На сегодняшний день в интернете существует множество различных идей, позволяющих сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Некоторые из них требуют определенных навыков в работе с электроприборами, пайке и понимания простейших электрических схем, а для создания некоторых не требуется никаких знаний в данных областях. Однако по сети гуляет множество нерабочих, фэйковых способов, подкупающих своей простотой и доступностью. Неопытному человеку очень легко попасться на удочку обманщиков — потратить время и силы на изготовление заведомо нерабочего прибора и потерять всякий интерес к этому. Но не стоит унывать, далее читателям « » будет предоставлена интересная и действительно работающая схема по созданию самодельного металлодетектора!
Идея №1 – Диски в ход!
Наверняка Вы уже встречали либо слышали, что самый простой металлоискатель можно самому сделать с помощью CD и DVD диска, как показано на фото. Схема довольно простая и не требует никакого профессионального инструмента либо навыков.
Данная инструкция является самой популярной из-за доступности необходимых компонентов и простоты своей сборки, всего-то нужно соединить пару проводов и крону вместе и прибор готов. При этом характеристики этому устройству приписывают довольно неплохие – он находит монету на расстоянии 25-30 см., чего вполне достаточно для поиска монет и кладов. Однако, к сожалению, данная инструкция является фэйком.
Дело в том, что металлоискатель сам по себе является довольно сложным прибором, его работа основана сразу на нескольких физических явлениях. Поэтому калькулятор и пара дисков никак не могут даже отдаленно повторить его принцип работы, чтобы не утверждали создатели подобных инструкций, которые иногда пишут, что даже находят клады с помощью таких самоделок.
Понять, что вас обманывают очень просто даже без знаний законов физики. Провода от наушников, которые надо прикрепить к диску на самом деле с ним никак не контактируют, так как медь находится под слоем лаковой изоляции, которую надо снять путем обжига и трудоемкой очисти от нагара, разумеется, никто из авторов инструкции в своих приборах этого не делает. Следовательно наушники попросту не подключены ни к какой схеме, и ни о какой работе и уже тем более поиске металлов не может быть и речи.
Настоящий металлоискатель работает на основе индукционного баланса, в его конструкции обязательно должна быть хотя бы одна катушка из медной проволоки. При попадании металлического предмета в поле катушки, ее характеристики или принимаемый сигнал, в зависимости от конструкции, изменяются. Эти изменения фиксирует и усиливает схема, а также выдает в понятном для человека виде, обычно, по средствам звуковых сигналов.
Видео инструкция по сборке металлоискателя из дисков
Идея №2 – Металлоискатель по схеме «Пират»
Это проверенная многими самодельщиками схема, позволяющая добиться хороших результатов. В ней присутствуют две микросхемы, поэтому придется изготовить небольшую печатную плату или собирать прибор на макетке. Но не пугайтесь, изготовить такой вариант может каждый, приложив для этого необходимые усилия. Ниже предоставлена электронная схема устройства и печатная плата для него.
Катушка изготавливается из эмалированного медного провода, диаметром 0,5 мм. Намотку надо производить на оправу диаметром 200-260 мм, число витков от 21 до 25. Для надежности катушку лучше установить в защитный пластиковый кожух, который потом можно прикрепить к ручке из ПВХ-труб.
После сборки металлоискателя его необходимо проверить. Порядок использования таков: включить устройство вдали от металлических предметов примерно на 30 секунд, чтобы его работа была более стабильна, затем, вращая ручку переменных резисторов для грубой и точной настройки, необходимо добиться редких щелчков. При попадании металла в зону действия вы будете слышать характерный звук.
Ниже представлена подробная видео инструкция по сборке, на которой наглядно показаны все этапы создания самодельного металлоискателя.
Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.
Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.
Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.
Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.
Принцип действия
Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.
Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.
Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.
Детектор или сканер?
В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.
