Главная Потолки

Самодельный миноискатель своими руками. Глубинный металлоискатель своими руками. Принцип работы устройства

Решили разобраться с схемой создания металлоискателя и попробовать сделать свой экспериментальный аппарат для ознакомлением с принципом работы и для пробы собственных сил, но не знаете с чего начать? Давайте разберемся вместе, ведь воссоздавать простые электронные схемы, в том числе металлоискатели своими руками не так уж и трудно.

Металлодетектор позволяет находить предметы, имеющие определенные электрические и электромагнитные свойства, которые отличают их от окружающей среды. К таким предметам относятся, к примеру, различные металлы в земле. Металлоискатели используются службами досмотра, военными, геологами, строителями и специалистами ряда других профессий для нахождения металла в почве и не только.

Сейчас металлоискатель зачастую используется и обычными людьми для поиска металлолома черной металлургии и нахождения цветных металлов, из которых состоят различные монеты, ювелирные украшения и военная атрибутика: гильзы, жетоны и многое другое. Также металлодетектор может помочь при поиске утерянных по неосторожности предметов, жизненно необходимых или имеющих материальную или моральную ценность (части механизмов, ключи, кольца, украшения и т.д).

Чувствительность данного прибора зависит от диаметра поисковой катушки. Чем больше ее диаметр (от 30 см), тем меньше чувствительность к маленьким предметам, но усиливается к крупным, глубинного залегания. И наоборот, чем меньше ее диаметр, тем лучше реакция на более мелкие предметы. В промышленных образцах имеются подробные инструкции о чувствительности и применению различных катушек.

Сигнал металлоискателя на большую и маленькую монету

В самодельном устройстве зависимость его чувствительности от диаметра катушки также сохраняется. Но нужно помнить, что самодельный прибор по своим качествам будет далек от профессионального оборудования в силу различных нюансов происходящих физических процессов. Одной фразой принцип работы металлоискателя можно описать так — катушка посылает электромагнитные волны и одновременно реагирует на индукционно наведенные в металле токи, которые генерируют свое магнитное поле под влиянием катушечной обмотки.

В действительности физические процессы намного сложнее, и сам поиск кладов профессиональным оборудованием (с избирательностью и сепарацией) далеко не так прост, как может показаться, а изобилие мусора в почве может начисто отбить охоту копать, когда качественный прибор пищит каждый раз. Поэтому приведенное ниже устройство не может гарантировать счастливых находок невообразимых кладов, но поможет на собственном опыте понять сам принцип взаимодействия металла и поисковой катушки металлоискателя.

Создание устройства такого типа не представляет больших трудностей, нужно только уметь разбираться в схемах и пользоваться паяльником. В данном случае будет описана простая схема с использованием, главным образом, 555 микросхемы (универсальный таймер).

Для ознакомления с работой подобного таймера рекомендуется прочитать соответствующий лист с параметрами данной микросхемы (datasheet).

Необходимые материалы и инструменты:

555 микросхема (универсальный таймер);
2 конденсатора по 2.2 мкФ;
резистор=47 кОм;
батарейки=9 В, провода для соединений, кабель для аккумуляторной батареи, переключатель;
плата схемы;
медный провод=100 м (d=0,2 мм);
зуммер для подачи звуковых сигналов (его можно заменить динамиком с сопротивлением= 8 Ом и конденсатором=10 мкФ);
древесный клей и изолента;
картон;
плоскогубцы, с помощью которых можно сделать отверстие, пинцет;
припой в виде проволоки и паяльник;
линейка, острый нож, циркуль, карандаш;
клей, используемый для горячего склеивания;
провода и макетная плата.

Материалы для изготовления простого металлоискателя

Схема металлоискателя

Вашему вниманию могут попадаться различные самодельные металлоискатели. Они находятся в свободном доступе, стоит только ввести в поисковой строке «металлоискатели схемы». Данная взята таким же образом с просторов Интернета , но в нее добавлен зуммер вместо динамика и переключатель (для батареи).

