26 AWG или 0,4 мм в диаметре) | 1 ед. |
| Аудио разъем, 1/8′, моно, крепление на панели, опционально | 1 шт. |
| Наушники, 1/8′ штекер, моно или стерео | 1 шт. |
| Батарея, 9 В | 1 шт. |
| Разъем для привязки 9 В батареи | 1 шт. |
| Потенциометр, 5 кОм, аудио конусности, опционально | 1 шт. |
| Переключатель, однополюсного переключения | 1 шт. |
| Транзистор, NPN, 2N3904 | 6 шт. |
| Провод для подключения датчика (22 AWG или сечением — 0,3250 мм 2) | 1 ед. |
| Динамик проводной 4′ | 1 шт. |
| Динамик, небольшой 8 Ом | 1 шт. |
| Контргайка, латунь, 1/2′ | 1 шт. |
| Резьбовая ПВХ труба соединитель (1/2′ отверстие) | 1 шт. |
| 1/4′ деревянный дюбель | 1 шт. |
| 3/4′ деревянный дюбель | 1 шт. |
| 1/2′ деревянный дюбель | 1 шт. |
| Эпоксидная смола | 1 шт. |
| 1/4′ фанера | 1 шт. |
| Столярный клей | 1 шт. |
Нам понадобятся инструменты:
Итак, приступаем!
Шаг 1: Сделать печатную плату . Для этого скачайте дизайн платы . Затем распечатайте его и протравите на медной плате с помощью метода перевода тонера на плату. При помощи метода передачи тонера, Вы печатаете зеркальное изображение конструкции платы с помощью обычного лазерного принтера, а затем переносите рисунок на медной облицовке с помощью утюга. На этапе травления , тонер действует в качестве маски , сохраняя медные дорожки, в то время как остальная часть меди растворяется в химическую ванну .
Шаг 2: Заполнит плату транзисторами и электролитическими конденсаторами . Начните с пайки 6 NPN транзисторов. Обратите внимание на ориентацию ножек коллектора, эмиттера и базы транзисторов. Базовая ножка (В) почти всегда в середине. Далее добавляем два 220μF электролитических конденсатора.
Шаг 2.2. Добавляем 2 электролитических конденсатора
Шаг 3: Заполните плату полиэфирными конденсаторами и резисторами. Сейчас нужно добавить 5 полиэфирных конденсатора емкостью 0.1μF в местах показанных ниже. Далее добавьте 5 конденсаторов емкостью 0.01μF. Эти конденсаторы не поляризованы и их можно припаять в плату ножками в любом направлении. Далее добавьте 6 резисторов по 10 кОм (коричневый, черный, оранжевый, золотой).
Шаг 3.2. Добавляем 5 конденсаторов емкостью 0.01μF
Шаг 3.3. Добавляем 6 резисторов 10 кОМ
Шаг 4: Продолжаем наполнять электрическую плату элементами. Сейчас нужно добавить один резистор 2.2 мОм (красный, красный, зеленый, золотой) и два 39 кОм (оранжевый, белый, оранжевый, золотой). И затем впаять последний резистор 1 кОм (коричневый, черный, красный, золото). Далее, добавьте пары проводов для питания (красный / черный), аудио выхода (зеленый / зеленый), эталонной катушки (черный / черный) и детектор-катушку (желтый / желтый).
Шаг 4.1. Добавляем 3 резистора (один на 2 мОм и два на 39 кОм)
Шаг 4.2. Добавляем 1 резистор на 1 кОм (крайний справа)
Шаг 4.3. Добавляем провода
Шаг 5: Наматываем витки на катушку. Следующий этап — это намотка витков на 2 катушки, которые являются частью цепи LC генератора. Первая — это эталонная катушка. Я использовал провод 0,4 мм в диаметре для этого. Отрежьте кусок дюбеля (около 13 мм в диаметре и 50 мм в длину).
Просверлите три отверстия в дюбеле, чтобы пройти через них проводками: один продольно через середину дюбеля, и два перпендикулярно на каждом конце.
Медленно и осторожно намотайте столько витков провода, сколько Вы можете вокруг дюбеля в один слой. Оставьте по 3-4 мм голой древесины каждом конце. Удержитесь от соблазна «покрутить» провод — это наиболее интуитивно понятный способ намотки, но это неправильный путь. Вы должны вращать дюбель и тянуть провод за собой. Таким образом он намотает провод на себя.
Протяните каждый конец провода через перпендикулярные отверстия в дюбеле, а затем один из них через продольное отверстие. Закрепите провод лентой, как только вы закончите. В конце используйте наждачную бумагу, чтобы удалить покрытие на двух открытых торцах катушки.