Разновидности
Общие параметры
Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:
- Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
- Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
- Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
- Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
- Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
- Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
- Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.
Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:
- Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
- Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
- Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.
Рабочая частота
Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:- Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
- Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
- Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
- Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).
Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.
Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.
Метод поиска
Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.
Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:
- Параметрическим.
- Приемо-передающим.
- С накоплением фазы.
- На биениях.
Без приемника
Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.
Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.
С приемником и передатчиком
Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.
Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.
До щелчка
Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».
Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.
Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.
По писку
Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.
В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.
Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.
Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?
Катушка и прочее
Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».
При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.
О размерах катушки
Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.
Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».
Монопетля
Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.
Индуктивность
При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.
Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.
Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:
- Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
- По номограмме определяем количество витков w.
- Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
- Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
- Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.
Помехоустойчивость
Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.
Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.
Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.
Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.
Корзинка
Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.
Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.
Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:
- Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
- По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
- По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.
Как не надо и надо мотать корзинки
Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.
ДД катушки
ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.
Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».
Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.
Как крепить катушку
Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:
Несколько конструкций
Параметрические
Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.
Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.
Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.
Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.
Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.
Приемопередающий
Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.
Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.
Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.
Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.
С накоплением фазы
Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:
Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.
Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.
Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.
Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.
Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.
Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.
Еще о «Пирате»
Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.
Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:
Видео: металлоискатель “Пират”
а об особенностях его настройки – из следующего ролика:
Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”
На биениях
Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.
ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.
Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:
- Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
- Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
- Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.
Проще не бывает
Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.
Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.
Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.
Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.
- Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
- На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
- Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
- Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
- Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
- Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
- Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.
Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.
А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.
Нечто странное напоследок
Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:
попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!
В качестве приложения
Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:
- Клон. 10 оценок, среднее: 4,90 из 5)
Металлодетекторы глубинного типа способны обнаружить предметы в грунте на большом расстоянии. Современные модификации в магазинах стоят довольно дорого. Однако в данном случае можно попробовать изготовить металлодетектор своими руками. С этой целью в первую очередь рекомендуется ознакомиться с конструкцией стандартной модификации.
Схема модификации
Собирая металлодетектор своими руками (схема показана ниже), нужно помнить, что основными элементами устройства являются демпфер на микроконтроллере, конденсатор и ручка с держателем. Блок управления в устройствах состоит из набора резисторов. Некоторые модификации производятся на приводных модуляторах, которые работают при частоте 35 Гц. Непосредственно стойки выполнены с узкими и широкими пластинами тарельчатой формы.
Инструкция по сборке простой модели
Собрать металлодетектор своими руками довольно просто. В первую очередь рекомендуется заготовить трубку и приделать к ней ручку. Для установки потребуются резисторы высокой проводимости. Рабочая частота устройства зависит от многих факторов. Если рассматривать модификации на диодных конденсаторах, то у них высокая чувствительность.
Рабочая частота таких металлоискателей составляет около 30 Гц. Максимальное расстояние обнаружения предмета у них равняется 25 мм. Работать модификации способны на батарейках литиевого типа. Микроконтроллеры для сборки потребуются с полярным фильтром. Многие модели складываются на датчиках открытого типа. Также стоит отметить, что эксперты не рекомендуют использовать фильтры высокой чувствительности. Они сильно снижают точность обнаружения металлических предметов.
Модель серии "Пират"
Сделать металлодетектор "Пират" своими руками можно только на базе проводного контроллера. Однако в первую очередь для сборки заготавливается микропроцессор. Для его подключения понадобится Многие эксперты рекомендуют применять сеточные конденсаторы с емкостью 5 пФ. Проводимость у них должна поддерживаться на уровне 45 мк. После можно приступать к пайке блока управления. Стойка должна быть прочной и выдерживать вес пластины. Для моделей на 4 В не рекомендуются применять тарелки диаметром более 5,5 см. Индикаторы системы не обязательно устанавливать. После закрепления блока останется лишь установить батарейки.
