За счет своих электрических или магнитных волн, металлодетектор, или как его еще называют металлоискатель, способен различать и реагировать на металлические предметы скрытые в другой среде. Данный прибор, является незаменимым помощником для службы досмотра, экологов, строителей, для “добытчиков золота” и многих других специальностей. Средняя цена металлоискателя в Российской Федерации варьируется от 15-60 тысяч рублей. Эта статья рассчитана для тех, кто не хочет переплачивать, желает самостоятельно разобраться в устройстве, и сделать металлодетектор своими руками.

Принцип работы металлоискателя сложный только на словах. Суть его заключается в образовании магнитных полей с помощью электрического напряжения, когда эти самые волны встречают на своем пути металлические предметы, аппарат издает сигнал, уведомляя о находке. Для новичков, не сталкивавшихся еще с подобными “изобретениями” это кажется довольно сложно, однако если внимательно следовать инструкции, на деле окажется все намного легче. И немного разобравшись, можно будет с легкостью создать прибор, для нахождения старинной монеты на глубине 30 см под землей.

Катушка

Для того чтобы создать магнитное поле, необходимо чтобы ток, прошел именно через бунт (связку, намотку ) медной проволоки с нейлоновой изоляцией. Ее наматывают на пластиковую катушку несколько раз. Затем обматывают полиэстеровой, прочной упаковочной лентой. Это нужно для того, чтобы проволока не смогла раскрутиться обратно. Если внутрь бобины (специальная катушка ) поместить чистое железо, магнитное поле значительно усилится, такой метод обычно применяют для охранных металлодетекторов.

Электронная схема

Работа системы полностью зависит от электронной схемы, это мозг прибора. Оставшийся кусок медной проволоки припаивают к печатной плате, другой выход платы подсоединяют электрическими проводками к датчикам: светодиодам, вибраторам, динамикам. В случае столкновения магнитных волн с металлом, электрический сигнал поступит от катушки к индикаторам через плату. Пожалуй, это самая сложная часть создания прибора своими руками. Затем приспособление калибруют, настраивают, помещают в пластиковый защитный корпус.

Основные параметры

По своим свойствам металлоискатели делят на основные 3 группы: глубинные, подводные, грунтовые. По названию сразу понятно в чем их особенности. Хотя нередко, создают гибриды, например у грунтовых -- водонепроницаемую катушку с корпусом. Естественно, такие будут стоить на порядок выше. Чтобы сделать металлодетектор самому, нужно четко представлять, для каких целей он будет использоваться, исходя из этого есть общие параметры прибора:

• Глубина действия под землей, у каждого прибора есть своя “проникающая способность”. Конечно это также зависит от плотности, рода грунта, наличия в ней камней, но это уже второстепенное.
• Диаметр зоны поиска, вы должны сразу для себя определить, какой диапазон будет оптимален, и от этого отталкиваться, выбирая, или собирая металлоискатель.
• Чувствительность прибором металла. Здесь и возникает вопрос, с какой целью будет использоваться аппарат: для кладоискателей, мелочь будет только мешать, а вот для охотников за потерянными украшениями на пляже, важно не упускать ничего, даже самую мелочь.
• Избирательность металла. Есть приборы которые реагируют только на определенные драгоценные сплавы.
• Мощность и энергосбережение, стандартная характеристика любого беспроводного устройства.
• У совсем новых моделей, есть такая особенность как “дискриминантность”, позволяющая выводить на табло устройства примерную глубину, расположение, сплав металла.

Глубина обнаружения

В среднем, глубина поиска у металлоискателя составляет от 1 до 100 сантиметров. Разные модели, имеют разную точность и глубину действия. В основном диапазон видимости зависит от размера катушки, чем она больше, тем глубже вы сможете заглянуть. И самая первая ошибка большинства новичков, не зная зачем, не зная для чего, они выбирают металлоискатель с наибольшей глубиной исследования. В среднем, старинные монеты зарыты на 30-35 сантиметров, а утерянные драгоценные украшения еще ближе к поверхности. К тому же, чем больше глубина, тем больше погрешностей и ошибок. Можно вырыть 10 ям глубиной в 1 метр, за тоже время найти действительно что то ценное практически на поверхности, абсолютно не утруждаясь.

Частота работы

Как и любое устройство, металлодетектор имеет взаимосвязь своих комплектующих. Используя прибор на полную мощность, вы увеличиваете энергозатратность батареи. Если рассмотреть металлоискатель в целом, то можно сделать вывод, что все его комплектующие габариты и функциональность зависят от частоты генератора. Это пожалуй, самое главный критерий оценивания, по которой их классифицируют:

1. Первый вариант совершенно не любительский -- сверхнизкочастотный. Без определенной компьютерной поддержки он не сможет работать. Вслед за катушкой должна следовать специальная машина, которая будет не только обрабатывать сигнал оператору, но и подавать заряд, по причине немалой энергозатратности. Его диапазон составляет менее 100 Гц.
2. Второй вариант также не является простым бытовым прибором -- низкочастотный. Диапазон варьируется от 100 Гц до 10 кГц. Также требует большие энергозатраты, в основном рассчитаны на поиск черных металлов глубиной до 5 метров. Требует компьютерной обработки сигналов, но даже при его помощи, имеет большую погрешность в распознавании сплава и его объема на больших глубинах.
3. Универсальные, более сложно-устроены, компактные -- высокочастотные металлоискатели. С помощью такого устройства можно найти металл 1,5 метра глубиной. Имеет среднюю помехоустойчивость, но хорошую чувствительность, на небольшой глубине, есть возможность определить сплав и размеры металла, с довольно хорошо точностью. Имеет диапазон до 30 кГц.
4. Радиочастотные металлодетекторы, их наверное видел каждый, стандартный прибор подходящий для устремленных любителей. Имеет отличную дискриминацию глубиной до 0,5 метра. Если грунт не имеет магнитных свойств, например песок, или рядом нет радио или телестанции, то это просто отличный универсальный аппарат.Его энергозатратность по сравнению с представителями выше очень мала. А его полная эффективность будет также зависеть от его комплектующих, во многом от катушки.

Сборка металлоискателя своими руками

В простор интернета большое количество схем, видео, форумов, советов по сборке металлодетектора. И среди множества отзывов, есть много отрицательных по поводу аппарата собственного производства. Многие пишут, что у них не получилось, не работает, что лучше купить нежели потратить кучу времени… Ответить на подобные комментарии очень просто: если задаться целью, и подойти к вопросу серьезно, то производство собственными руками, окажется намного лучше заводских металллодеткоров. Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам.

Возможно ли сделать металлоискатель своими руками?