Изготовление катушки

Для удобства вычисления Вы можете воспользоваться калькулятором-онлайн для воздушной катушки. С его помощью можно рассчитать, что для катушки диаметром 9 см необходимо 250 оборотов (витков) лакированной медной проволоки d=0,2 мм. Индуктивность данной катушки получится приблизительно 10 МГн .

Чем меньше ее d (диаметр), тем больше оборотов понадобится (на катушку с диаметром 7 см необходимо 290 оборотов).

Экран металлоискателя

Купить готовую не составит труда. Если Вы все же решили собирать ее своими руками, то перед тем, как спаять два конца проволоки их необходимо почистить с использованием наждачной бумаги. Нужно стараться все соединения делать очень аккуратно, чтобы исключить влияние некачественного монтажа на самодельный прибор, который и так будет реагировать на множество помех.

В собранном виде экран металлоискателя

Тестирование катушки и создание печатной платы

Для того, чтобы не испортить рабочую плату лучше данную схему протестировать на макетной доске.

Проверка работоспособности на макетной плате

Следующим шагом необходимо сделать схемную плату. Если Вы не умеете, то лучше найти описание в Интернете с видео уроками.

Схемная плата в собранном виде

Тестирование

Основа для конструкции

Основа для Вашего простого металлоискателя может быть выполнена из любых удобных для Вас материалов (дерево, пластик и т.д). В данном случае основой послужил картон. Он более прост в использовании.

Вначале необходимо сделать эскиз ручки (3 детали), можно даже без вычислений. В этой ручке должны будут уместиться батарейка, плата, переключатель и катушка.

Ручка для металлоискателя сделанная из картона

Вырезаем отверстия для переключателя и батарейки. Склеиваем детали из картона используя древесный клей и оставляем сохнуть на ночь (приблизительно 12 часов).

Вырезаем отверстия для батарейки и проводов

склеиваем эти части между собой

После высыхания клея нужно проделать в ручке рядом с переключателем отверстие для свободного прохождения через него проводов. И наконец приклеиваем к картонной ручке катушку, используя термоклей.

Располагаем батарейку и другие части на ручке

Сборка частей и заключение

Когда по отдельности все части уже выполнены остается только их собрать. Вначале необходимо приклеить с помощью термоклея переключатель к ручке, вставить батарейку и затем приклеить схемную плату.

Теперь настало время подключить все компоненты между собой и протестировать созданное Вами устройство. Новичку будет не легко разобраться в данном руководстве, но если Вы не впервые беретесь за изготовление металлоискателя, то быстро разберетесь.

Металлоискатель в собранном виде

Такой собранный металлоискатель довольно мощный для нахождения мелких предметов на недалеком расстоянии и желательно внутри помещения, во избежание неполадок. Но следует помнить, что данная самоделка будет очень сильно уступать по чувствительности, качеству обнаружения, сепарации и избирательности, устойчивости к помехам промышленному оборудованию, и повторять ее стоит скорее ради спортивного интереса и ознакомления с принципом работы металлоискателя.

Что получилось в итоге:

Металлодетекторы используются для поиска металла в почве на определенной глубине. Данное устройство можно собрать самостоятельно в домашних условиях, имея хотя бы минимальный опыт в этом деле или же следуя четким указаниям инструкции. Главное - желание и наличие необходимых инструментов.

Подробная инструкция металлоискателя терминатор 3 своими руками

Данный тип конструкции предназначен для поиска монет. Процесс его сборки совсем несложен. Однако опыт по сборке такого инструмента все же необходим. Терминатор способен обнаружить предмет, даже если цель захвата минимальна.

Для начал следует подготовить необходимое оборудование, а именно:

мультиметр, который измеряет скорость.
LC метр.
Осциллограф.