Использование рефлекторных транзисторов
Сделать с рефлекторными транзисторами металлодетектор своими руками довольно просто. В первую очередь эксперты рекомендуют заняться установкой микроконтроллера. Конденсаторы в данном случае подойдут трехканального типа, а проводимость у них не должна превышать 55 мк. При напряжении 5 В они обладают сопротивлением примерно 35 Ом. Резисторы у модификаций применяются в основном контактного типа. Они обладают отрицательной полярностью и хорошо справляются с электромагнитными колебаниями. Также стоит отметить, что при сборке разрешается использовать Максимальная ширина пластины для такой модификации равняется 5,5 см.
Модель с конвекционными транзисторами: отзывы специалистов
Собрать металлодетектор своими руками можно только на базе коллекторного контроллера. При этом конденсаторы используются на 30 мк. Если верить отзывам экспертов, то лучше не стоит применять мощные резисторы. В данном случае максимальная емкость элементов должна составлять 40 пФ. После установки контроллера стоит заняться блоком управления.
Данные металлоискатели получают хорошие отзывы за надежную защиту от волновых помех. С этой целью используется два фильтра диодного типа. Модификации с системами индикации очень редко встречаются среди самодельных модификаций. Также стоит отметить, что блоки питания должны работать при низком напряжении. Таким образом, батарея долго прослужит.
Использование хроматических резисторов
Своими руками? Модель с хроматическими резисторами собрать довольно просто, но следует учитывать, что конденсаторы для модификаций разрешается применять лишь на предохранителях. Также эксперты указывают на несовместимость резисторов с проходными фильтрами. Перед началом сборки важно сразу заготовить для модели трубку, которая будет ручкой. Затем устанавливается блок. Целесообразнее подбирать модификации на 4 мк, которые работают при частоте 50 Гц. У них малый коэффициент рассевания и высокая точность измерения. Также стоит отметить, что искатели данного класса смогут успешно работать в условиях повышенной влажности.
Модель с импульсным стабилитроном: сборка, отзывы
Устройства с импульсными стабилитронами выделяются высокой проводимостью. Если верить отзывам специалистов, то самодельные модификации способны работать с предметами разного размера. Если говорить про параметры, то точность обнаружения у них равняется примерно 89 %. Начинать сборку устройства стоит с заготовки стойки. Затем монтируется ручка для модели.
Следующим шагом устанавливается блок управления. Затем монтируется контроллер, который работает от литиевых батарей. После установки блока можно заняться пайкой конденсаторов. Отрицательное сопротивление у них не должно превышать 45 Ом. Отзывы экспертов указывают на то, что модификации данного типа можно производить без фильтров. Однако стоит учитывать, что у модели будут серьезные проблемы с волновыми помехами. При этом будет страдать конденсатор. В итоге батарея у моделей данного типа быстро разряжается.
Применение низкочастотного трансивера
Низкочастотные трансиверы у моделей значительно снижают точность работы приборов. Однако стоит отметить, что модификации данного типа способны успешно работать с предметами небольшого размера. При этом у них малый параметр саморазряда. Для того чтобы собрать модификацию своими руками, рекомендуется воспользоваться проводным контроллером. Передатчик чаще всего используется на диодах. Таким образом, проводимость обеспечивается на отметке в 45 мк при чувствительности 3 мВ.
Некоторые эксперты рекомендуют устанавливать сеточные фильтры, которые повышают защищенность моделей. Для поднятия проводимости используются модули только переходного типа. Основными недостатками таких устройств считается перегорание контроллера. При такой поломке проблематично сделать ремонт металлодетектора своими руками.
Использование высокочастотного трансивера
На высокочастотных трансиверах собрать простой металлодетектор своими руками можно только на базе переходного контроллера. Перед началом установки стандартно заготавливается стойка под пластину. Проводимость контроллера в среднем равняется 40 мк. Многие специалисты не используют при сборке контактные фильтры. У них высокие тепловые потери, и они способы работать при частоте 50 Гц. Также стоит отметить, что для сборки металлоискателя используются литиевые батарейки, которые подзаряжают блок управления. Непосредственно датчик у модификаций устанавливается через конденсатор, у которого емкость не должна превышать 4 пФ.
