Как сделать металлоискатель своими руками из магнита. Подробная инструкция сборки металлоискателя своими руками

Металлоискатель - это электронное устройство для поиска и различения металлов, предметов из металла, которые могут быть спрятаны на разной глубине под слоем песка, земли, в стенах помещений и различных конструкций.

Приведены принципиальные схемы металлоискателей, выполненных на транзисторах, микросхемах и микроконтроллерах. Металлоискатель заводского производства является достаточно дорогим устройством, поэтому самостоятельное изготовление самодельного металлоискателя может сэкономить не мало средств.

Схемы современных металлоискателей могут быть построены по разным принципам работы, перечислим наиболее популярные из них:

Метод биений (измерение изменения эталонной частоты);
Индукционный баланс на низких частотах;
Индукционный баланс на разнесённых катушках;
Импульсный метод.

Многие начинающие радиолюбители и кладоискатели задаются вопросом: как самому изготовить металлоискатель? Желательно начать свое знакомство со сборки простой схемы металлодетектора, это позволит разобраться в работе подобного устройства, получить первые навыки в поиске кладов и изделий из разноцветных металлов.

Сейчас существует достаточно большой выбор мультиметров, по самой разной цене.Теперь радиолюбитель может не ограничиваться скромным набором функций «легендарного» М-838. Ненамного дороже можно приобрести более современный прибор, который способен так же измерять и частоту переменного тока...

0 494 0

Металлоискатель предназначен для обнаружения металлического предмета (крышка колодца, отрезок трубы, скрытая проводка). Металлоискатель состоит из параллельного стабилизатора напряжения (транзисторы V1 V2)у генератора высокой (около 100 кГц) частоты на транзисторе V4, детектора ВЧ колебаний (V5) и...

13 5597 6

Металлоискатель позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки. Это должно увеличить и глубину обнаружения. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рисунке. Схема собрана на транзисторах, работающих в режиме...

9 5163 1

Схема самодельного металлоискателя на биениях, которая построена на пяти микросхемах. Находит монету 0,25мм на глубине 5см, пистолет - на глубине 10см, металлическую каску - 20см. Принципиальная схема металлоискателя на биениях изображена ниже. Схема состоит из следующих узлов: кварцевый генератор, измерительный генератор, синхронный детектор, триггер Шмидта, устройство индикации...

11 5311 4

Схема, представленная на рисунке - это классический металлоискатель. Работа схемы основана на принципе супергетеродинного преобразования частоты, которое обычно используется в супергетеродинном приемнике. Принципиальная схема металлоискателя с интегральным УНЧ, в нем используются два генератора радиочастоты, частоты которых составляют 5,5 МГц. Первый радиочастотный генератор собран на транзисторе Т1 типа BF494, частота...

5 5278 2

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см. Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и...

19 5249 0

Простой компактный металлоискатель нужен для обнаружения в стенах под слоем штукатурки разнообразных металлических предметов (например, труб, проводки, гвоздей, арматуры). Это устройство полностью автономно, питается от 9 вольтовой батареи типа «Крона», потребляя от нее 4-5 мА. Металлоискатель имеет достаточную чувствительность для обнаружения: трубы на расстоянии 10-15 см; проводки и гвоздей на расстоянии 5-10...

8 5111 0

Схема малогабаритного высокоэкономичного металлоискателя с хорошей повторяемостью и высокими эксплуатационными характеристиками, используя широко распространенные и недорогие детали. Анализ большинства распространённых схем показал, что все они питаются от источника с напряжением не ниже 9 В (то есть «Крона»), а это и дорого и неэкономично. Так, собранный на микросхеме K561ЛE5...

18 5941 1

Многие люди необоснованно считают, что самодельные металлоискатели по многим параметрам уступают фирменным образцам, произведенным на заводе.

Но по факту, правильно собранные своими руками конструкции, порой, оказываются не только лучше, но и дешевле «заводских» конкурентов.

Стоит знать: большинство кладоискателей и краеведов, чтобы сэкономить денежные средства, стараются выбрать наиболее дешевые варианты. В результате они либо сами собирают металлоискатели, либо приобретают самодельные кастомные устройства.

Новичков, а также людей, не разбирающихся в электронике, на первых порах пугает обилие не только специальной терминологии, но и различных формул и схем. Однако если немного вникнуть, то все сразу становится понятно, даже имея знания, полученные на школьных уроках по физике.

Поэтому стоит, прежде всего, разобрать принцип действия металлоискателя, что он собой представляет и как его можно самостоятельно собрать в домашних условиях.

Как работает

Принцип функционирования данного устройства заключается в использовании электромагнитного поля. Оно создается катушкой передатчика и после столкновения с предметом, который проводит ток (а это большинство металлов), создаются вихревые токи, которые вносят искажение в ЭПМ катушки.

В тех случаях, когда предмет не является электропроводящим, однако обладает своим магнитным полем, создающиеся им помехи будут также уловлены за счет экранирования.

После этого изменения электромагнитного поля поступают непосредственно на блок управления, который для оповещения о находке человека издает специальный звуковой сигнал, а в более дорогих моделях выводит данные на дисплей.

