Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.
Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.
Еще не так давно, такие приборы можно было чаще всего увидеть у саперов, то теперь, ими пользуются спасатели, кладоискатели, работники коммунальных служб при поиске труб, кабелей и пр. Более того, многие «кладоискатели» применяют металлодетекторы, которые они собирают своими руками.
Конструкция и принцип работы прибора
Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.
Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.
Приборы этого класса обладают следующими достоинства:
- простота конструкции;
- большие возможности для обнаружения металлических материалов.
В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:
- металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
- технологические сложности при производстве изделия.
Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.
Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.
Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.
Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.
Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.
Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.
Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.
Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.
Типовая конструкция
В состав металлоискателя входят следующие составные части:
- Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
- Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
- Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
- Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
- Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.
Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.
Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.
Разновидности металлодетекторов
На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:
Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.
Частота работы
Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.
Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.
Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.
Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.
Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.
Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.
Как собрать самодельный металлоискатель своими руками
На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.
Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:
- контроллер;
- резонатор;
- конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
- резисторы;
- излучатель звука;
- стабилизатор напряжения.
Металлоискатель простейший своими руками
Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.
Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.
Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.
Металлоискатель без микросхем
Если у начинающего «кладоискателя» нет желания связываться с микросхемами, существуют схемы и без них.
Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.
Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.
Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:
- конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
- резисторы разного номинала;
- полупроводники – транзисторы и диоды.
Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.
Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.
После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.
Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.
Немного о смартфонах
Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.
Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.
Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать высокочувствительный металлоискатель своими руками в домашних условиях из подручных материалов. Также рассмотрим методики сборки, наглядные фото, платы, схемы и чертежи самодельных металлоискателей и металлодетекторов с различным принципом действия
Работа металлоискателя основана на принципе магнитного притяжения. Благодаря этому, устройством через поисковую катушку создается магнитное поле, а затем направляется МП в землю. Вторая катушка металлоискателя принимает обратные сигналы и сообщает про находку при помощи тонального сигнализатора. В момент, когда катушкой проводят над землей и металлический объект обнаруживается рядом с магнитным полем, тон будет изменяться тональность. Это изменение в поле означает, что Вы находитесь рядом с объектом поиска.
Нужно учитывать тот факт, что чем больше катушка, тем чувствительнее становится металлоискатель, хотя в современных приборах зачастую нужно устанавливать небольшие поисковые головки, но оснащенные мощными схемами. Но как его сделать самостоятельно и бесплатно?
Существует четыре типа металлоискателей:
1. Сверхнизкочастотный (СНЧ) искатель: самый простой из домашних средств, сделать его не составляет особого труда. Имеет возможность отслеживать различные металлы (при специальной настройке). Наиболее широко используемый тип.
2. Металлоискатель импульса (ИД): глубинный прибор, способен обнаруживать объекты, находящиеся очень глубоко. Популярен среди профессиональных искателей золота, потому что в основном настроен на цветные металлы.
3. Детектор на биениях: может обнаружить любой металл или минерал в диапазоне своего импульса (на глубину до 1 метра), если его сделать своими руками, то можно различить металлы только определенной группы. Это самый дешевый и простой тип прибора.
4. Радиодетектор: может обнаружить металлы, спрятанные до 1 метра в земле. Его очень быстро делают, в течение нескольких минут, это оптимальный вариант для демонстрации принципа работы прибора или для презентации его на ярмарках детского творчества. Он не такой популярный.
Независимо от типа металлоискателя, который планируете сделать своими руками, большинство детекторов имеют схожую конструктивную сборку. Из чего и как можно сделать самый примитивный металлоискатель.
1. Коробка управления: состоит из платы, микродинамика, аккумуляторного блока и микропроцессора.
2. Держатель: соединяет командный блок и катушку. Часто доходит до величины человеческого роста.
3. Катушка намагничевания: это деталь, которая чувствует металл, а также источник МП. Также известна как «поисковая головка», «петля» или «антенна», состоит из дисков.