Человеку, который хотя бы на школьном уровне знает и интересуется физикой и электроникой, подобная задача не составит особого труда. И дело останется лишь за подбором качественных материалов. Но и новичкам не следует отступать, шаг за шагом, следуя по инструкции, добавив немного упорства, все непременно получится.

Самостоятельное изготовление печатной платы

Самый сложный этап в сборки детектора -- изготовления печатной платы. Так как это мозг всей конструкции, и без нее прибор просто не будет работать. Возьмем для начала самую простую технологию изготовления -- Лазерно-утюжную.

• Изначально нам понадобится схема, конечно в интернете их огромное количество. Но если человек задался целью сделать все сам, на помощь придет специальная программа Sprint-Layout, которая поможет вам ее разработать.
  И так, имея готовый схематический рисунок платы, мы распечатываем ее при помощи лазерного принтера, это важно, на фотобумаге. Многие рекомендуют использовать небольшую плотность бумаги, чтобы лучше проявились детали.
• Приобрести кусок текстолита, найти его будет не трудно, и подготовить его должным образом:
  1) Вырезаем ножницами по металлу (или ножом по металлу) из куска текстолита заготовку по нужным нам размерам и параметрам соответствующие распечатки.
  2) Затем нужно хорошенько очистить заготовку от верхнего слоя, используя наждачку. Идеальный результат -- равномерный зеркальный блеск.
  3) Смачиваем кусочек тряпки в спирте, ацетоне, или другом растворителе, и тщательно протираем. Это требуется для того чтобы обезжирить и очистить наш заготовочный материал.
• После проделанных процедур, мы помещаем на текстолит фотобумагу с напечатанной схемой, и разглаживаем горячим утюгом, чтобы произошел перевод рисунка. Затем следует медленно погрузить заготовку в теплую воду, и очень аккуратно и, внимательно, не смазывая рисунка, снять бумагу. Но даже если контур немного смазался, не беда, можно подправить его с помощью иголки.
• Когда плата немного подсохнет, наступает следующий этап, для которого нам понадобится раствор медного купороса или же хлорного железа.
  Для приготовления данного раствора нужно приобрести порошок хлорного железа (FeCl3). В радиомагазине он стоит совсем копейки. Разводим данный порошок с водой, в соотношении 1 к 3. Вода должна быть не горячей, а посуда не должна быть из металла.
  Погружаем нашу плату в раствор на некоторое время, в зависимости от толщины материала и внешних условий, определенного времени нет. Если помешивать периодически раствор, процесс пройдет быстрее и качественнее.
• Вынимаем плату, промываем под проточной водой, снимаем тонер спиртом или любым другим растворителем.
• При помощи дрели делаем отверстия для деталей там, где они необходимы по схеме.

Более подробно с данным методом можно ознакомиться в нашей статье:

Монтаж радиодеталей на плату

На данном этапе требуется снабдить плату всеми необходимыми радиодеталями. Не стоит пугаться сложных названий, неизвестных комбинаций цифр и букв. Все детали подписаны. Просто нужно найти подходящие, купить их, вмонтировать на свое место.

Вот пример достаточно простой, но эффективной в использовании схемы -ПИРАТ

И так, начнем:

• В качестве главной микросхемы вполне можно взять недорогую КР1006ВИ1, или же ее различные иностранные аналоги, например -- NE555, она использована на предоставленной выше схеме. Для установки схемы на плату необходимо запаять перемычку между ними.
• Следующим шагом, устанавливаем усилитель, например К157УД2, который также указан на схеме выше. Кстати говоря, порывшись в старых советских приборов можно найти эту и множество других деталей.
• Затем мы устанавливаем два SMD компонента (они выглядят как маленькие кирпичики) и монтируем резистор МЛТ С2−23.
• Установив резистор, нужно остановить два транзистора. Очень важный момент для новичков: структура первого должна соответствовать NPN, а другого PNP. Идеально для данного прибора подойдут BC 557 и BC 547, но поскольку их не так легко найти, можно использовать различные иностранные аналоги. А вот полевым транзистором хорошо подойдет IRF - 740, или любой другой с такими же параметрами, в данном случае это не важно.
• Последним этапом будет монтаж конденсаторов. И сразу совет: лучше всего выбирать с самыми низким значением TKE, это значительно улучшает терморегуляцию.

Изготовление катушки

Как уже писалось ранее, изготавливая самодельную катушку, необходимо намотать приблизительно 25-30 витков проволоки ПЭВ, если ее диаметр составляет 0,5 миллиметра. Но лучше всего, тестируя устройство в деле, подбирать и изменять количество витков, для достижения желаемого результата.

Каркас и дополнительные элементы

Чтобы распознавать находку прибора, можно использовать любой динамик с сопротивлением ноль Ом. В качестве энергопитания можно использовать аккумулятор или простые батарейки с общим напряжением больше 13 вольт. Для большей устойчивости и электрического равновесия схемы, монтируется стабилизатор на выходе. Для схемы пират, идеальным типом напряжением будет L7812.

Убедившись в работе металлоискателя, включаем фантазию и создаем каркас, который будет прежде всего удобный оператору. Есть несколько дельных советов, по созданию корпуса:

1. Плату необходимо защитить поместив ее в специальную коробку, крепко закрепив ее в неподвижном состоянии. Саму коробку размещаем по удобству на каркасе.
2. При создании корпуса необходимо учесть один момент: чем больше металлических предметов будет присутствовать в конструкции, тем менее чувствителен станет аппарат.
3. Для обеспечения прибора всякими удобствами, типа подлокотника, можно использовать кусок распиленной водопроводной трубы пополам. Ниже прикрепить резиновую ручку. А на самой верхней части соорудить какой-нибудь дополнительный держатель.

Схемы самых популярных металлоискателей

Схема Бабочка

Схема Кощей

Схема Квазар

Схема Шанс

При необходимости отыскать предметы, свойства которых отличаются от тех, что обычно присутствуют в почве, используют металлоискатель (металлодетектор). Принцип действия подобных приборов основан на определении отличий в магнитном поле соленоида, который оказывается в зоне расположения аномального предмета.

При желании нетрудно приобрести недорогой анализатор наличия металла. Сделать металлоискатель своими руками сумеет любой человек, способный держать в руках паяльник и отвертку.

Зачем нужен металлодетектор?

Многие полагают, что подобные инструменты нужны только для поиска металлов (монеты, оружие, предметы быта на местах боев), взрывчатых веществ там, где могли устанавливаться мины. На самом деле круг использования подобных средств гораздо шире. Ими пользуются при досмотре пассажиров в аэропортах, геологи ищут залежи руды, врачи определяют присутствие стали или сплавов в теле человека. При прокладке магистралей внутри населенных пунктов уточняется расположение трубопроводов с водой, газом или канализационных стоков.