Стоит разобрать, как происходит создание подобных устройств по примеру металлоискателя типа «Пират».

Металлоискатель «Пират»

Делаем печатную плату своими руками

Сначала необходимо создать печатную плату, где в дальнейшем будут находиться все узлы металлоискателя. Лучше всего подходит метод лазерно-утюжной технологии или просто ЛУТ.

Для этого будет необходимо выполнить этапы изготовления в следующей последовательности:

В начале необходимо, используя исключительно лазерный принтер, напечатать соответствующую схему, созданную через программу Sprint-Layout. Лучше всего использовать для этого фотобумагу маленькой плотности.
Проводим подготовку заготовки из текстолита, сначала ошкуриваем, после чего проводим очистку раствором. Она должна иметь размеры 84х31.
Теперь на заготовку сверху кладем фотобумагу со схемой лицевой стороной, на которой она была напечатана. Накрываем листом А4 и начинаем проглаживать горячим утюгом, для того, чтобы перенести на текстолит схему разметки.
После закрепления схемы из тонера помещаем все это в воду, где аккуратно пальцами убираем бумагу.
Далее при наличии размазанных участков исправляем их с помощью обычной иголки.
Теперь плату нужно положить на несколько часов в раствор медного купороса (можно также хлорного железа).
Тонер удаляется без проблемы любым растворителем, например, ацетоном.
Сверлим отверстия для размещения в дальнейшем конструктивных элементов (сверло должно быть очень тонким).
Последний этап заключается в луде дорожек платы. Для этого на поверхность намазывается специальный раствор «ЛТИ-120», который нужно размазать припой паяльника.

Установка элементов на плату

Данный этап создания металлоискателя заключается в монтаже всех элементов на созданную плату:

Главной микросхемой является отечественная КР1006ВИ1 или её иностранный аналог NE555. Учтите, до монтажа под ней нужно запаять перемычку.
Дальше устанавливается двухканальный усилитель К157УД2. Его можно купить или взять из советских магнитофонов.
После этого монтируют 2 SMD-конденсатора, а также один резистор типа МЛТ С2-23.
Теперь нужно произвести пайку двух транзисторов. Один должен быть NPN-структуры, а другой PNP. Желательно использовать ВС557 и ВС547. Однако подойдут и аналоги. В качестве полевого транзистора рекомендуется брать IRF-740 или иные варианты, имеющие схожие характеристики.
Последними устанавливаются конденсаторы. Их стоит брать с минимальным показателем ТКЕ, что увеличит термостабильность всей конструкции.

Примите к сведению: тяжелее всего будет достать из этой схемы усилитель К157УД2. Причина в том, что это уже старая микросхема. Именно поэтому можно попробовать найти аналогичные современные варианты со схожими параметрами.

Создание самодельной катушки производится на оправе диаметром в 20 см. Общее количество витков должно составлять примерно 25 шт. Данный показатель исходит из того, что используется проволока ПЭВ, которая имеет диаметр в 0,5 мм.

Однако есть определенная особенность. Общее количество витков можно изменить в большую или меньшую сторону. Чтобы найти наиболее оптимальный вариант, нужно взяв монетку проверить, в каком случае будет самое большое расстояние её «улавливания».

Иные элементы

Сигнальный динамик можно использовать, взятый от портативного радио. Важно, чтобы он имел сопротивление 8 Ом (возможно использование китайских вариантов).

Для проведения настройки понадобятся две разные по мощности модели потенциометра: первый на 10 кОм, а второй уже на 100 кОм. Для минимизации влияния помех (исключить их полностью буде тяжело), рекомендуется использовать экранированный провод, который будет соединять схему и катушку. Источник питания металлоискателя должен составлять минимум 12 В.

Когда вся конструкция будет проверена на работоспособность, необходимо сделать каркас для будущего металлоискателя. Однако здесь можно дать лишь некоторые рекомендации, ведь каждый будет его создавать из имеющихся под руками предметов:

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

Проверка металлоискателя

Прежде всего, необходимо настроить чувствительность, используя потенциометры. Порогом будет равномерное, при этом не очень частое, потрескивание.

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

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

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

Их этого видео Вы узнаете, как сделать самодельный металлоискатель:

Здравствуйте, дорогие друзья! Многие радиолюбители мечтают собрать простой металлоискатель своими руками для поиска кладов. У меня в детстве тоже была такая мечта, найти огромный деревянный сундук с кладом. И вот я решил её осуществить. Сегодня я расскажу, как сделать простой металлоискатель на двух микросхемах NE555. Прибор работает по принципу индукционного баланса, состоит из двух генераторов работающих на одной частоте, предназначен для поиска черного и цветных металлов без дискриминации. Металлоискатель обладает хорошей чувствительностью, он способен обнаружить пятирублевую монету на глубине до пятнадцати сантиметров, более крупные предметы до восьмидесяти сантиметров.

На этом рисунке представлена схема металлоискателя на двух микросхемах NE555.

Простой металлоискатель на двух микросхемах NE555

А это печатная плата металлоискателя.