Далее необходимо найти схему с разбивкой на узлы. Теперь можно изготовить печатную плату, в которую следует впаять по порядку перемычки, резисторы, панели под микросхемы и остальные детали. Следующим шагом будет промывка спиртом платы . Обязательно стоит проверить на наличие дефектов. В рабочем ли состоянии плата можно проверить следующим образом:

Включить питание.
Выкрутить регулятор чувствительности до того, как в динамике не будет слышен звук.
Коснуться пальцами разъема датчика.
При включении должен мигнуть, а затем погаснуть светодиод.

Если все действия произошли, то все сделано правильно. Теперь можно делать катушку. Необходимо подготовить обмоточный эмальпровод 0,4 мм диаметром, который надо сложить вдвое. На листе фанеры рисуется круг, имеющий диаметр 200 мм и 100 мм. Теперь по кругу надо вбить гвозди, расстояние между ними должно быть 1 см.

Далее можно перейти к наматыванию витков. На 200 мм следует сделать их 30, а на 100 - 48. Затем первую катушку надо пропитать лаком, когда он высохнет, можно обмотать ниткой. Нитку можно снять, и, спаяв середину, получится цельная обмотка из 60 витков. После катушку надо обмотать изолентой довольно плотно . А сверху накладывается фольга в размере 1 см, это будет экран, на нее сверху мотается еще изолента. Концы должны выходить наружу.

На второй катушке также необходимо спаять середину. Для того чтобы запустить генератор, надо первую катушку подключить к плате. Вторую катушку следует обмотать проводом в 20 витков, затем подключаем ее к плате. Теперь требуется подключить осциллограф минус на минус к плате, а плюс подключается к катушке. Обязательно посмотрите какая частота будет при включении и запомните ее или зафиксируйте на бумаге.

Теперь катушки надо положить в специальную форму, чтобы потом залить их смолой. Далее осциллограф подключается к плате, минусовым полюсом, амплитуда должна достигнуть нулевого значения. Катушки в форме заливают смолой примерно на половину глубины. Когда все готово, проводится настройка шкалы дискриминации металлов.

Список деталей для металлоискателя терминатор 3

В качестве деталей для металлоискателя трио понадобятся:

При наличии данных деталей можно собирать металлодетектор терминатор про самостоятельно.

Схема металлоискателя с дискриминацией металлов

Металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками можно сделать, воспользовавшись схемой для импульсного прибора Шанс. Процесс изготовления катушки довольно прост.

Саму схему можно найти в интернете. Но все же опыт в сборке таких устройств будет нелишним. Сборку металлоискателя следует начать с платы.

После того как плата будет изготовлена, предстоит прошить микроконтроллер. И по окончании работы подключаем к питанию устройство по обнаружению металла.

Самодельное оборудование можно изготовить и без сложных микросхем, а использовав простой транзисторный генератор. Металлоискатель будет без дискриминации. Предметы он будет обнаруживать в грунте на 20 сантиметров в глубину, а в сухом песке - на 30 сантиметров. В данном аппарате передающая и приемная катушки работают одновременно.

Катушка для металлоискателя терминатор 3

Для начала следует взять эмаль обмоточный, имеющий диаметр 0,4 мм. Сложить его так, чтобы было два конца и два начала. Далее стоит мотать с двух катушек в раз.

Теперь надо сделать передающую и принимающую катушки, для этого на фанерном листе чертится два круга 200 мм и 100 мм. По данным окружностям вбиваются гвоздики, расстояния между ними должны быть 1 см. На большую оправку наматываются 30 витков эмальпроводом. Затем следует нанести на катушку лак и умотать ниткой, затем сняв с обмотки, спаять серединку. Так получаются провода один средний и крайних два.

Полученную катушку стоит обмотать изолентой и наложить поверх кусок фольги, и сверху еще раз фольгу. Концы обмоток должны выходить наружу.

Теперь стоит перейти к приемной катушке. Здесь уже наматываются 48 витков. Для запуска генератора надо подключить передающую катушку к плате. Средний провод подключается к минусу. А у приемной катушки средний вывод не используется. Для передающей катушки нужна компенсирующая, на которую мотается 20 витков.