Металлоискатель востребован у любителей, желающих проводить поиски за пределами собственного дома:

• кладоискателей можно увидеть в местах, где производится снос старых зданий. Там возможны предметы и денежные средства, откладываемые на «черный» день. Почти каждую неделю появляются сообщения о находках тех или иных кладов, в которых присутствуют монеты и украшения;
• поисковики на местах былых сражений ищут оружие, снаряды и патроны, каски, предметы быта. Прибор помогает найти случайные захоронения участников боев. По наградам и иным источникам определяют имена погибших. Ищут родственников, чтобы сообщить им о месте захоронения их отца, деда, а чаще и прадеда;
• представители вооруженных сил ведут поиск минно-взрывных предметов, представляющих опасность для мирных жителей. За последние несколько месяцев на территории Сирии были извлечены более 120 тонн опасных веществ, снарядов и мин. Страшные закладки не сработали, они не унесли жизнь детей, женщин и остального населения, желающего жить мирной жизнью.

У молодежи и людей среднего возраста может возникнуть идея по поиску каких-либо предметов. Некоторые интересуются возможностью создания металлоискателя, которым можно пользоваться не только на суше, но и под водой. В прибрежной зоне, особенно около пляжей часто находят монеты, потерянные крестики и кольца.

«Металлисты» (люди сдающие металлолом в больших количествах) заняты поиском забытых труб, металлоконструкций и крупных залежей ненужного металла. Сдавая подобные предметы, они зарабатывают на жизнь.

Внимание! Не стоит отчаиваться тем, кто практически не сталкивается с электротехникой или радиоэлектроникой. Здесь будут изложены варианты изготовления простейших металлодетекторов, которые можно самостоятельно сделать своими руками, не прибегая к использованию сложной аппаратуры. Если с пайкой есть определенные сложности, то проводки можно скручивать между собой, получая неплохой результат.

Принцип работы

Принцип действия металлоискателя основан на исследовании изменений электромагнитной индукции. В конструкции прибора имеются:

• синтезатор электромагнитных колебаний;
• усилитель колебаний;
• катушка для передачи изменений магнитного поля (дискриминации металла);
• катушка для приема информации о состоянии магнитного поля в зоне излучения;
• приемник с усилителем сигнала;
• приборы для учета дискриминирующего сигнала или устройства для индикации.

Довольно часто функции некоторых элементов объединяют в одном и том же приборе:

• прием и передача производятся одним усилителем;
• одна и та же катушка выдается переменное электромагнитное поле в зону исследования, а затем принимает сигнал о наличии или отсутствии искажений.

При изменении магнитного поля катушка воспринимает измененный сигнал.
Его регистрируют по показаниям на шкале прибора или по звуку в микрофоне

Общее представление, как работает прибор можно изложить в следующей последовательности:

1. Катушкой в зоне поиска создается переменное магнитное поле (см. поз. А).
2. При попадании на исследуемую территорию предмета, имеющего какие-либо отличительные свойства по сравнению с окружающими, внутри поля катушки возникают вихревые токи (их еще называют токами Фуко).
3. Возникающие токи создают иное электромагнитное поле (ЭМП).
4. В результате само поле изменяется по своим характеристикам (см. поз. Б).
5. Все изменения регистрируются приборами (оптическими или звуковыми индикаторами). Оператор по изменению сигналов может определить наличие предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Определяются также металлы, проводящие электрический ток.

Для металлоискателя главным является наличие определенных отличий в токопроводимости окружающего грунта от имеющегося в толще земли предмета. Прибор определяет разницу между электрическими и магнитными свойствами.

Несколько слов о геосканерах

Геосканеры – это специальные приборы, способные прорисовывать трехмерную картинку о состоянии грунта на значительной территории и глубине. Это довольно дорогие приборы, которые используют для получения информации о наличии источников воды, проложенных магистральных трубопроводах на значительной глубине. Получаемая информация выводится на экран компьютера или ноутбука.

Подобные исследования проводят специальные выездные лаборатории. Принято называть их боковым картонажем.

Какими бывают металлоискатели?

Общие параметры

Основной принцип действия, в котором анализируется величина электромагнитной индукции в определенной части пространства, реализуется разным техническим исполнением. Прибор для поиска пляжного золота, включая и другие драгоценные материалы (серебро, платина), а также устройства для поиска трубопроводов, спрятанных в глубине, внешне могут выглядеть одинаково. Но при внимательном ознакомлении с конструкцией будут видны кардинальные отличия в схемах и техническим возможностям.

Приступая к созданию собственного металлодетектора, нужно довольно четко определиться с требованиями, которые будут предъявляться к прибору. Специалисты выделяют ряд характерных параметров для поисковых устройств:

1. Глубина проникновения сигнала в толщу грунта (проникающая способность). Эта характеристика зависит от свойств, заложенных в приемную катушку.
2. Территория поиска по размеру следа активной катушки, излучающей электромагнитное поле.
3. Уровень чувствительности характеризует способность обнаруживать небольшие по размеру и массе предметы (монеты, гильзы, пули, крестики, небольшие украшения).
4. Избирательные показатели. Для некоторых категорий поисковиков важна особая реакция на драгоценные (изделия из золота или серебра) или цветные металлы. Создают даже специальные фильтры, которые пропускают информацию о нахождении в глубине предметов из подобным материалов.
5. Помехоустойчивость определяет способность не воспринимать влияние линий электропередач, находящихся недалеко ретрансляторов или телевизионных станций. Возможны и иные источники помех, которые могут ухудшить показатели поискового прибора. Как показывает практика, именно вблизи источников электромагнитных колебаний чаще происходят потери наиболее интересных предметов, которыми интересуются искатели.
6. Небольшие размер и способность использовать для работы малогабаритные источники энергии (мобильность устройств) являются довольно важной характеристикой. С тяжелым и громоздким металлоискателем человек довольно быстро устает, производительность труда окажется невысокой. С легким и малогабаритным металлодетектром можно преодолевать небольшие препятствия, перемещаясь по пересеченной местности.
7. Дискриминация – этот параметр характеризует возможность разделять по типу получаемого сигнала основные параметры находки, расположенной на некоторой глубине. Эффективность поиска возрастает.

Среди специалистов дискриминацию прибора принято соотносить по показателям информационных табло и звукового сопровождения. Она должна уметь определять свойства найденного предмета. Принято выделять составляющие:

1. Пространственная характеристика определяет особенности расположение объекта в зоне поисковых работ. Показывает возможную глубину расположения.
2. Геометрические характеристики дают представление о массе и возможных размерах находки.
3. Качественная определяет свойства материала, из которого изготовлен найденный предмет. Для золота желателен один тип сигнала, а для железосодержащих изделий – другой.