Печатная плата металлоискателя на двух микросхемах NE555

Принцип работы металлоискателя очень простой, два генератора работающие на одной частоте, составляют единую сбалансированную, индукционную систему, которая работает на грани срыва. Как только в зону действия катушек попадает металл, нарушается индукционный баланс и в динамике раздается сигнал.

Катушки у металлоискателя должны быть абсолютно одинаковые. Каждая катушка наматывается отдельно на оправе диаметром 19 сантиметров и содержит 30 витков провода 0.5 – 0.7 мм в лаковой изоляции.
Для намотки катушек я использовал обмоточный провод ПЭТВ-2 d=0.5 мм, вытащил я его из старого трансформатора, а качестве оправы приспособил кастрюлю подходящего диаметра. Витки скрепил в шести местах прочной ниткой, потом пропитал бакелитовым лаком и обмотал изолентой.

После пайки всех компонентов устройство надо правильно настроить. Резистор Р1 на 100К предназначен для настройки частоты приемного генератора. Резистор Р2 на 200К для грубой настройки чувствительности прибора.

Выносной резистор Р3 на 100К для точной настройки чувствительности металлоискателя. Все резисторы ставим в среднее положение.

Если писка нет, перемещайте одну катушку относительно другой в разные стороны. Устройство будет пищать в двух положениях, при малом перекрытии и при среднем перекрытии. Но нас интересует только малое перекрытие, именно этим местом прибор обнаруживает металл. Расположите катушки таким образом, чтобы в динамике слышался треск.

Если металлоискатель постоянно пищит или молчит и никак не реагирует на перемещение катушек, вращение резистора Р1, тогда подрегулируйте устройство резистором Р2.

Резистор Р3 предназначен для подстройки металлоискателя после включения питания, а также в случае разряда батареи его надо немного подрегулировать и добиться устойчивого потрескивания и соответственно максимальной чувствительности прибора.

Для проверки работоспособности металлоискателя поднесите металлический предмет к месту соединения двух катушек, в динамике будет слышен громкий писк.

Осталось надежно закрепить катушки с помощью термоклея и повторно произвести окончательную настройку металлоискателя резистором Р1.

Все компоненты я разместил в подходящей пластиковой коробке, которую купил в ближайшем электро магазине. Плату и динамик приклеил термоклеем, восемь элементов питания вставил в специальный отсек для батареек.

Ручку резистора Р3 вывел наружу. Выключатель просто воткнул в просверленное отверстие.

Для испытания прибора я отправился за город. Погода просто сказка! Металл так и шепчет, найди меня! Здесь когда то была тракторная бригада…

Ну, что поехали! Немного не удобно, одной рукой держать камеру, другой металлоискатель и пробираться сквозь сухую траву.

Ага, кажется, что то нашел!

Это моя первая находка, большая ржавая гайка. Пойдем искать дальше…

Желаю вам удачи! До встречи в новых статьях!

Глубинный металлоискатель по конструкции напоминает обычный, за исключением некоторых технических деталей. Отличием его также является повышенная чувствительность к металлическим предметам, что дает возможность обнаруживать их на большей глубине по сравнению с простым металлоискателем. Помимо этого, имеется функция избирательного поиска, то есть возможность находить предметы определенного размера, не реагируя на неподходящие по параметрам.

Схема глубинного металлоискателя

Она довольно проста, несмотря на кажущуюся сложность. Состоит металлодетектор из двух частей – принимающей и передающей. Основным устройством является генератор передатчика высокой частоты. Две рамочных антенны, одна из которых служит передатчиком сигнала, вторая приемником. Они должны располагаться строго под углом 90 градусов друг к другу для предотвращения улавливания сигналов генератора приемной антенной. При нахождении предмета из металла, магнитное поле, создаваемое генератором, подвергается искажению, и впоследствии улавливается принимающей антенной. В данном случае масса металлического предмета используется как источник излучения, отправляя производимую энергию на принимающую антенну.

Схема приемника металлодетектора

В передающее устройство входит тиристор мощностью от 0,25 до 1 Вт, генератор звука частотой 200 Гц. При нахождении металлического предмета оператор слышит звук частотой 200 Гц, сила которого зависит от величины найденного предмета и расстояния до него.

Детекторный приемник, контур колебаний которого реагирует на частоту 120 кГц, и состоящий из двух диодов. Усилителем может служить абсолютно любой генератор низких частот, которой можно найти в старом радиоприемнике. Достаточно усилителя на транзисторах в количестве 5-6 штук. Также используется транзистор в качестве усилителя тока для стрелочного прибора, позволяющий измерить уровень принимаемого сигнала. То есть, в составе прибора есть два вида индикаторов – визуальный и акустический. Частота работы настроена таким образом, чтобы не мешать работе приемника сигнала.

Схема передатчика

Необходимые детали и инструменты для сборки

Для сборки такого металлоискателя необходимо в первую очередь подготовить набор необходимых деталей и инструментов.