Осциллограф к плате подключаем так: щуп с минусом на минус платы, а плюсовой щуп - к катушке. Обязательно следует замерить частоту катушек и записать ее.

После подключения катушек по схеме, их надо поместить в специальную емкость и залить смолой. Теперь на осциллографе устанавливается время деления (10 мс и 1 вольт на клетку). Теперь следует уменьшить амплитуду до нулевого значения. Сматываем витки, пока значение вольт не достигнет нуля. Делаем компенсирующую петлю у катушки, которая будет снаружи.

Форму наполовину следует пролить смолой. Когда все застынет, надо подключить осциллограф и загнуть петлю внутрь. Далее крутить ее, пока значение амплитуды не станет минимальным. После петлю надо приклеить, проверить баланс, и теперь можно залить смолой вторую половину емкости. Катушка готова к работе.

Перед тем как приступить к ремонту, следует подготовить следующие инструменты:

Нож канцелярский;
Лампа накаливания;
Емкость для клея, желательно плоская;
Специальная или эпоксидная смола;
Средний и мелкий наждак;
Небольшой шпатель.

В первую очередь надо просушить катушку с помощью лампы накаливания. И при помощи канцелярского ножа расширить трещины на ней. Клей выдавить на плоскую поверхность и смешать шпателем. Нанести данное вещество на катушку. В местах трещин можно накладывать побольше смолы. Теперь стоит подождать, пока все это тщательно застынет. И затем обработать наждаком, используя сначала средний, а затем мелкий. Такая процедура поможет сгладить все неровности. Таким довольно несложным способом можно реанимировать самую старую катушку от устройства для поиска металла.

Печатная плата для устройства терминатор 3

Печатную плату для такого вида оборудования можно изготовить и произвести настройку самостоятельно. Схема платы для терминатора 3 есть в интернете. После того как она будет найдена, можно приступить к изготовлению печатной платы. После этого в нее впаиваются перемычки, смд резисторы и панели под микросхемы. Конденсаторы в плате обязательно должны обладать высокой термостабильностью.

Датчик для металлодетектора своими руками

Перед началом работы необходимо подготовить прибор, который будет точно мерить емкость и индуксивность. Теперь следует взять корпус для катушки и сделать вставки из текстолита в ушки. Для уплотнения используются куски ткани. Верхнюю поверхность ушек следует отшкурить. Ткань необходимо пропитать эпоксидной смолой. Когда все высохнет, следует все отшлифовать и вставить гермоввод, сделав таким образом заземление. Далее надо нанести специальный лак Дракон.

Теперь делаются обмотки, которые увязываются нитками. Все обмотки кладут в катушку и приклеивают конденсаторы. Можно все соединять и настраивать. Для заливки необходим корпус. Обязательно: металла рядом быть не должно. После заливки эпоксидку следует отшлифовать и тщательно просушить. Датчик подойдет для металлодетектора терминатор 3 и терминатор 4, которые являются самыми популярными моделями приборов.

Металлоискатель терминатор 3: отзывы

Многие считают данную модель аппарата популярной. В качестве положительных качеств выделяют:

Нахождение объектов из цветного металла.
Отстутствие ложных срабатываний.

А в качестве отрицательных черт выделяют:

Ржавое железо определяет довольно плохо.
Можно потерять часть находок.

Глубина поиска у прибора выше, чем у других похожих моделей. В основном это 30 сантиметров на примере монеты.

Металлоискатель Соха 3: схема и описание

Металлодетектор имеет от 5 до 17 кГц рабочую частоту. Питание его составляет 12 Вольт. Баланс грунта у него ручной.

Схема данного прибора не совсем проста, так как она содержит два микроконтроллера. Схему можно найти в интернете. Сам прибор имеет неплохие характеристики. Однако из- за отсутствия подробной информации по сборке могут возникнуть трудности при изготовлении аппарата.