Рабочая частота

Наличие переменного магнитного поля, создаваемого самим поисковым устройством, определяет особенности работы. Например, при понижении частоты глубина проникновения магнитных волн в глубину грунта возрастает. Можно добиться и большей ширины захвата прибора. Однако, невозможно значительно снижать величину частоты. Металлоискатель потребует больших затрат энергии для сохранения работоспособности. Это приведет к необходимости использовать более массивный аккумулятор. Принято считать, что основные параметры металлодетектора зависят от рабочей частоты. Поэтому классификация по рабочей частоте представляется в виде:

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) работают до 100…150 Гц. Такие приборы относят к профессиональным устройствам. Реализовать на практике мобильный металлоискатель пока не удалось. Энергопотребление измеряется десятками Ватт (ВТ). Подобные поисковые средства располагают на автотранспорте. Сигнал анализируется с помощью компьютеров.
2. Низкочастотные (НЧ) работают в диапазоне 150…2000 ГЦ. Эти устройства отличаются несложной схемой исполнения, собрать сумеет даже начинающий мастер. Конструкция довольно проста. Отличается довольно большой глубиной проникновения электромагнитного импульса (до 4…5 м). Однако, подобные приборы обладают малой чувствительностью. Дискриминация по размерам и составу материала практически отсутствует. Подобные металлоискатели хорошо реагируют черные металлы, в составе которых присутствует железо в разных видах соединений. Но при нахождении крупных бетонных или каменных конструкций поисковик найдет и их. Подобные приборы классифицируют под названием магнитодетекторы. Подобные приборы хуже различают свойства грунтов и находящихся в них предметов.
3. Повышенной частоты (ПЧ) приборы используют рабочий диапазон 1700…75000 Гц. Конструкция подобных металлоискателей гораздо сложнее. Их сигнал проникает на глубину до 1,0…1,5 м. Сравнительно неплохая помехоустойчивость. Чувствительность оценивается довольно высоко. Дискриминация также довольно высокая. Недостатки подобных приборов поиска проявляются при наличии неоднородной породы в толще грунта. Возможны нестабильные показатели при высоком стоянии грунтовых вод. Подобные металлоискатели применяют для работы в импульсном режиме, к которому придется прийти несколько позже.
4. Высокой частоты (ВЧ), иногда профессионалы называют подобные приборы, работающими на радиочастотах (РЧ). В этих устройствах дискриминация на тяжелые драгоценные металлы работает отлично. Глубина поиска может достигать 0,5…0,8 м. Глубже обычно они просветить не в состоянии. Эти металлоискатели довольно требовательны к качеству изготовления катушки. Любая небрежность приведет к резкому ухудшению показателей прибора.

Для приборов по пунктам 2…4 отмечается низкое энергопотребление. Комплект батарей типа АА (пальчиковые) могут работать непрерывно до 12 часов.

Особенностью импульсных металлоискателей является работа не в постоянной подаче сигнала заданной частоты. Подаются периодические импульсы. Можно настроить периодичность посыла и длительность воздействия. Создавая подобный прибор, можно получить устройство, в котором будут получены положительные характеристики от устройств НЧ, ПЧ и ВЧ. Однако, подобные схемы требуют специальной сборки и наладки. Для начинающих поисковиков и мастеров подобные устройства могут оказаться сложными в исполнении. Поэтому самодельнуюконструкцию начинать нужно с простых приборов.

Метод поиска

На практике существует около десятка методов поиска предметов, располагающихся в глубине грунта с применением электромагнитного поля. К сожалению, часть из них довольно сложные. Исполнить предложенные методики под силу крупным предприятиям, где имеется возможность приобретать дорогостоящие комплектующие.

Для реального использования используют приборы со сравнительно недорогими комплектующими и схемами. Их может реализовать даже начинающий мастер:

• параметрический метод поиска, осуществляется по сопоставлению параметров до и после;
• приемо-передающий основан на использовании отраженного сигнала, который предварительно был послан передающим устройством;
• с накоплением фазы обычно оборудуют двумя катушками;
• на биениях. Этот метод реализуется на двух сигналах.

Без приемника (параметрические устройства)

Параметрический метод не требует наличия приемника. Отсутствует даже сама приемная катушка. При поиске изменяется индуктивность, которая воспринимается самой генерирующей катушкой. При нахождении предмета с определенными свойствами, меняющими индуктивность в зоне воздействия электромагнитного поля, происходит частотная модуляция в колебаниях приборов. Изменяются:

• частота колебаний, это изменение можно услышать в динамике или наушниках;
• увеличивается амплитуда, что ведет к получению большей громкости на детекторном устройстве звукового сигнала.

Подобные металлоискатели отличаются дешевизной. У них неплохая помехоустойчивость. Однако, пользователю придется потренироваться, чтобы суметь воспользоваться таким прибором. Слабая чувствительность ограничивает возможности использования.

С приемником и передатчиком

Приборы, в которых реализован принцип приема и передачи сигнала, позволяют получать значительно лучшие показатели в работе. При определенной сложности в изготовлении (катушки нужно создавать, строго следуя описанию и конструктивным особенностям).

Принято определять устройства по таким показателям:

• металлоискатели с одной катушкой принято называть индукционными. Недостаток – это трудность определения вторичный сигнал;
• металлоискатели с двумя катушками настраивать сложнее. Здесь важно обеспечить полную идентичность обеих соленоидов. Но вторичный сигнал определяется гораздо лучше, че может предложить однокатушечная схема.

Если реализуется импульсное приемопередающее устройство, то легче проявляются дискриминационные свойства. По типу вторичного сигнала в начале или конце фазы легче предположить тип найденного металла.

До щелчка (с накоплением фазы)

Метод реализуется в устройствах с накоплением фазы. Конструктивно исполнение бывает:

• однокатушечным с импульсной подачей сигналов;
• двухкатушечным, оснащенным двумя генераторами сигналов (каждый подается питание к своей катушке).

В первом варианте происходит некоторая задержка между излучаемыми и воспринимаемыми импульсами. Оператор слышит щелчок. Он соответствует разнице между поданным импульсом и принятым. Когда в зоне поиска появляется интересующий объект, частота щелчков увеличивается. Если масса найденного предмета довольно большая, и он расположен довольно близко, то щелчки сливаются в шум определенной частоты звучания.

Внимание! Металлоискатели под общим названием «Пират» построены на подобной схеме.