4. Стабилизатор (по желанию): нужен для контроля положения детектора.
Делаем высокочастотный металлоискатель
Высокочастотный металлоискатель от прочих моделей отличается тем, что в нем используется сразу две катушки:
· передаточная катушка: внешний контур катушки, в котором находятся провода. Электричество передается по этим кабелям, благодаря этому и создается магнитное поле.
· принимающая катушка: катушка с мотком проволоки. Эта деталь принимает, перерабатывает и усиливает частоты, поступающие из металла в земле, и, следовательно, сигнализирует про находку клада.
Пошаговая инструкция, фото и схемы для начинающих, как сделать высокочастотный металлоискатель:
1. Нужно собрать командный блок. Его можно сделать из компа, из ноутбука или радио.
2. Найдите самую высокую АМ частоту в радио. Проверьте, чтобы приемник не был настроен на радиостанцию.
3. Теперь собираем поисковую головку. Для этого вырезаем два круга из обычного тонкого фанерного листа. Один диаметром где-то 15 сантиметров, другой чуть меньше – 10-13. Это нужно для того, чтобы одно кольцо смогло войти в другое. Теперь необходимо вырезать маленькие деревянные палочки, для параллельного расположения колец относительно друг друга. .
4. От этих пластин отводим 10-15 витков из эмалированного медного провода сечением 0,25 мм от внешнего круга. Теперь нужно прикрепить сооружение к блоку.
5. Подключение к шесту. Установите головку на нижнем конце, радио детектор наверху.
6. Теперь нужно включить радиочастоту, Вы должны услышать слабый тональный звук. Возможно, нужно будет немного поработать с настройкой радио-приемника. При необходимости можно прикрепить к комплекту наушники, для лучшей слышимости.
Собираем импульсный детектор
Нужно собрать блок управления. Взломайте обычный радиоприемник транзисторного типа, чтобы найти части, которые можно использовать. Нам понадобится:
· Аккумуляторная батарея 9 вольт;
· Усилительный транзистор 250 +;
· Маленький динамик на 8 Ом будет делать.
Собираем поисковую катушку
Нужно вырезать 3 кольца из фанеры 3мм, диаметр одного 15 см и двух – 16см. Используйте столярный клей, чтобы сделать бутерброд, с кругом 15 см в центре.
По краю оснастите фанеру 10 витками провода, как и в способе выше.
Настраиваем радиостанцию. Убедитесь, что тональный сигнал звучит, и радиостанция находится вне зоны досягаемости.
Включите блок. Возможно, нужно будет его наклонять. Также перед тем, как сделать металлоискатель своими руками, нужно проверить настройки платы, возможно, он не будет искать металлы из-за настроек платы.
Прикрепите поисковую головку к валу. Проверьте свой металлоискатель на вилке или прочих металлических деталях. Важно: перед тем, как сделать мощный металлоискатель своими руками, нужно подобрать более высокочастотный приемник, в таком случае советуем купить специальный блок для детектора в радио-магазине либо взять за первооснову металлоискатель Терминатор.
В принципе, все достаточно просто, нужно только найти все необходимое и сделать металлоискатель в домашних условиях самостоятельно. Вот еще один способ:
1. Что бы сделать металлоискатель в домашних условиях, первоначально вам понадобиться найти пустую коробку от обычного компакт-диска.
2. Теперь необходимо найти радиоприемник и приклеить его заднюю стенку к первой створке коробки диска. Для этой цели можно использовать как двусторонний скотч или же специальную клейкую ленту.
4. Теперь, когда подобное устройство почти готово, стоит приступить к настройкам. Включите радио и убедитесь в том, что устройство работает, причем работа должна обеспечиваться в AM-диапазоне. При этом также необходимо позаботиться о том, чтобы на данной частоте не работали другие радиостанции. Теперь стоит сделать звук больше и удостовериться, что кроме шума из приемника вы больше ничего не слышите.