В случае с импульсным металлоискателем примерныйсписок деталей будет выглядеть так:

Электролитные конденсаторы с напряжением минимум 16 В следующих емкостей: 2 конденсатора емкостью 10 мкФ, один емкостью 2200 мкФ, 2 шт – 1 мкФ.
Конденсаторы из керамики: 1 шт емкостью 1 нф.
Пленочные конденсаторы самого минимальное значения напряжения, к примеру, 63 В – 2 шт по 100 нф.
Резисторы по 0, 125 Вт: 1 к — один, 1,6 к – один, 47 к – один, 62к – два, 100 к – один, 120 к – один, 470 к – один, 2 ом – один, 100 ом – один, 470 ом – один, 150 ом – один,
Резисторы по 0,25 Вт: 10 ом – один.
Резисторы по 0,5 Вт: 390 ом – один
Резисторы 1 Вт: 220 ом – один.
Резисторы переменные: 10 к –один, 100 к – один,
Транзисторы: ВС 557 – один, ВС 547 – один, IRF 740 – один,
Диоды: 1N4148 — два, 1N4007 – один.
Микросхемы: К157 УД2, NE555.
Панели для каждой из них.

Детали для металлоискателя

Из инструментов при выполнении работ понадобятся:

Паяльник, олово, специальный припой, прочие принадлежности для пайки.
Набор отверток, кусачки, плоскогубцы и другой слесарный инструмент.
Материалы для производства печатной платы.

Этапы сборки металлоискателя

Процесс сборки глубинного металлоискателя своими руками включает в себя следующие этапы:

На первом этапе необходимо собрать электронную часть, а именно блок управления.

Пошагово процесс выглядит так:

Вырезка текстолита необходимого размера.
Подготовка рисунка печатной платы и его перенесение непосредственно на плату.
Подготовка травильного раствора. В его состав входят соль поваренная, электролит и пероксид водорода.
Травление платы и просверливание технологических отверстий.
Лужение платы при помощи паяльника.
Далее наступает самый важный этап в сборке блока управления. Это подбор, поиск и припаивание деталей непосредственно на плату.
Наматывание пробной катушки. Существует несколько вариантов ее намотки. Наиболее простой вариант – использовать провод ПЭВ размером 0,5 и намотать его 25 витков на подходящей оправе с диаметром около 19-20 см.

Лучшим вариантом будет спаять все напрямую, а уже после окончания наладки подобрать необходимые разъемы и переходники. Скрутки лучше не делать, это оказывает отрицательное влияние на чувствительность прибора.

Вторым неплохим вариантом будет сделать такое кольцо из провода витой пары. Понадобится около 2,5 – 2,7 м провода.

Для достижения максимальной чувствительности необходимо выполнить следующие действия:

Намотать 25 витков провода.
Провести тест, отрезая небольшие куски провода и наблюдая за повышением чувствительности.
Необходимо проделывать это до тех пор, пока чувствительность не начнет снижаться.
Подсчитать число витков, намотать окончательный вариант катушки, добавив 1-2 витка. Таким образом, достигается максимальное значение чувствительности.

По окончании основных работ, блок управления, катушка и остальные детали закрепляются на своих местах на штанге. Металлоискатель можно включать и проверять.

Возможные проблемы при сборке

Собранный прибор не дает реакцию на металлические предметы. Причиной может быть поломка диодов, либо транзистора. Требуется заменить неисправные детали.
Чрезмерный нагрев транзистора. Следует установить резистор меньшего сопротивления, уменьшая его до прекращения нагрева.

Сборка такого типа металлоискателей не является слишком сложной, при четком соблюдении всех правил и инструкций.

По своей популярности металлопоиск сопоставим с рыбалкой или охотой, не уступая им в азарте с определенной долей меркантильности. Повышение технической культуры населения и широкий ассортимент рынка деталей электротехнического предназначения способствуют росту числа желающих изготовить собственный металлоискатель своими руками, чтобы попробовать себя в роли кладоискателя. На рис. ниже показан энтузиаст металлопоиска, использующий самодельный металлоискатель для обнаружения металлических изделий на морском берегу.

Принцип действия металлоискателя

Металлоискатель (далее по тексту МИ), называемый также металлодетектором, представляет собой электронный прибор, формирующий направленное электромагнитное поле (первичный сигнал) и улавливающий его изменения при контакте поля с металлическими предметами. В процессе распространения электромагнитных волн в неоднородной физической среде они взаимодействуют с металлами, создавая на их поверхности вихревые токи, генерирующие собственные электромагнитные поля. Приемная аппаратура МИ фиксирует эти поля (вторичный сигнал) и информирует поисковика об обнаруженной находке звуковым или визуальным способом.

Как работает металлодетектор

Техническая реализация принципа действия МИ основывается на применении двух базовых функциональных элементов модульного типа:

поисковых катушек для генерации первичного электромагнитного поля направленного характера и приема переотраженных вторичных радиосигналов;
блоков управления для обработки информации от поисковых катушек и выдачи оператору результата обработки.

В зависимости от предназначения МИ, поисковые катушки работают в следующих частотных диапазонах:

низкочастотном диапазоне в пределах 2,5-6,6 кГц – для выявления золота, серебра, меди и их сплавов на глубине до 4 метров;
в среднечастотном диапазоне – для поиска металлов любого типа;
в высокочастотном диапазоне – для поиска алюминия, никеля и обнаружения мелких мишеней на малой глубине.