При наличии двухкатушечного устройства необходимость в создании импульсного прибора отпадает. Генераторы работают каждый на свой соленоид. Если происходит искажение ЭМП, то также возникают щелчки. Можно настроить на дополнительное получение звучания определенного тона.

На пляжах и в местах, где наблюдается пребывание большого количества туристов, курортные старатели используют чаще всего подобные металлоискатели. Их даже делают защищенными от пресной и морской воды. Тогда возможен поиск небольших предметов в воде.

Практика показывает, что подобные приборы способны почувствовать небольшие серьги, имеющие массу всего 0,3 г на глубине до 40 см.

К сожалению, подобные устройства плохо работают в местах, где структура грунта неоднородная. Здесь они начинают реагировать даже на ветки.

По писку (на биениях)

Наличие двух сигналов, подаваемых с разной частотой, позволяет слышать не сами подаваемые частоты, а их разность.

1. На один подается частота 1 МГц = 1 000 000 Гц.
2. На второй частота 1,0005 Мгц = 1 000 500 Гц.
3. Пользователь будет слышать сигнал, равный разности между вторым и первым значением подаваемых частот – 1 000 500 – 1 000 000 = 500 Гц.

На разных типах устройства подбирают свои частоты, которые используют в дальнейшей работе.

В системе управления имеется возможность настраивать одну из частот, что позволяет слышать звуки (биения) разной частоты. Можно даже свести эту разность к нулю, если обеспечить равенство подаваемых колебаний.

Перед поиском сводят различия к порогу слышимости. У некоторых людей он составляет 20-25 Гц. Когда металлоискатель оказывается в зоне воздействия металлического предмета, то разность между частотами сигналов меняется. Оператор слышит тон иного звучания.

Для распознания свойств найденного объекта можно менять настройку на втором генераторе. Тогда будут слышаться иные звуки от взаимодействия с найденным объектом. Оператор по ряду предварительных тренировок может достаточно точно определить, что располагается в толще грунта, какова масса и размеры находки.

Рекомендуется выполнять настройку на звук «ля» первой октавы, которому соответствует частота 432 Гц. Этот тон звучит на радиостанциях в момент кратковременного перерыва. Практика показывает, что приборы, настроенные на подобное звучание улавливают даже довольно мелкие предметы, масса которые составляет несколько десятых грамма.

Многие «золотоискателя» на пляжах пользуются подобными приборами. Они надежнее работают в неоднородных почвах.

Влияние катушки на работоспособность установки

Среди мастеров, изготавливающих катушки для своих приборов, имеются разные мнения о том, как следует изготавливать эту часть металлоискателя. Новички часто не задумываются о конструкции. Они могут приобрести брендовое изделие, рассчитывая потом получать только дивиденды от своего вложения. К сожалению, даже самая «крутая» катушка может показать невысокую работоспособность. Должно быть соответствие между соленоидом и остальной схемой устройства.

Разрабатывая конструкцию металлодетектора, стараются подогнать параметры каждого элемента между собой. Иногда приходится подбирать некоторые параметры опытным путем. Разброс в характеристиках радиодеталей бывает весьма значительным. Нужна не только грубая, но и тонкая настройка.

Какие размеры нужны катушке?

Чем больше размер катушки, тем большую площадь охватывает ее сигнал. Есть некоторые мастера, которые изготавливают соленоиды диаметром 1500 мм и более. Они утверждают, что подобный прибор позволяет охватывать широкую площадь. Но носить такой инструмент приходится на плечах. При необходимости перемещаться в лесу или в насаждениях такой прибор не позволит проникнуть между кустами и деревьями. Проще несколько раз провести рукой катушкой, размещаемой на штанге.

• Ø 20…100 мм используется для поиска арматуры и профилей, закопанных в земле;
• Ø 130…150 мм применяют золотодобытчики на пляжах и в людный местах;
• Ø 200…600 мм изготавливают катушки металлисты, ведущие поиск металлолома в больших количествах.

Монопетля в качестве катушки

Распространены конструкции, в которых за основу взята монопетля. Для изготовления используется длинный провод. Толщина намотки должна быть в 15-20 раз меньше, чем диаметр используемой петли.

Пользователи отмечают преимущества подобного устройства:

• работа металлоискателя, оснащенного подобным принимающим устройством практически не зависит от свойств грунта;
• масса подобного приспособления сравнительно невысокая, поэтому ее можно перемещать в течение длительного времени по территории;
• обнаружив в глубине металл, можно меняя настройки передающего устройства, распознать ценность находки.

Есть и недостатки:

• приходится постоянно вносить коррективы в настройку прибора;
• любые радиоприборы вносят помехи в работу. Поэтому на пляжах охотники за «золотом» часто испытывают воздействие от работающих устройств;
• для эффективного использования необходимо тренироваться с разными предметами из различных материалов, чтобы научиться распознавать нужный предмет и начать его добывать.

Указанные недостатки не снижают ценности подобного соленоида. Начинающие пользователи могут взять монопетлю за основу своей первой конструкции. Сделать ее несложно. В руках окажется вполне добротный металлоискатель.

Пошаговое изготовление простейшей катушки

На практике применяют много разных вариантов изготовления. Одним из них будет такой, где используются современные материалы: пластиковые трубы. Они изначально позволяют предотвратить попадание влаги на провода соленоида.

	Нужно иметь следующие материалы: провод эмалированный диаметром 0,5 мм. Его длина рассчитывается из необходимости намотать 25 витков на окружность Ø150 мм. 3,14·150·25 = 11775 мм. С учетом выхода концов можно принять 12 м; трубка пластиковая с внутренним диаметром 12,5 мм, ее длина должна быть не менее 3,15·150 = 471 мм; тройник от полипропиленовых труб Ø 20 мм; фрагменты полипропиленовой трубы Ø 20 мм (2 шт., длиной по 15 мм); экранированный телевизионный провод длиной 120 см.
	Перед началом работы следует проверить, насколько удобно можно изготовить из пластиковой трубки круг. Если имеется жесткая заготовка, тогда при изготовлении нужно будет ее прогревать горячей водой или с помощью фена. Сворачивается пробное кольцо, оценивается вид получаемой окружности.
	В тройнике нужно просверлить отверстие Ø6 мм. Через него будут вводится провода внутрь будущей катушки. Края желательно зачистить от заусенцев.
	Дополнительные вставки из полипропиленовой трубы аккуратно обрабатываются. Их нужно впаять в тройник. При этом в каждый фрагмент нужно вставить пластик.
	Придется подбирать длину пластиковой трубки, чтобы получить окружность точно заданного диаметра. Если не подогнать размеры, то может не хватить провода. Делаются пробные вводы во фрагменты.
	Проверяется, насколько плотно можно вставить трубки друг в друга. После окончательной примерки можно прогреть стыки и спаять их между собой.
	Небольшая подвижность при соединении позволит корректировать размер будущего изделия. Приходится проверять получаемый диаметр.
	Пришло время проталкивать провод внутрь пластиковой трубки. Это самый трудоемкий процесс.
	Когда провод установлен на место, можно оценить, насколько качественно выполнена работа. Возможно, придется подтянуть некоторые витки. Желательно, чтобы укладка выглядела лучше.
	Концы провода следует припаять к экранированному кабелю.
	Катушка готова. Следует подумать, как закрепить ее на штанге.