Шаг 6: Делаем приемную (поисковую) катушку. Необходимо вырезать держатель катушки с 6-7 мм фанеры. Используя тот же провод 0,4 мм в диаметре, намотать 10 витков вокруг паза. Моя катушка имеет диаметр 152 мм. Используя деревянный колышек 6-7 мм прикрепите рукоятку к держателю. Не используйте для этого металлический болт (или что то подобное) — иначе металлоискатель будет постоянно обнаруживать вам клад. Опять же, использую наждачку, удалите покрытие на концах провода.
Шаг 6.1. Вырезаем держатель для катушки
Шаг 6.2 Наматываем 10 витков вокруг паза проводом 0,4 мм в диаметре
Шаг 7: Настройка эталонной катушки. Теперь нам нужно настроить частоту опорной катушки в нашей цепи до 100 кГц. Для этого я использовал осциллограф. Также можно для этих целей использовать мультиметр с частотомером. Начните с подключения катушки в цепь. Далее включите питание. Подключите щупу от осциллографа или мультиметра к обоим концам катушки и измерьте ее частоту. Она должна быть менее 100 кГц. Вы можете, при необхождимости, укоротить катушку — это уменьшит ее индуктивность и повысит частоту. Затем новые и новые измерения. Как только я добился частоты менее 100 кГц, моя катушка составила 31 мм в длину.
Металлоискатель на трансформаторе с Ш-образными пластинами
Самая простейшая схема металлоискателя. Нам понадобится: трансформатор с Ш-образными пластинами, батарейка на 4,5 В, резистор, транзистор, конденсатор, наушники. В трансформаторе оставьте только Ш-образные пластины. Намотайте 1000 витков первой обмотки, а после первых 500 витков сделайте отвод проводом ПЭЛ-0,1. Вторую обмотку намотайте 200 витков проводом ПЭЛ-0,2.
Закрепите трансформатор на конце штанги. Загерметизируйте его от попадания воды. Включите и приблизьте к земле. Поскольку магнитопровод не замкнут, то при приближении к металлу будут меняться параметры нашей схемы, а в наушниках измениться тональность сигнала.
Несложная схема на распространённых элементах. Необходимо транзисторы серии К315Б или К3102, резисторы, конденсаторы, наушники, элемент питания. Номиналы показаны на схеме.
Видео: Как правильно сделать металлоискатель (металлодетектор) своими руками
На первом транзисторе собран задающий генератор с частотой 100 ГЦ, а на втором собран поисковый генератор с такой же частотой. В качестве поисковой катушки взял старый пластмассовый ковш диаметром 250 мм, обрезал его и намотал медный провод сечением 0,4 мм2 количеством 50 витков. Собранную схему поместил в небольшую коробочку, загерметизировал и все закрепил на штанге с помощью скотча.
Схема с двумя генераторами одинаковой частоты. В режиме ожидания сигнал отсутствует. Если в поле катушки появляется металлический предмет, то меняется частота одного из генераторов и появляется звук в наушниках. Аппарат достаточно универсальный и обладает хорошей чувствительностью.
Несложная схема на простых элементах. Необходимо микросхема, конденсаторы, резисторы, наушники, источник питания. Желательно сначала собрать катушку L2, как показано на фото:
На одном элементе микросхемы собран задающий генератор с катушкой L1, а катушка L2 используется в цепи поискового генератора. При попадании в зону чувствительности металлических предметов меняется частота поискового контура и меняется звук в наушниках. Ручкой конденсатора С6 можно отстроить лишние шумы. В качестве элемента питания используется батарея напряжением 9В.
В завершение могу сказать, что собрать прибор может каждый человек знакомый с основами электротехники и обладающий достаточным терпением, чтобы довести начатое дело до конца.
Принцип работы
Итак, металлоискатель – это электронный прибор, где есть первичный датчик и вторичный прибор. Роль первичного датчика выполняет, как правило, катушка с намотанным проводом. Работа металлоискателя основана на принципе изменения электромагнитного поля датчика любым металлическим предметом.
Созданное датчиком металлоискателя электромагнитное поле вызывает в таких предметах вихревые токи. Эти токи вызывают своё электромагнитное поле, которое изменяет поле, созданное нашим прибором. Вторичный прибор металлоискателя регистрирует эти сигналы и сигнализирует нам о находке металлического предмета.
Простейшие металлоискатели изменяют звук сигнализатора при обнаружении искомого предмета. Более современные и дорогие образцы оснащены микропроцессором и жидкокристаллическим дисплеем. Наиболее продвинутые фирмы оснащают свои модели двумя датчиками, что позволяет вести поиск более эффективно.
Металлоискатели можно условно разбить на несколько категорий:
- устройства общего пользования;
- устройства среднего класса;
- устройства для профессионалов.