Параметры магнитного поля, наведенного на поверхности металлической мишени, изменяются следующим образом:

амплитуда сигнала уменьшается по мере удаления от передатчика;
фаза наведенного поля определяется удельной электропроводностью металла.

По разнице амплитуды аппаратура МИ вычисляет расстояние до цели, по сдвигу фазы определяется тип металла.

На рис. ниже показана условная схема анализа информации МИ.

Металлоискатель – детектор или сканер

По своей сути МИ являются детекторными устройствами (от лат. detector – обнаружитель), указывающими на изменение параметров первичного направленного радиосигнала. Качество металлодетекции напрямую зависит от уровня сложности аппаратуры металлодетектора, обрабатывающей вторичный сигнал. На начальном этапе появления МИ оператора вполне устраивал писк в наушниках, возникающий при обнаружении металлической мишени. Развитие элементной базы для микроэлектроники существенно расширило возможности ручной металлодетекции. Профессиональные ручные металлодетекторы способны решать следующие задачи:

проведение идентификации «находки» по типу металла;
определение глубины ее нахождения;
оценка размеров и конфигурации обнаруженного предмета.

Используя новейшие программные разработки, ведущие производители запустили продажи МИ с возможностями построения изображения обнаруженной цели. Например, немецкая компания ОКМ разработала глубинный 3D-сканер (от англ. scan – рассматривать) модели ЕХР 6000, выводящий на экран конфигурацию металлического предмета.

На рис. ниже показан монитор МИ модели ЕХР 6000 с выведенным на экран изображением мишени.

Разновидности МИ по назначению

В соответствии с целевым предназначением, МИ подразделяют на следующие типы:

Грунтовые модели, предназначенные для изысканий под землей в верхних слоях почвы. Приборы этой категории наиболее распространены среди поисков металлов и кладоискателей, способных собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Простейшая самоделка обладает низкой точностью и не всегда различает металлы разного вида. Профессиональные приборы могут выявить небольшие золотые крупинки, проигнорировав прочие металлы.
Глубинные модели, рассчитанные на обнаружение целей на глубине до 6 метров. Однако «увидеть» они могут только крупные предметы площадью свыше 400 кв. см. Глубинные приборы востребованы инженерными службами в качестве трассоискателей, геологами – как специализированные георадары для поисков самородного золота и т.п.
Подводные устройства металлопоиска, работающие под водой. К ним предъявляются повышенные требования к герметичности поисковой системы. Условия работы подводного МИ в морской и пресной воде значительно различаются. У подводных детекторов используется только звуковая индикация.

Обратите внимание! Подводные МИ можно применять на поверхности в режиме обычного грунтового металлоискателя. Поисковикам необходимо только подогнать длину штанги и положение упора, чтобы было удобнее пользоваться прибором.

Специальные металлодетекторы:

охранные устройства для обнаружения металлоизделий в багаже, в одежде либо на теле человека при досмотре;
промышленные металлодетекторы в составе конвейерных линий, сигнализирующие о наличии металлов в продукции;
армейские приборы, обобщенно называемые миноискателями;
детекторы, настроенные исключительно на золотые предметы.

На рис. ниже показан ручной досмотровый металлодетектор.

Мотивация выбора конструкции самодельного металлодетектора

Задолго до того, как собрать металлоискатель в домашних условиях, умельцу необходимо сопоставить многочисленные факторы, влияющие на работу МИ, и выбрать оптимальный вариант конструкции в полном соответствии своим запросам. При изготовлении металлодетектора своими руками учитываются следующие технико-эксплуатационные показатели:

общие параметры поискового прибора, определяющие его функциональные возможности;
рабочие частоты, в диапазоне которых предполагается работать;
метод поиска, определяющий схемотехническое построение прибора с заданием способа фиксации изменения реакции МИ при приближении его к металлическому объекту.

Общие параметры МИ

Для самодельной поисковой аппаратуры выделяют следующие параметры:

Проникающую способность, характеризующую максимальную глубину проникновения электромагнитного поля, глубже которой прибор уже не в состоянии выявить металлический объект.
Чувствительность, указывающую способность обнаруживать мелкие предметы.
Разрешающую способность, чаще называемую дискриминацией МИ, дающую информацию о конкретных свойствах объекта. Для металлодетектора необходима полноценная реализация трех составляющих дискриминации:

геометрической – для суждения о размерах и конфигурации найденной мишени;
пространственной – для информации о глубине залегания мишени и месте расположения в поисковой зоне;
по качеству – для предположений о виде материала объекта и его вероятных характеристиках.

Размеры зоны поиска, в пределах которой удается обнаружить металл.
Избирательность – повышенная реакция на находки заданного типа (золото, цветные металлы, военные артефакты и т.п.).
Помехоустойчивость – отсутствие реакции на электромагнитные поля посторонних источников.
Энергопотребление, определяющее, на сколько времени активной работы хватит мобильного источника питания прибора.