Модель с продольным резонатором
На рынке часто встречаются устройства с продольными резонаторами. Они выделяются среди своих конкурентов высокой точностью определения предметов, и при этом могут работать при повышенной влажности. Для того чтобы самостоятельно собрать модель, заготавливается стойка, а тарелку стоит применять диаметром не менее 300 мм.
Также стоит отметить, что для сборки устройства потребуется контактный котроллер, и один расширитель. Фильтры используются лишь на сеточной подкладке. Многие специалисты рекомендуют устанавливать диодные конденсаторы, которые работают при напряжении 14 В. В первую очередь они мало разряжают батарею. Также стоит отметить, что они обладают хорошей проводимостью по сравнению с полевыми аналогами.
Использование селективных фильтров
Сделать такой глубинный металлодетектор своими руками не просто. Основная проблема заключается в том, что в устройство нельзя установить обычный конденсатор. Также стоит отметить, что пластина для модификации подбирается размером от 25 см. В некоторых случаях стойки устанавливаются с расширителем. Многие эксперты советуют начинать сборку с установки блока управления. Он обязан работать при частоте не более 50 Гц. При этом проводимость зависит от контроллера, который используется в оборудовании.
Довольно часто его подбирают с обкладкой для повышения защищенности модификации. Однако такие модели часто перегреваются, и не способны работать с высокой точностью. Для решения данной проблемы рекомендуется использовать обычные переходники, которые устанавливаются под конденсаторные блоки. Катушка для металлодетектора своими руками изготавливается из блока трансивера.
Применение контакторов
Контакторы в устройства устанавливаются вместе с блоками управления. Стойки для модификаций используются небольшой длины, а тарелки подбираются на 20 и 30 см. Некоторые эксперты говорят о том, что устройства стоит собирать на импульсных переходниках. При этом конденсаторы можно использовать низкой емкости.
Также стоит отметить, что после установки блока управления стоит припаять фильтр, который способен работать при напряжении 15 В. В данном случае у модели будет поддерживаться проводимость на уровне 13 мк. Трансиверы чаще всего используются на переходниках. Перед включением металлоискателя на контакторе проверяется уровень отрицательного сопротивления. Указанный параметр в среднем равняется 45 Ом.
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
Все детали просты и доступны. Главное, использовать термостабильные конденсаторы, их можно взять из сгоревшего мультиметра или советские К71. А вот керамические конденсаторы не подходят.
Обратите внимание! Чем лучше будет качество конденсаторов, тем стабильнее будет работать металлоискатель!
Плата металлоискателя Малыш ФМ очень проста и выглядит вот так:
Для питания металлоискателя подойдут батарейки типа «Крона» или другой источник питания от 9 до 12 В. Сама плата металлоискателя потребляет всего 10 мА, а увеличение энергопотребления может вызвать только мощный динамик. По этой причине лучше использовать пьезодинамики или наушники.
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:
Для пляжника: на обод диаметром 180 мм используется провод ПЭТ 155 0.1–0.18 (55 витков).
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».
Видео, как работает металлоискатель Малыш ФМ:
Как сделать металлоискатель своими руками - схема МИ ШАНС, подробная инструкция
Представляем вашему вниманию схему импульсного металлоискателя с дискриминацией металлов ШАНС. По сравнению с другими подобными устройствами, он имеет огромное преимущество, связанное с относительной простотой изготовления поисковой катушки.
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
Также приводим схему кнопок управления металлоискателем:
Схема кнопок управления металлоискателя ШАНС
Схема имеет средний уровень сложности. Для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях понадобится некоторый опыт.