Если подобный процесс кажется сложным, то можно подойти к вопросу изготовления катушки иначе.

	На листе ориентированно-стружечной плиты (OSB) нужно вычертить контуры будущей катушки.
	Лобзиком выпиливается окружность необходимого диаметра.
	Провод наматывается по внешнему контуру получившегося круга.
	Из полипропиленовых труб сваривается штанга. Ее нетрудно закрепить к самой катушке.
	В результате металлоискатель приобретает товарный вид.
	После изоляции катушки ее желательно покрасить алкидной эмалью. Слоя краски предотвратить попадание влаги на OSB.

Как рассчитать индуктивность катушки?

При разработке конструкции металлоискателя может возникнуть необходимость рассчитать значение индуктивности. Для точного расчета имеется специальная методика, где в расчет берутся основные параметры. Но для быстрого определения искомой величины проще применить номограмму.

Номограмма для оперативного определения индуктивности катушек

• индуктивность L = 10 мГн;
• средний диаметр кольца D = 20 см;
• высота и толщина кольца, l = t = 1 см.

Пользуясь номограммой, определяют количество витков w, которое следует намотать при изготовлении катушки. Задаются плотность укладки k = 0,5. По принятым размерам определяется площадь сечения S = klt , здесь l – высота слоев катушки; t – ширина слоев.

Разделив значение S на w величину, получают диаметр d (намоточного провода). При получении d = 0,5…0,8 мм расчет прекращается. Если получилось больше, то корректируют толщину и ширину кольца.

Помехоустойчивость катушки

Схожесть с рамочной антенной обуславливает высокую активность катушки. Она восприимчива к помехам, возникающим со стороны. Для устранения возможного внешнего воздействия изготовленную катушку помещают внутрь металлической оплетки. Создают специальный экран, придуманный Фарадеем.

Наличие подобного экрана предотвращает поступление внешних электромагнитных импульсов.

Новичкам следует внимательно изучить конструкцию. Положение заземляющего контакта должно быть строго по оси симметрии. Иначе возможны сбои в работе самой поисковой катушки. Конец от экранирующего провода соединяется в общую схему устройства. Если пренебречь требованиям симметрии, то ухудшатся характеристики соленоида, а помехи окончательно подавят искомые сигналы.

Наличие экрана несколько снижает величину электромагнитного поля. Чувствительность несколько снижается. Приходится увеличивать напряжение питания, подаваемого на обмотку.

Экранированным проводом соединяют саму катушку со схемой устройства. Тогда влияние помех максимально снижается. Металлоискатель работает более надежно.

На приведенном рисунке показаны способы намоток: а – бифилярная; б – перекрестная.

Из практики использования катушек в поисковых приборах установлено, что привычная бифилярная намотка неэффективна. При нахождении в толще почвы ферромагнетиков сигнал начинает угасать. Если же использована перекрестная намотка, то при нахождении предмета строго по центру катушки сигнал усиливается.

Поэтому некоторые радиолюбители не берутся наматывать перекрестным способом множество витков. Они предпочитают создавать катушку корзиночного типа. Она проще в изготовлении.

Катушка-корзинка

К недостаткам самодельщики относят необходимость точного изготовления подобного устройства. Нужна довольно прочная оправка. При натяжении проводов, когда производится намотка, возможна деформация.

При создании корзинки у изготовителя имеются варианты:

• получить объемную конструкцию;
• изготовить плоскую корзиночную катушку.

У довольно известного металлоискателя «Пират» используется корзиночка объемного типа. Новичкам проще изготовить плоское изделие. Они получили название «бабочка».

Конструкция корзиночной катушки

Расчет проводят по формулам:

1. Сначала нужно задаться значением диаметра D₂. Он принимается равным диаметру имеющейся оправки за минусом 2…4 мм.
2. Значение D₁ определяется, как D₁ = 0,5·D₂.
3. Рассчитывают число витков по формуле:

где L – индуктивность катушки, рассчитанная по формуле

k – поправочный коэффициент, определяемый по таблице.

Таблица: определение поправочного коэффициента

D₂+D₁	k
1,2	3,31
1,5	2,98
1,8	2,72
2,0	2,58
3,0	2,07
5,0	1,57
8,0	2,23
10,0	1,03

Зная разность D₂ – D₁, рассчитывают диаметр провода. Полагают, что плотность укладки составляет 0,85.

Монопетля и двойная петля

Обозначение ДД свидетельствует об использовании двойной петли (Double Detector). Наличие двух обмоток позволяет значительно усилить восприимчивость катушки. Она анализирует не сам новый возникающий сигнал. В этих схемах производится анализ искажений, которые возникают при попадании металла в зону действия соленоидов.

Предварительно их балансируют так, чтобы в разных плечах существовали одинаковые импульсы. Размещают подобные петли параллельно.

При попадании черного металла генерируются низкие звуки. А если присутствует цветной металл или золото, то оператор услышит изменение сигнала к звукам более высокой частоты.

Во всех металлоискателях, обозначенных символами GOLD, применяется Double Detector. С ними работать интереснее. Но следует помнить, что в рыхлых грунтах подобные катушки могут запищать даже от скопления муравьев.

Как самостоятельно закрепить катушку?

При желании специальный каркас для своей катушки можно заказать в сети. Цены варьируют в довольно широких пределах. Поэтому многие используют фанеру в качестве основы.

Варианты изготовления каркаса: а – из фанеры; б – из CD-дисков

1. Многим кажется, что проще всего использовать обычную фанеру. Ее легко пилить. Она обладает достаточной прочностью.
   На практике оказывается, что фанера способна впитывать влагу. В результате работоспособность прибора может оказаться крайне низкой.
2. Лучшие результаты получаются при использовании CD-дисков. Между ними оставляют зазор около 5…7 мм. Можно вклеить кусочки пенопласта. Потом по образующей обматывают скотчем или изоляционной лентой. Получается надежная и прочная объемная конструкция.
3. При использовании сотового поликарбоната толщиной 6 или 8 мм получается легкий и довольно прочный каркас. Нужно только закрыть соты, чтобы в них не попадала влага. Подойдет обычный скотч. Профессионалы используют силиконовый герметик, он надежно заполнит отверстия на входе в соты. Доказано, что такой каркас самый удачный. Он не наводит дополнительные помехи.