Представляю вам схему и конструкцию простого металлоискателя для изготовления своими руками

Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя

Схема основана на двух микросхемах NE555. Здесь присутствует передающая (Tx) и приемная (Rx) катушки, поэтому схему можно условно разделить на две части. Левая часть представляет собой генератор прямоугольных импульсов. Времязадающие компоненты R1, R2, C1 подобраны так, что частота на выходе составляет около 700 Гц. Это частота слышимого диапазона. Импульсы передаются через токоограничивающий резистор R3.

Обе катушки располагаются в пространстве таким образом, что они совместно образуют некую зону перекрытия и система находится в индукционном балансе. При этом в принимающей катушке нулевое напряжение и правая часть схемы никак не реагирует. Если поблизости появляется металлический предмет, то происходит дисбаланс и появляется звуковой сигнал.
Сигнал от приемной катушки усиливается транзистором VT1 и поступает на вход второй микросхемы. В качестве биполярного транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ, его можно заменить на любой аналогичный с большим коэффициентом усиления. С помощью четырех резисторов R5 - R8 образован делитель напряжения. Переменные резисторы служат для настройки металлоискателя. R6 является подстроечным и настраивается после взаимного размещения катушек. А R7 и R8 служат для грубой и точной настройки, их следует установить на корпусе прибора (обеспечьте к ним легкий доступ).
Звуковой сигнал создается благодаря пьезоизлучателю BA1, который можно взять от ненужного мультиметра. Но при тестировании схемы мне понравилось звучание пьезоизлучателя со встроенным генератором. Несмотря на то, что на выходе DD2 формируется импульсный сигнал он не только будет хорошо сигнализировать, но и позволит уловить малейшие изменения звука при обнаружении металлического объекта.

Создание катушек

Для намотки катушек металлоискателя потребуется эмалированный обмоточный провод, диаметром от 0,3 мм. В моем случае использован максимально допустимый диаметр 0,7 мм.
Оптимальный диаметр намотки катушки составляет примерно 15-16 см. Следует подобрать какой нибудь круглый предмет (например ведерко), чтобы вокруг него наматывать катушку. Но можно воспользоваться приспособлением. Для этого на чистую деревянную поверхность нужно забить гвозди по заранее начерченному кругу.

Внутренний диаметр в моем случае 15,5 см. Я намотал 25 полных витков. Количество витков можно и даже нужно делать больше чем у меня, к примеру около 50 витков. Сам обмоточный провод можно взять от ненужных электродвигателей или силовых трансформаторов.
Когда катушка будет намотана, аккуратно достаем ее из приспособления и обматываем бумажным скотчем. В итоге необходимо сделать две абсолютно одинаковые катушки. Далее ножом соскабливаем лак и после очистки эти концы нужно залудить.

Обмотки имеют свойство изгибаться и терять правильную геометрию, поэтому катушки нужно полностью обмотать, например бумажным скотчем. После этого их нужно немного приплюснуть там где они перекрывают друг друга. Часто их делают похожими на букву "D" как показано на рисунке ниже.

В качестве основания для поисковых катушек удобно использовать сэндвич-панель, которая используется для откосов пластиковых окон.

Плата будет находиться на некотором расстоянии от поисковых катушек и не рекомендуется использовать обычные провода. Для соединения катушек с платой я использовал экранированный провод, если не ошибаюсь от микрофона.

Экранированный провод для соединения катушек с платой.

Центральный провод нужно припаять к началу катушки, а другой к минусу питания как показано выше.
Для обеих катушек, естественно, провода будут отдельные, чтобы не было помех.

Расположение и настройка катушек

Настройка системы начинается до приклеивания катушек к основанию.

Подстроечный резистор R6 устанавливаем примерно на 90 кОм, а регулировочные резисторы R7 и R8 ставим в среднее положение. Теперь нужно подвигать катушки. Прибор будет издавать звук в двух положениях. При широком и узком перекрытии. Я советую зафиксировать катушки при их узком перекрытии как показано на рисунке ниже (положение 2). По моим наблюдениям в положении 2 чувствительность лучше и происходит более точное позиционирование.