На рис. ниже в ироничной форме показан процесс металлодетекции (металлопоиска) с применением самодельного МИ:

поз. «А» – отсутствие металлических мишеней;
поз. «В» – обнаружены металлические предметы, представляющие определенную ценность (ради чего и затевался металлопоиск).

Красным цветом выделена зона поиска металлодетектора.

Рабочие частоты самодельного МИ

Схема металлоискателя и ее сборка привязывают все параметры самодельного металлодетектора к диапазону частот, в котором оператор предполагает работать. Практика любительского металлопоиска показала ограниченную эффективность низкочастотных (vlf) и высокочастотных (hf) металлодетекторов, требующих компьютерной обработки сигналов, потребляющих много энергии и плохо работающих на минерализованных влажных грунтах. Большинство поисковиков, заинтересованных в том, как сделать металлоискатель многофункциональным к выявлению и распознаванию цветмета, чермета, при минимальной восприимчивости к особенностям грунта, ориентируются на низкочастотный и среднечастотный диапазоны в пределах от 30 кГц до 3 МГц. Работа в этом частотном диапазоне позволяет использование простого металлоискателя для обнаружения мишеней любого типа металлов.

Метод поиска

Методик нахождения металлических предметов при помощи направленного электромагнитного поля насчитывается более десятка, включая суперсовременную цифровую обработку на компьютере вторичного сигнала при профессиональном использовании МИ. При сборке самодельных металлодетекторов для металлопоиска на любительском уровне умельцы ориентируются на методики, позволяющие максимально упростить схемотехническое построение детектора и удешевить его комплектацию. Наиболее популярными при изготовлении самоделок являются следующие методы обнаружения металлов:

параметрический способ, для реализации которого приемник не нужен;
приемо-передающий способ – с использованием передатчика и приемника;
способ с накоплением фазы – «до щелчка»;
способ на биениях – «по писку».

Параметрический способ

Металлоискатели параметрического типа оснащены только одной катушкой, которая одновременно и передающая, и принимающая. При обнаружении металлической цели изменяются параметры генерирующей катушки: индуктивность, частота и амплитуда вырабатываемых колебаний, что фиксируется аппаратурой МИ. Основной проблемой при эксплуатации детектора без приемника считается выделение сравнительно слабого наведенного сигнала на фоне мощного первичного электромагнитного поля.

Приемо-передающий способ

В конструкции моделей, работающих по способу «прием-передача», предусмотрены две катушки:

передающая – для генерации электромагнитного поля;
приемная – для регистрации переизлученного от металлической мишени сигнала.

Важно! При сборке приемо-передающего МИ катушки необходимо располагать таким образом, чтобы минимизировать индуктивную связь между ними. Если оси обеих катушек будут взаимно перпендикулярны, сигнал передатчика не попадет напрямую в приемное устройство и прослушиваться не будет.

Металлодетекторы с накоплением фазы (до щелчка)

В работе фазочувствительных приборов используется процесс задерживания импульсов при переизлучении, что приводит к увеличению сдвига фаз. При достижении конкретного значения срабатывает дискриминатор, в наушниках раздается щелчок. При приближении к металлическому объекту щелчки становятся все чаще, сливаясь в звук определенной тональности. При соответствующей настойке звука непосредственно над объектом происходит срыв синхронизации, звук пропадает из-за перехода частоты движения щелчков в ультразвуковой диапазон.

Металлодетекторы на биениях (метод «по писку»)

Если делать металлодетектор на биениях, то в самодельной конструкции необходимо задействовать два генератора электромагнитного поля:

опорный генератор, частота которого стабилизирована и является эталонным частотным параметром;
рабочий (поисковый) генератор, частота которого зависит от наличия металла в поисковой зоне.

До начала поисковых работ поисковый генератор настраивается на нулевые биения (совпадение частот). При настройке добиваются невысокого звукового тона (писка), чтобы было удобно искать. По изменению тона судят о свойствах обнаруженного объекта и его расположении.

На рис. ниже показан самодельный МИ, изготовленный из подручных материалов.

Схемы самодельных МИ

Металлопоисковая аппаратура заводского изготовления представлена на рынке достаточно дорогими электронными системами профессионального уровня, поэтому энтузиасты постоянно обмениваются информацией, как сделать самодельный металлоискатель у себя дома с минимальными финансовыми затратами. Пошаговая инструкция по сборке и отладке устройства позволяет создать вполне работоспособный металлодетектор из доступных радиодеталей. Металлоискатели, в том числе и миноискатель своими руками, схема которого идентична с разработками для типовых МИ, выполняются на транзисторах и микросхемах. В комплектацию схем для самоделок входят также:

конденсаторы различных типов: керамические, пленочные, электролитические;
резисторы;
резонаторы;
контроллеры.

Дополнительная информация. Довольно часто в схемах любительской аппаратуры для металлопоиска используется микросхема NE 555, представляющая собой универсальный таймер, генерирующий одиночные и повторяющиеся импульсы стабильных временных характеристик.

Достойным конкурентом металлодетектору на микросхемах является металлоискатель на транзисторах, в котором генерирование сигналов происходит с использованием транзисторов КТ-361 и КТ-315 или аналогичных радиодеталей, производимых еще с советских времен.