К первой категории относятся самые дешёвые модели с минимальным набором функций, но цена у них весьма привлекательна. Наиболее популярные марки в России: IMPERIAL — 500А, FISHER 1212-Х, CLASSIC I SL. Приборы данного сегмента используют схему «приёмник –- передатчик», работающую на сверхнизкой частоте и требуют постоянного перемещения поискового датчика.
Вторая категория, это более дорогие агрегаты, имеют несколько сменных датчиков и несколько ручек органов управления. Могут работать в разных режимах. Наиболее распространённые модели: FISHER 1225-X, FISHER 1235-X, GOLDEN SABRE II, CLASSIC III SL.
Фото: общий вид типового металлоискателя
Все остальные приборы следует отнести к профессиональным. Они оснащены микропроцессором, могут работать в динамическом и статическом режимах. Позволяют определять состав металла (предмета) и глубину его залегания. Настройки могут быть автоматические, а можно регулировать их вручную.
Для сборки самодельного металлоискателя необходимо заранее приготовить несколько предметов: датчик (катушка с намотанным проводом), штанга-держатель, электронный блок управления. От её качества и размеров зависит чувствительность нашего прибора. Штанга-держатель подбирается по росту человека так, чтобы было удобно работать. На ней закрепляются все элементы конструкции.
Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.
Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.
Еще не так давно, такие приборы можно было чаще всего увидеть у саперов, то теперь, ими пользуются спасатели, кладоискатели, работники коммунальных служб при поиске труб, кабелей и пр. Более того, многие «кладоискатели» применяют металлодетекторы, которые они собирают своими руками.
Конструкция и принцип работы прибора
Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.
Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.
Приборы этого класса обладают следующими достоинства:
- простота конструкции;
- большие возможности для обнаружения металлических материалов.
В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:
- металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
- технологические сложности при производстве изделия.
Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.
Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.
Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.
Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.
Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.
Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.
Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.
Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.
Типовая конструкция
В состав металлоискателя входят следующие составные части:
- Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
- Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
- Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
- Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
- Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.
Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.
Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.
Разновидности металлодетекторов
На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:
Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.
Частота работы
Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.
Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.
Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.
Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.
Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.
Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.
Как собрать самодельный металлоискатель своими руками
На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.
Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:
- контроллер;
- резонатор;
- конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
- резисторы;
- излучатель звука;
- стабилизатор напряжения.
Металлоискатель простейший своими руками
Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.
Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.
Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.
Металлоискатель без микросхем
Если у начинающего «кладоискателя» нет желания связываться с микросхемами, существуют схемы и без них.
Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.
Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.
Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:
- конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
- резисторы разного номинала;
- полупроводники – транзисторы и диоды.
Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.
Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.
После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.
Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.
Немного о смартфонах
Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.
Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.
Вы в детстве хотели себе иметь прибор, которым можно было бы находить металлические предметы и даже клад? Большинство детей желают иметь такой агрегат. К счастью, он существует. Это обычный металлодетектор, позволяющий обнаруживать различные металлы под слоем грунта и в других местах. Принцип в том, что он находит материал, который отличается своими магнитными или электрическими свойствами от среды нахождения. Примечательно, что находить можно не только металлические предметы и не только в грунте.
Металлоискатель используют геологи, службы досмотра, военные, криминалисты и строители. Это весьма полезная в хозяйстве вещь. А можно ли сделать металлоискатель своими руками? Да, и эта статья поможет вам в этом.
Как работает металлоискатель и из чего он состоит
Для того чтобы сделать такой прибор в домашних условиях собственными руками, нужно разобраться в принципе его работы. Как он способен обнаруживать металл и сигнализировать об этом? Все дело в электромагнитной индукции. Металлоискатели имеют свою схему, состоящую из:
- Передатчика колебаний электромагнитных волн.
- Приемника.
- Специальной передающей сигнал катушки.
- Катушки, принимающей сигнал.
- Устройства индикации.
- Дискриминатора (схема выделения полезного сигнала).
Некоторые работающие узлы могут быть объединены схематически и конструктивно. К примеру как приемник, так и передатчик смогут действовать на одну катушку. Часть приемника сразу будет выделять положительный сигнал и так далее.
Теперь детальней о принципе работы металлоискателя. Благодаря катушке, в среде начинает создаваться ЭМП (электромагнитное поле) некой структуры. В том случае, когда в радиусе действия этого поля находится предмет, проводящий электричество, в нем появляются токи Фуко или вихревые.Они создают собственное ЭМП предмета. Теперь изначальная структура катушки начинает искажаться. А когда предмет, находящийся в грунте, не проводит электричество, но имеет ферромагнитные свойства, то за счет экранирования структура катушки тоже искажается. Как в первом, так и во втором случае, металлоискатель улавливает электромагнитное поле от предмета и преобразует его в сигнал (акустический или оптический). Вы слышите определенный звук и можете видеть сигнал на экране.