После этого нужно хорошенько приклеить к основанию. Я это сделал с помощью термоклея. Но если есть желание можно в основании проделать углубления для катушек и залить их эпоксидкой.

После того как клей застыл нужно снова подкорректировать настройки. R7 и R8 мы пока не трогаем, они установлены в среднее положение и резистором R6 нужно добиться такого положения, при котором звуковой излучатель немного потрескивает и так сказать находится в пограничном положении между молчанием и пищанием (на грани срыва). В дальнейшем при использовании металлоискателя потребуется только корректировать положение R7 и R8. Это обусловлено тем, что прибор не идеальный, катушки не экранированы, а также настройки будут портиться при потере напряжения батарейки.

Вариант доработки

По желанию можно произвести дополнительную доработку катушек - экранирование от внешних электромагнитных полей ("щит Фарадея"). Это делается после первоначального покрытия обмоток, который был описан ранее (бумажным скотчем или изолентой). Затем нужно взять длинные полоски алюминиевой фольги и обмотать катушки. Это делается не полностью, а оставляется зазор около 1-2 см в месте вывода проводов. Фольга соединяется с концом катушки и подключается к минусу питания. После этого катушка покрывается изолентой.

Я не стал этого делать, так как боялся потери чувствительности.

Конструкция металлоискателя

После пайки компонентов, с поверхности платы желательно удалить остатки флюса и канифоли, т.к. они могут плохо влиять на работу схемы.
Разместить плату я решил в металлической коробочке, и чтобы не было замыкания с паянными соединениями, дно корпуса было покрыто изолентой. Позже я скорее всего, подберу пластмассовый корпус.

Всегда обращайте внимание на жесткость закрепления кабелей, т.к. будет обидно если в процессе использования что нибудь отпаяется.
Схема будет питаться от батарейки типа "кроны". Схема имеет низкое энергопотребление, но все таки лучше поставить алкалиновую батарейку, она обеспечит работу устройства на несколько "копов".

Рукоятка была сделана из металлопластиковой водопроводной трубы, а ближе к основанию она продолжена пластмассовыми трубками, чтобы катушки не реагировали на саму рукоятку из металлопласта. Конструкция получилась довольно легкая. Укладку экранированных проводов произвел изолентой. Коробочку с платой металлоискателя установил повыше, чтобы регулировочный резистор был под рукой.

Совет

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

Первая находка

Эксперимент: монету диаметром 2,5 см я закопал в земле на глубине 25 см. При сканировании, катушки находились на расстоянии 5 см от земли. При этом металлоискатель издавал отчетливый сигнал. Предполагаю, что крупные металлические предметы будут "прозваниваться" глубже.

В любом случае мне требуется определенное время, чтобы привыкнуть к металлоискателю и после некоторых поисков, подвести окончательные результаты его способностей.

К этой статье имеется видеоролик, в котором показан процесс создания металлоискателя и его тест.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
DD1, DD2	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	2		В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ3102ЕМ	1		В блокнот
R1	Резистор	1 кОм	1		В блокнот
R2	Резистор	100 кОм	1		В блокнот
R3	Резистор	470 - 680 Ом	1		В блокнот
R4	Резистор	2 - 2.2 МОм	1		В блокнот
R5	Резистор	10 кОм	1		В блокнот
R6	Подстроечный резистор	100 кОм	1		В блокнот
R7	Переменный резистор	100 - 500 кОм	1	Грубая настройка

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.

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

Металлоискатель Н. Мартынюка

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

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

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

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

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

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

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

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

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

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

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

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

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

Мостовая схема металлоискателя

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

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

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

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

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

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

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

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

Простой металлоискатель на двух транзисторах

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

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

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

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

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

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

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

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

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

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

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

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

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

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

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

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

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

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

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

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

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

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

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

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

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

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

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

Бытовой искатель металла

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

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

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