Изготовление своими руками составных частей МИ

При конструировании самодельного металлодетектора мастера ориентируются на создание малогабаритного, конструктивно сбалансированного, сравнительно легкого изделия. Мобильное исполнение и продуманная эргономика должны свести к минимуму утомляемость оператора при многочасовых непрерывных поисковых работах, а качественная сборка самодельной конструкции обеспечит хорошую повторяемость результатов и высокие эксплуатационные характеристики.

МИ кустарного производства состоят из следующих составных частей:

блока управления;
рамки с поисковой катушкой;
штанги-держателя, на которой крепятся поисковая катушка и блок управления.

Блок управления

Для сборки блока управления необходимо подобрать пластиковый корпус коробчатого типа. В корпусе должны компактно разместиться:

печатная плата с электронной начинкой, собранной в соответствии со схемой;
элементы питания;
устройства для звукового и визуального оповещения о находке.

Основным элементом блока управления является печатная плата.

Изготовление своими руками печатной платы МИ

Печатная плата используется для компактного размещения радиодеталей, входящих в состав схемы МИ. Далее обобщенное описание этапов самостоятельного изготовления печатной платы с подробным изложением выполняемых операций:

Выбирается схема металлодетектора. В соответствии со схемой на бумаге прорисовывается от руки либо распечатывается на принтере эскиз платы.
Вырезается кусок листового текстолита под размеры платы.
Любым доступным способом рисунок переносится на текстолитовую заготовку.
На поверхности заготовки делается разметка мест креплений радиодеталей. Сверлятся отверстия диаметром 1,0-1,5 мм.
Перманентным маркером или кисточкой с лаком прорисовываются дорожки в соответствии с бумажным шаблоном.
Плата протравливается хлорным железом или медным купоросом.
После травления плата протирается и зачищается наждачной бумагой.
Проводится операция лужения оловом.

На рис. ниже показана печатная плата металлоискателя после лужения.

Рамка с катушкой

Поисковая рамка металлоискателя представляет собой плоский жесткий корпус с закрепленной на нем поисковой катушкой, предназначена для выполнения следующих задач:

жесткой фиксации поисковой катушки относительно штанги-держателя;
обеспечения постоянства геометрических размеров излучающей и приемной петель поисковой катушки;
предохранения проводов катушек от повреждений при передвижении оператора по пересеченной местности.

Корпус рамки МИ круглой или прямоугольной формы выполняется из пластиковых трубок без применения металлических элементов. Среди умельцев популярны трубки ПВХ диаметром условного прохода ½ дюйма (15 мм). Небольшие рамки делаются неразборными в виде кольца или квадрата. При изготовлении корпуса прямоугольной формы большого размера уместно использовать фитинги, чтобы не деформировать трубки на изгибах. Размер и форма корпуса должны соответствовать размерам и конфигурации катушки с учетом особенностей размещения в ней передающего и приемного контуров.

Наиболее ответственным поисковым элементом МИ, определяющим его эксплуатационные характеристики, является поисковая катушка.

Катушки МИ

Функциональные свойства МИ определяются качеством изготовления поисковой катушки. Параметры катушки и общая схема металлодетектора нуждаются во взаимной подгонке, пока не будет достигнут оптимальный результат. На показатели работы катушки влияют различные факторы, из которых определяющими являются следующие:

размеры катушки;
конструктивное исполнение кольца катушки;
величина индуктивности катушки;
степень помехозащищенности;
способ намотки провода корзиночной катушки;
способ закрепления катушки.

Размеры катушки

Практика показала, что эффективность работы катушки напрямую зависит от ее размеров. Катушки больших размеров способны глубже просветить грунт и охватить более широкую зону поиска, чем их аналоги меньших диаметров. Принята следующая градация размеров поисковых катушек:

диаметр 20-90 мм оптимален для поиска чермета (арматура, профили);
диаметр 130-150 мм удобен для поиска так называемого «пляжного золота»;
диаметр 200-600 мм ориентирован на габаритные металлические объекты.

Конструктивное исполнение катушки

Классической конструкцией поисковой катушки является монопетля (одинарная петля), выполненная в виде одинарного плоского кольца из витков медного провода. Ширина и толщина кольца подбираются в 15-20 раз меньше, чем усредненный диаметр кольца. МИ с монопетлей рекомендуются для начинающих, чтобы приобрести первоначальный поисковый опыт.

Более «продвинутой» конструкцией, по сравнению с монопетлей, является ДД-катушка, представляющая собой двойной детектор (отсюда и название – от англ. Double Detector). Конструктивно DD-катушка выполнена из двух полукругов, сложенных с пересечением. ДД-катушки обладают высокой чувствительностью, однако на неоднородных грунтах могут выдать ложный сигнал.

Индуктивность катушки

При сборке МИ в домашних условиях очень важно добиться соответствия параметров собственноручно изготовленной поисковой катушки тем параметрам, которые заложены в выбранной схеме детектора. На величину индуктивности влияют геометрические размеры катушки, сечение провода, количество витков, плотность укладки и другие факторы. В сетях можно найти различные методы расчета индуктивности, несложные формулы и номограммы с пояснениями, как ими пользоваться. Несоблюдение этих рекомендаций может привести к тому, что собранная схема работать не будет.