5. Теперь проверяем работоспособность созданного металлоискателя. Начинаем закрывать коробку. В определенный момент вы услышите сильный звук. Это значит что радио смогло уловить волны электромагнитные, которые излучались калькулятором.
6. Приоткрывая коробку такой шум будет пропадать. Теперь достаточно приоткрыть коробку так, чтобы шум был не сильно, но слышен. В таком положении преподнесите коробку к любому металлическому предмету. После этого можно будет слышать опять этот сильный шум. Громкий звук говорит о том, что модель металлоискателя работает. В этом случае можно с помощью него искать не только потерявшиеся в доме металлические вещи, но и направиться в лес или в другое место, для того чтобы найти что-нибудь интересное, а может быть и драгоценное. Но все же лучше такое приспособление использовать именно в домашних условиях
Даже самый простой металлоискатель, изготавливаемый своими руками, нуждается в индуктивной катушке. Она представляет собой кольцо диаметром от 6-8 см до 14-16 см в зависимости от размеров металлических предметов, которые предстоит искать. Для изготовления самодельной катушки берется заготовка подходящего диаметра, на которую наматывается медный эмалированный провод сечением 0,4-0,5 мм. Количество витков можно рассчитать по известной формуле, учитывающей диаметр катушки. После намотки катушку аккуратно снимают с заготовки и закрепляют с помощью изоляционной ленты. Она защитит ее от механических повреждений и попадания атмосферной влаги. После этого поверх катушки наматывают фольгу-экран с разрывом длиной примерно 10-15 мм.
Полученный экран не должен представлять собой короткозамкнутый виток. Поверх экрана необходимо намотать с шагом 1 см медный луженый провод, который подключается к оплетке коаксиального кабеля, ведущего к электронному блоку. Катушка подключается к схеме двухпроводным коаксиальным кабелем.
Рекомендуется изготовить несколько катушек с разными внутренними диаметрами, что позволит подключать их применительно к каждому конкретному случаю. В заключение остается оформить металлоискатель конструктивно: электронный блок помесить в герметичный корпус, защищенный от влаги и пыли, а индуктивную катушку установить на конец неметаллического шеста необходимой длины. В качестве источника звукового сигнала, формируемого электронной схемой, может быть использован небольшой динамик или наушники, если предстоит пользоваться устройством в зашумленных местах. Электропитание прибора осуществляется от автономного источника тока – батарейки или аккумулятора.
Глубинный самодельный металлоискатель отличается от поверхностного более высокой чувствительностью, позволяющей находить металлические предметы на глубинах до нескольких метров. Кроме этого, в таких устройствах предусмотрена селективность, позволяющая игнорировать мелкие предметы. В технологическом отношении такое устройство ничем не отличается от вышеописанного. Как правило, индуктивная катушка для глубинного металлоискателя изготавливается большего диаметра (до 300 мм) и имеет более качественную защиту от внешних помех. Настройка такого устройства может потребовать использования электронной измерительной аппаратуры. Это позволит добиться необходимого уровня чувствительности устройства.
Любые металлодетекторы работают на основе принципов известных по школьной программе «токов Фуко». Не будем вдаваться в подробности экспериментов. При сближении поисковой катушки и металлического предмета в генераторе происходит изменение частоты, о чем прибор сообщает звуковым сигналом. Если в наушниках раздается писк, значит, под землей лежит что-то металлическое. Современные изобретатели работают над двумя задачами: увеличение поисковой глубины; улучшение идентификационных параметров приборов; снижение энергозатрат; удобные эксплуатационные характеристики.