Обратите внимание! В целом для работы металлоискателя необязательно, чтобы тело проводило ток, грунт - нет. Важно чтобы магнитные и электрические свойства тел отличались.
Вот так и работает система металлоискателя. Принцип простой и действенный. Теперь, давайте подробнее рассмотрим, как сделать металлоискатель собственными руками. Первое что вам нужно - подготовить все инструменты и материалы.
Компоненты для металлоискателя
Итак, если вы хотите изготовить прибор, то без специальных приспособлений не обойтись. Это все-таки электронный прибор, который нужно собрать из разных комплектующих. Что же потребуется? Набор следующий:
Прочие компоненты вы можете увидеть на схеме ниже.
Кроме того, вам понадобится пластиковая коробка, чтобы смонтировать электронную схему. А также подготовьте пластиковую трубу, чтобы создать штангу с закрепленной на ней катушкой. Теперь можно приступать к работе.
Собираем металлоискатель собственными руками: создание печатной платы
Самый сложный этап работ - это электроника. Здесь все тонко и сложно. Поэтому рационально начать именно с создания рабочей печатной платы. Существует лишь несколько вариантов различных плат. Все зависит от радиоэлементов, используемых для создания. Различают плату, работающую на микросхеме NE555, и на транзисторах. Ниже видно, как выглядят эти платы.
Собираем металлоискатель собственными руками: установка электронных элементов на плату
Дальше работа тоже будет не из легких. Все электронные элементы металлоискателя придется спаять и установить их так, как показывает схема. На фото вы можете видеть конденсаторы. Они пленочные и обладают высокой термостабильностью. За счет них работа металлоискателя будет значительно стабильней. Такой показатель очень кстати, особенно в осенний период пользования прибором. Ведь тогда на улице бывает достаточно прохладно.
Остается выполнить пайку. Сам процесс мы описывать не будем, так как технология пайки должна быть известна всем. Чтобы наглядно понять, как выполнить все работы по электронной части металлоискателя, предлагаем вам дополнительно ознакомиться с этим видео:
Собираем металлоискатель собственными руками: питание
Чтобы устройство получало ток, нужно обеспечить источник питания на 9-12 В. Стоит заметить, что металлоискатель довольно прожорливо потребляет электроэнергию. Это не удивительно, так как прибор довольно мощный. Если вы думаете что одной «Кроны» (батарейки) будет достаточно, то это не так. Долго он не проработает. Потребуется две или даже три батарейки, соединенные параллельно. Как вариант использование одного мощного аккумулятора. Это будет дешевле, так как его можно долго разряжать и заряжать.
Собираем металлоискатель собственными руками: катушка
Так как мы делаем импульсный металлодетектор, то аккуратность и точнейшая сборка катушки не требуется. Нормальный диаметр катушки будет составлять 19-20 см. Для этого придется мотать 25 витков. Когда вы сделаете катушку, хорошо обмотайте ее сверху изоляционной лентой. Для увеличения глубины обнаружения катушкой предметов, намотайте диаметр на отправку около 26-27 см. При этом нужно уменьшить количество витков до 21-23. В таком случае используется провод Ø 0,5 мм.
Когда вы намотали катушку, ее потребуется смонтировать на жесткий корпус металлоискателя. Важно, чтобы на корпусе отсутствовал металл. Подумайте и поищите любой корпус, который будет подходить по размерам. Корпус будет выполнять защитную функцию. Катушка будет защищена от ударов о грунт во время поисков.
Чтобы сделать отвод от катушки, припаяйте к ней два провода Ø 0,5-0,75 мм. Рекомендуется использовать 2 свитых друг с другом провода.
Собираем металлоискатель собственными руками: настройка прибора
Собирая металлоискатель по схеме, настраивать его не нужно. Он уже обладает максимальной чувствительностью. Чтобы еще тоньше настроить металлоискатель, отрегулируйте переменный резистор R13, немного покрутив его. Делайте это до тех пор, пока не услышите редкие щелчки. В том случае, когда это достигается на крайнем положении нахождения резистора, смените номинал прибора R12. Такой переменный резистор должен настроить металлоискатель на оптимальную работу на среднем положении.
Существует специальный осциллограф, благодаря которому вы можете измерять частоту затвора резистора Т2. Протяжность импульса должна составлять 130-150 мкс, а оптимальная рабочая частота - 120-150 Гц.
Чтобы начать процесс поиска металлоискателем, нужно включить его и подождать примерно 20 сек. Тогда он стабилизируется. Теперь крутите резистор R13 чтобы настроить его. Вот и все, вы можете начинать свой поиск при помощи простого металлоискателя.
Подведем итоги
Такая подробная инструкция поможет вам узнать, как самому можно сделать металлоискатель своими руками. Он простой, но полностью способен находить металлические предметы. Более сложные модели металлоискателей требуют больших усилий и времени.