Несколько конструкций металлоискателей

Параметрический прибор обнаружения металлов

Для поиска черного металла и трубопроводов в земле. Нахождения электропроводки в стенах используют простые и надежные схемы. В их основе применяют транзистор МП40, цена которого сегодня составляет несколько рублей (дешевле, чем проехать на трамвае). Возможна замена на более мощную модель КТ361 (учитывать, что у него обратная полярность, при подключении питания следует поменять способ включения батарейки).

Простейший металлоискатель

Этот прибор работает на низкой частоте. Подбор частоты звучания осуществляется изменением емкости конденсатора С₁. При нахождении металла тон заметно понижается. Поэтому при начальной настройке стараются задать писк, подобный комариному.

Когда в зоне работы прибора окажется металл, оператор услышит низкий басовитый звук. Его частота соответствует 50 Гц. Именно такой ток протекает в бытовой и промышленной электропроводке.

Импульсный параметрический прибор

Схема прибора для поиска металлов с простым кварцевым фильтром

Данная конструкция реализуется на базе старого транзисторного приемника, работающего на средних волнах. Его используют только потому, что внутри имеется ферритовая антенна. Именно она задает нужную частоту колебаний.

Все устройство питается от двух батареек типа АА (пальчиковые). Энергопотребление довольно низкое.

Схема довольно простая, спаять ее нетрудно. Детали стоят недорого. Набор комплектующих обойдется (отечественные детали) в пределах 200 руб.

Многих отпугивает подобная конструкция тем, что требуется длительная и тщательная отладка. Приходится подбирать резисторы и конденсаторы. Раньше подобные радиоприборы использовали детали с большим разбросом показателей. С той поры разброс никто не устранял.

Приемопередающие металлоискатели

Схема приемопередающего прибора

При желании создать эффективный прибор для поиска цветных и драгоценных металлов ориентируются на использование металлоискателей, оснащенных передатчиком и приемником.

Здесь работают ДД катушки, на которые подается питание с частотой 2000-2500 Гц. Подобные устройства могут обнаруживать сплавы цветных металлов на глубине 9-11 см. Черные металлы массой до 100 г диагностируются на глубине около 20 см. Крупные предметы из чугуна или стали можно обнаруживать на глубине до 60-70 см.

Иногда подобные устройства помещают в герметичные оболочки, получают глубинные металлоискатели для работы под водой. Подводный металлодетектор расширяет круг поиска ценных предметов

При создании подобных металлоискателей катушки наматывают по специальным шаблонам

Пошаговая технология изготовления и испытания металлоискателя

	Заготавливается провод Ø 0,65 мм. Его потребуется немногим более 14 м. Будет уложено 30 витков на диаметре 150 мм.
	В качестве образца для вычерчивания окружности нужного диаметра используется крышка от пластикового ведра. Она имеет необходимый диаметр.
	На доске получается окружность. Она послужит основой для последующих действий.
	Для наматывания проволоки нужно вбить гвозди. Используются метизы длиной 30 мм. Для получения качественной окружности желательно забить их не менее 16 шт. Можно и больше.
	Можно начинать наматывать провод. Один конец закрепляется.
	При наматывании нужно стараться плотнее укладывать витки.
	Полученную катушку следует изолировать. Сначала ее обматывают малярным скотчем.
	Изготовив первую катушку, подобным образом изготавливают и вторую.
	Приемопередающее устройство изготавливается по предлагаемой схеме.
	Для получения звукового сигнала нужен наушник от телефона.

	На одной плате собирается вся схема прибора.
	Подбирается подходящая металлическая коробка, в которой будет располагаться плата.
	Внутри имеется место не только для платы. Здесь помещается батарейка. Профессионалы стараются пользоваться малогабаритными аккумуляторами.Их можно заряжать. Имея с собой два-три аккумулятора, можно не беспокоиться, что прибор окажется обесточенным.
	Катушки размещаются листе, вырезанном из сотового поликарбоната.
	Штанга изготавливается из полипропиленовых труб.
	Для удобства пользования рукоятка имеет полукольцо. Им проще управлять при поиске металлических предметов.
	Разбросав разные предметы, можно провести диагностику работоспособности металлоискателя. Оценить расстояния определения каждого вида металла. Проводится настройка прибора.
	Можно приступать к поиску металлов на природе. Идти следует, не торопясь. Катушки перемещаются по сторонам, стараются охватить максимальную ширину.
	Обнаружив предмет в грунте, можно приступать к его откапыванию. Находясь в местах, где были бои, следует придерживаться правил безопасного извлечения предметов.
	Даже небольшие монеты, можно найти в глубине.

Поиск простых решений

Если есть желание попробовать себя в новом деле, а желания создавать схемы пока не пришло, то можно изготовить самый простой металлодетектор без микросхем и пайки.

Самый простой металлодетектор

Понадобятся:

1. Самый дешевый радиоприемник. В нем должен быть средневолновый диапазон. Его обычно помечают АМ. В таких приемниках устанавливали ферритовую магнитную антенну.
2. Калькулятор, выпущенный в конце 20 века. Их можно купить на развалах у старушек.
3. Небольшая книжка или только ее обложка. Картонная будет предпочтительнее. У нее будет определенная прочность.

Теперь придется немного повозиться. Устроен подобный прибор крайне просто:

1. Раскрывается обложка.
2. На каждую сторону нужно наклеить двухсторонний скотч.
3. С одной стороны подклеивается калькулятор.
4. На другой стороне приклеивается радиоприемник. Нужно следить, чтобы в закрытом состоянии они точно совпадали.
5. Включается приёмник на самую высокую громкость. Нужно найти диапазон, в котором нет никаких радиостанций. Желательно, чтобы эфирные шумы отсутствовали.
6. Включается калькулятор. При включении второго устройства в приемнике будет наводиться сигнал. Он должен отреагировать на включение второго прибора. Послышится рев или какой-то иной шум. Если шумов нет, придется поискать диапазон, где будет слышно включение калькулятора.
7. Нужно сложить обложку до тех пор, пока тон не станет тише. Он может исчезнуть совсем. Обычно такое наблюдается, когда приборы будут расположены под углом 90 ⁰.
8. Теперь нужно зафиксировать это положение. Используют резинки или иной подсобный материал.