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
После изготовления и спайки платы, необходимо прошить микроконтроллер. Последняя версия прошивки 1.2.1.
Все версии прошивок для скачивания:
Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляем как на рисунке ниже:
После этого, к металлоискателю подключаем питание, и он должен заработать. Правда пока металл он видеть не будит. Нужно еще изготовить катушку.
А вот так выглядит уже собранный блок:
Металлоискатель ШАНС своими руками - изготовление катушки
Для намотки катушки можно использовать обмоточный провод сечением 0,67–0,85 мм.
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.
Ложные срабатывания у металлоискателя ШАНС отсутствуют, если поблизости нет включенных электроприборов. Чувствительность хорошая, как для селективных МД. Селективность и дискриминация своё дело делают. Все нюансы, которые сопутствуют работе даже очень приличных и дорогих фирменных приборов, аналогично отрабатывают и здесь - например, плоские железные предметы «бьют в цветняк», так как в них проводимость тоже неслабая. Ждать здесь чудес особо не приходится - природу не обманешь, но с опытом по индикатору и звуку отличить железки от латуни и бронзы можно.
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!
Клон ПИ - это импульсный металлоискатель средней сложности, для новичка он будет сложен в изготовлении. Однако человек, имеющий небольшой опыт в сборке металлоискателей или другой электроники, сможет с ним справиться.
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:
- Уровень отклика («быстрый» и «медленный» слайдеры).
- Напряжение питания.
- Порог (величина, обратная чувствительности).
- Громкость.
- Признак активности автоподстройки (отклик превышает порог в любую сторону).
- Признак медленной автоподстройки (отклонение отклика в положительную сторону), совпадает со звуковой сигнализацией.
- 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
После изготовления печатной платы в нее необходимо впаять все радиодетали. Микросхемы лучше установить на панельки. Также к плате подключаем кнопки управления, экран, динамик и разъемы для катушки и питания металлоискателя. После окончания пайки плату необходимо промыть спиртом и хорошо просушить.
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!
Если металлоискатель включился, на экране все показывает, подает звук и реагирует на кнопки управления, то можно переходить к изготовлению поисковой катушки. Если что-то не работает, то возвращаемся к этапу визуального осмотра, проверке платы по схеме и выявлению дефектов сборки!
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:
К концу катушки подпаиваем разъём и подсоединяем ее к металлоискателю. Включаем его и проверяем наличие реакции на металл. Если реакция есть и у вас хорошая чувствительность, то можно произвести подстройку металлоискателя и приступать к окончательной сборке металлоискателя в корпус. На фото ниже приведен пример расположения элементов металлоискателя внутри корпуса.
После сборки металлоискателя и катушки в корпус остается изготовить к нему штангу и приступать к поискам!
- Смотрите также, как сделать своими руками
В наше время многие люди стараются не покупать металлоискатели, а собирать их своими руками. Как правило, считается, что вещь, сделанная своими руками намного хуже, чем фирменные экземпляры. Практика показала, что качественно выполненный продукт может конкурировать с металлоискателями, выполненными на производстве.
Само собой, что такой аппарат, может быть, будет выглядеть немного хуже по своим эстетическим показателям, но касательно технических данных, он будет конкурентоспособным.
Общие сведения по металлоискателям
Перед тем как начать собирать собственный металлоискатель , нужно узнать принципы его работы и на какие виды может подразделяться подобная техника.
Конструкция
В основном металлоискатели подразделяют на пять типов. Они отличаются по глубине поиска и типу металла. Имеют разнообразные функции, которые упрощают работу, но всё-таки даже при таких отличиях можно выделить некоторые схожие особенности.
Принцип работы
Структура системы металлоискателя только на первый взгляд может показаться сложной. На самом деле, весь процесс - это просто притяжение металлических изделий с помощью намагниченной катушки. В то время как катушка начинает притягивать металлические детали, через неё проходят магнитные волны, а уже после этого раздаётся сигнал.