Помехоустойчивость катушки

Поскольку монопетля устроена по аналогии с рамочной антенной, она чувствительна к многочисленным помехам. Для расширения помехоустойчивых способностей прибора используются несложные устройства типа:

экрана Фарадея, представляющего собой стальную трубку с оплеткой либо с обмоткой из фольги;
симметричных намоток бифиллярного или перекрестного типа.

Корзиночные катушки

На рис. ниже показана одна из модификаций корзиночной катушки МИ.

При всех своих достоинствах корзиночная катушка наделена двумя существенными недостатками:

сложность и трудоемкость выполнения качественной надежной намотки;
методики расчетов плоской и объемной корзинок существенно различаются и требуют применения соответствующих компьютерных программ.

Важно! При кустарной намотке катушки-корзинки оправка должна быть жесткой и прочной, поскольку суммарная сила натяжения всех витков достаточно велика, чтобы деформировать или сломать оправку.

Чтобы натягиваемые при намотке провода не прорезали каркас катушки, рекомендуется предварительно в прорези каркаса вклеить куски прочного пластика и лишь после этого начинать намотку.

Крепление катушки

Крепление провода катушки довольно часто выполняется на самодельных каркасах из фанеры, пластика и других подручных материалов, даже на компьютерных дисках. У фанеры много недостатков, в том числе:

Пластики на поликарбонатной основе этих недостатков лишены. Более того, два склеенных полимерных диска представляют собой герметичный корпус, расширяющий возможности использования МИ.

Самодельная штанга-держатель

Штанга-держатель является несущим элементом металлоискателя – на ней закрепляются поисковая катушка и блок управления. Основным требованием к штанге является прочность материала изготовления, поскольку на держатель в ходе поисковых работ действует постоянная весовая нагрузка от оператора. Повреждения несущей конструкции могут произойти в условиях пересеченной местности, в лесопосадках, в гористом районе. Поломка штанги может привести к вынужденному прекращению поисковых работ.

Обратите внимание! Определенных требований к штанге металлодетектора нет, каждый пользователь МИ вправе подогнать размеры и форму держателя под свой рост и вес.

При самостоятельном изготовлении металлодетектора для корпуса штанги-держателя в качестве исходного полуфабриката нередко используются костыли под локоть (канадки), в конструкции которых уже предусмотрены регулировка высоты стойки и подлокотный упор. Также популярны среди умельцев телескопические удочки и обычные металлопластиковые водопроводные трубы, из которых получаются полноценные держатели МИ.

Самодельный подводный металлоискатель

Процесс изготовления, сборки и наладки металлодетектора, предназначенного для металлодетекции под водой, идентичен работам по созданию обычного МИ. Однако необходимо указать на два существенных отличия, сопровождающих изготовление подводного МИ:

вся аппаратура должна размещаться в герметичном корпусе, не допускающем соприкосновения деталей с влагой;
для сообщения из-под воды о найденной находке желательно применять специальные световые индикаторы.

Этапы изготовления своими руками подводного МИ:

Выбор схемы для работы в речной и морской воде.
Изготовление печатной платы.
Подсоединение источника питания.
Размещение готовой платы с источником питания в герметичной емкости. Мастера рекомендуют в качестве корпуса применить тубу от герметика. Светодиодные лампочки-индикаторы выводятся на внешнюю поверхность тубы. Каждый стык дополнительно герметизируется силиконовым герметиком.
Изготовление штанги из тонкостенной нержавеющей трубы или обычной пластиковой водопроводной трубы. Довольно часто используют корпус удочки.

Важно! Штанга не должна быть излишне легкой, чтобы не всплывать, но и очень тяжелой, чтобы не уйти ко дну.

Закрепление собранного блока с печатной платой на штанге.
Намотка поисковой катушки. Корпус катушки – стандартная полипропиленовая труба. Намотанный провод заливается герметиком.
Пайка выводов катушки к многожильному проводу.
Визуальная оценка герметичности изделия. Любые щели и стыки, «не внушающие доверия» на предмет герметичности, заливаются/замазываются герметиком.
Проверка герметичности в воде.

Особенности глубинных МИ

В работе глубинных МИ используется RF-технология, эффективная в высокочастотном диапазоне. Передающая и приемная катушки взаимно перпендикулярны, могут работать на нескольких частотах одновременно. К мелким мишеням глубинные приборы нечувствительны, их объекты – крупные предметы, расположенные на местности с перепадами уровней грунта.

Если обратиться к многочисленным форумам любителей металлопоиска, которыми пестрят страницы Интернета, то обращает на себя внимание высокий уровень изготовления и наладки самодельных конструкций, о которых там рассказывается. Изготовленные своими руками металлодетекторы не уступают поисковой аппаратуре заводского исполнения, хотя обходятся во много раз дешевле. На рис. ниже показан самодельный «глубинник», рамка которого выполнена из прочных полимерных трубок.