Теперь можно начинать поиск. При поднесении подобного устройства к металлическим предметам появится шум. В зависимости от вида металла будет синтезироваться разный шум. После экспериментов с железными предметами, можно послушать, какая реакция будет у цветных металлов и золота.

Остается обложку закрепить на штанге и приступать к поиску сокровищ.

Еще идеи по созданию металлоискателя

Весьма необычные конструкции предлагают пользователи из интернета. Можно попробовать и их.

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

Металлоискатель Н. Мартынюка

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

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

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

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

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

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

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

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

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

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

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

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

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

Мостовая схема металлоискателя

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

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

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

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

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

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

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

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

Простой металлоискатель на двух транзисторах

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

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

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

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

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

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

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

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

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

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

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

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

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

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

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

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

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

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

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

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

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

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

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

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

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

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

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

Бытовой искатель металла

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

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

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

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

Если Вы потеряли кольцо, ключ, отвёртку… и знаете приблизительное место потери, то не стоит отчаиваться! Вы можете собрать металлоискатель своими руками или попросить знакомого радиолюбителя собрать несложный металлоискатель своими руками . Ниже представлена схема простого в изготовлении и проверенного годами металлоискателя, который (при определённых навыках) можно сделать за один день. Простота описываемого металлоискателя в том, что он собран всего на одной весьма распространённой микросхеме К561ЛА7 (CD4011BE) . Настройка тоже проста и не требует дорогих измерительных приборов. Для настройки генераторов достаточно осциллографа или частотомера. Если всё сделано без ошибок и из исправных элементов, то и эти приборы не понадобятся.

Чувствительность данного металлоискателя:

металлическую крышку от банки «видит» до 20 см, сотовый телефон до 15 см, батарейка «крона» до 10 см, 5 руб монета до 8 см .

На этом расстоянии едва меняется тон генератора в наушниках, при более близком расстоянии тон увеличивается. Чем больше площадь металла, тем больше расстояние обнаружения. Различает диамагнетики и ферромагнетики.

Для изготовления металлоискателя нам понадобятся:

1. Микросхема К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, аналог CD4011);
2. Транзистор — маломощный низкочастотный, например — КТ315, КТ312, КТ3102, аналоги: ВС546, ВС945, 2SC639, 2SC1815 и т.п.);
3. Диод — любой маломощный, например — кд522Б, кд105, кд106, аналоги: in4148, in4001 и т.п.;
4. Переменный резистор — 3 шт (1 кОм, 5 кОм, 20 кОм с выключателем или выключатель отдельно);
5. Постоянный резистор — 5 шт (22 Ом, 4,7 кОм, 1,0 кОм, 10 кОм, 470 кОм);
6. Керамических, а ещё лучше слюдяных конденсаторов — 5 шт: 1000 пф -3шт, 22 нФ -2шт, 300 пф);
7. Электролитический конденсатор (100,0 мкф х 16В) — 1шт;
8. Провод ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТВ и т.д., диаметром 0,4-0,7 мм;
9. Низкоомные наушники (от плеера);
10. Батарея 9В.

Схема металлоискателя

Внешний вид платы металлоискателя

В корпусе от старого карманного радиоприёмника (можно использовать корпус от мыльницы, из под губки для чистки обуви или в корпусе от электрической соединительной коробки.

Внимание! Для исключения помех и влияния рук человека при касании к регуляторам — корпуса переменных резисторов необходимо соединить с минусом платы.

При правильно спаянной схеме металлоискателя, исправности и правильного значения элементов, правильно сделанной поисковой катушки устройство работает без проблем. Если при первом включении в наушниках не слышно писка и изменения частоты при регулировке регулятора «ЧАСТОТА» — значит надо подобрать резистор (10 кОм), стоящий последовательно с регулятором и/или конденсатор в этом генераторе (300 пф). Тем самым мы делаем одинаковыми частоты образцового и поискового генераторов.

При возбуждении генератора, появления свиста, шипения, искажений припаять конденсатор 1000 пф (1Н0 он же 102) с выв. 6 микросхемы на корпус.

Осциллографом или частотомером посмотреть частоты сигналов на выводах 5 и 6 К561ЛА7. Добиться их равенства вышеописанным методом настройки. Сама рабочая частота генераторов может колебаться от 80 до 200 кГц.

Защитный диод (любой маломощный) нужен для исключения повреждения микросхемы при ошибочном включении батареи питания (что часто бывает:).

Изготовление катушки металлоискателя

Катушки наматываются на оправке диаметром 15-25 см (например, ведро или на челноке из толстой проволоки или фанеры — чем меньше диаметр, тем меньше чувствительность, но больше избирательность мелких металлов). Выбирайте для каких целей он Вам нужен.

Используется провод в лаковой изоляции ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТВ…, диаметром — 0,4 — 0,7 мм (хорошо подходит от старых цветных телевизоров с петли размагничивания кинескопа или отклоняющей системы) и содержит около 100 витков (можно наматывать от 80 до 120 витков). Поверх провода обматываем плотно изолентой.

Затем катушку поверх изоленты обматываем полоской фольги, оставив 2-3 см не обмотанным участок. Фольгу можно взять с некоторых видов кабелей или на крайний случай — порезать на полоски шириной 2 см фольгу от шоколадки 🙂

Всё ещё раз плотно заматываем изолентой.

Фото готовой катушки. Осталось сверху обмотать изолентой.

Полученную готовую катушку крепим на диэлектрик (например, не фольгированный текстолит или гетинакс). Далее его прикрепляем к держаку.

Катушку со схемой соединяем двойным экранированным проводом (экран на корпус). Провод можно взять от старых шнуров для перезаписи с магнитофона на магнитофон или шнур НЧ (аудио-видео) для соединения телевизора с DVD и т.д.

Правильная работа металлоискателя: при включении регулятором «частота» в наушниках устанавливаем низкочастотный гул, при приближении к металлу изменяется частота.

Можно второй вариант, чтоб гул в ушах «не стоял», установить нулевые биения, т.е. совместить две частоты. В наушниках тогда будет тишина, но как только катушку подносим к металлу — частота поискового генератора изменяется и в наушниках появляется писк. Чем ближе к металлу — тем выше частота в наушниках. Но чувствительность при этом способе не велика. Прибор среагирует только при сильной расстройке генераторов, например при поднесении к крышке от банки.

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе DIP

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе SMD

Зотов А., Сергей В., Волгоградская обл.

Эту схему металлоискателя можно обсудить на нашем

Вы хотите сделать этот металлоискатель?

Но у Вас нет деталей и платы?

Несколько вариантов металлоискателя из набора

Вы можете заказать их

Набор для изготовления металлоискателя

(в наборе все необходимые детали и печатная плата )