Стоит отметить, что катушки работают на низких или высоких частотах. Если аппаратура работает на низких частотах, то металлические изделия в основном будут найдены только на глубине четырёх метров . Кроме того, металлоискатель, который работает на низких частотах, может обнаружить только большие по величине образцы, в то время как маленькие металлические детали на поверхности останутся незамеченными. Металлодетектор, который реагирует на высоких частотах, наоборот, находит только мелкие детали на поверхности, при этом не может работать на глубине больше двух метров и искать большие по размеру предметы.
Типовые разновидности
Металлоискатели можно разделить на 5 типов, учитывая устройство, которое отвечает за передачу и получение сигнала.
Как сделать металлоискатель своими руками?
Сделать собственный самодельный металлоискатель не слишком сложно, даже если нет определённых навыков в электрике и в самой системе. На сегодняшний день существует достаточно большое количество металлоискателей, которые можно собрать в домашних условиях. Они отличаются по схемам, которые приходится использовать для создания блока управления, материалами и сложностью сборки.
Как правило, самый сложный металлоискатель собирается по схеме, где необходимо установить в структуру системы сразу два генератора. Это достаточно сложно для новичка. Есть и более простой вид металлоискателя, который можно спокойно сделать в домашних условиях, при этом использовать только подручные материалы.
Корпус
Сборку самодельного металлоискателя нужно начинать с разработки корпуса. Он должен собой представлять простую штангу, которая может быть сварена или соединена крепежами
. Фактически определённых рамок корпуса нет. Тут каждый человек может сделать штангу под себя, но важно помнить о некоторых факторах.
В первую очередь, материал, который подбирается для изготовления корпуса, должен быть достаточно прочным, чтобы долгое время выдерживать вес взрослого человека. Кроме того, нельзя забывать и о размерах такой штанги, ведь если неправильно подобрать длину под свой рост, при каждом поиске металлических объектов придётся по несколько минут стоять в согнутом состоянии.
Многие люди упрощают себе задачу по созданию корпуса используя простой костыль, который к тому же имеет сразу и подлокотник. Костыль можно легко подобрать под свой рост, и стоит он не слишком дорого.
Поисковая катушка
Сделать самодельную катушку для поиска достаточно сложно, но можно. Первым делом необходимо приступить к созданию устройства для наматывания катушки. Для начала нужно взять простую доску размером 18 на 18, гвозди и кембрик.
После этого на доске нужно нарисовать ровный круг и вбить по его диаметру не меньше 16 гвоздей , так чтобы они немного выпирали примерно на 2 см. После этого на гвозди устанавливаются кембрики, которые прочно обматываются медной проволокой. В конце работы весь медный круг закрепляется прочно нитками, которые нужно намотать по всему диаметру и обработать эпоксидной смолой.
Надо оставить длиной 4 см вывод, затянуть катушку изолентой и экранировать с помощью фольги. Медный провод нужно облужить длиной 1,25 см и после этого опять намотать его на катушку. Дальше действие повторяется, а, точнее говоря, катушка обматывается изолентой. К выводу катушки ещё нужно будет припаять контактную площадку.
Блок управления
Для создания блока управления потребуется:
Все необходимые детали можно найти в старом приёмнике транзисторного типа. Для сборки блока управления необходимо будет найти подходящий корпус и монтировать все детали.
Схема и катушка соединяются вместе при помощи экранированного провода . Кабельный экран припаивается к выводу катушки, устанавливается изоляция, а кабель фиксируется к корпусу при помощи изоленты.
Заключение
Сделать металлоискатель начального уровня достаточно просто в домашних условиях при помощи подручных средств. Всё что нужно делать, это следовать инструкциям и схемам сборки аппаратуры. В итоге получается модель, которую можно использовать для поиска мелких металлических объектов на глубине до 1 м.