Как сделать металлоискатель в домашних условиях? Стоит немножко познакомиться с электроникой и почитать физику для 7-го класса средней школы. Будет полезен опыт работы с некоторыми инструментами и подручными средствами. Необходимо изучить и опробовать некоторое количество электросхем, чтобы выбрать из них ту, которая действительно будет работать
Материалы, которые понадобятся при работе:
маленький генератор (от старого магнитофона); кварцевый резонатор; пленочные конденсаторы и резисторы; виниловое или деревянное кольцо для поисковой катушки; пластиковая, бамбуковая или деревянная трость – держатель; алюминиевая фольга; провода для обмотки катушки; пьезоэлектрический излучатель; металлическая коробка – экран; наушники для приема звукового сигнала от прибора; две одинаковые трансформаторные катушки; 2 батарейки «Крона»; упорство и терпение.
Последовательность сборки поискового металлоискателя Из фанерного круга диаметром 15 см изготавливают поисковую катушку: провод витками (15-20) наматывают на шаблон. Зачищенные концы припаивают к соединительному кабелю. По периметру катушки поверх проволоки наматывают слой ниток для закрепления. Все детали схемы паяются на печатной плате из текстолита в следующем порядке: конденсаторы, система резисторов, кварцевый фильтр, усилитель сигнала, транзистор, диоды, поисковый генератор. В подготовленный корпус вкладывают спаянную плату, соединяют ее с поисковой катушкой и крепят на палке-держателе. Сигнал от поисковой катушки, отраженный металлическим предметом, повышает частотность генератора. Усиленный кварцевым фильтром, он преобразуется амплитудным детектором в постоянный импульс, который вырабатывает звук.
Принцип работы металлоискателя сводится к тому, что при приближении металлического предмета к катушке индуктивности генератора - основного узла прибора - частота генератора изменяется. Чем ближе предмет и чем он больше, тем сильнее его влияние на частоту генератора.
А теперь рассмотрим конструкцию простого металлоискателя собранного на двух транзисторах. Схема металлоискателя Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме емкостей трехточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-С3 и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется- увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной- медь, латунь.
Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный на втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трехточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и не намного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником катушки. Кроме того, каскад на транзисторе VT2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний. Нагрузкой детектора являются головные телефоны BF1; конденсатор С1 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.
Колебательный контур приемника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора VT2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биения. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1кГц, т. е. 1000Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится- в зависимости от вида металла она или понизится, или станет выше.
Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны- высокоомные ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800...1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько выше. Резисторы- МЛТ-0,25, конденсаторы- КЛС-1 или БМ-2.
Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0.35 (подойдет провод ПЭЛШО 0.37).
Конструкция катушки L2. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20...22мм, закрепленный постоянно, другой (2)-35...40мм (подвижный- для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5)-55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.
Источники питания- батарея 3336, выключатель SA1- тумблер, разъем Х1- двухгнездая колодка.
Транзисторы, конденсаторы и резисторы смонтированы на плате из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом, многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200х350 мм. Катушку L1 прикрепляют ко дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5...7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянную ручку примерно метровой длинны.
Налаживание металлоискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измеряют напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода- плюса питания)- оно должно быть 2.1В. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора - оно должно быть 1 в (устанавливают точнее подбором резистора R4). После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты.
Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30...40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.
На элементах IC1.1 и IC1.2 собраны генераторы частот 160кГц и 161кГц соответственно. Где C1, L1- колебательный контур первого генератора, C4, L2- колебательный контур второго генератора. Индуктивность второго генератора L2 является поисковой катушкой. На элементе IC1.3 собран смеситель, на выходе которого получаем разность частот генераторов, равную 1000Гц. При появлении металлического предмета рядом с поисковой катушкой ее индуктивность меняется и меняет частоту генератора, что в свою очередь меняет частоту на выходе смесителя. Переменный резистор R5 является регулятором громкости. Элемент IC1.4 используется как буферный каскад-усилитель, отсекая лишние частоты и усиливая сигнал. На элементах VT1, VT2, VT3 собран двухтактный усилитель, рассчитанный на работу с наушниками сопротивлением 32-200 Ом.
Микросхема IC1 применена типа CD4030. Ее можно заменить любой другой микросхемой ИЛИ КМОП технологии. VT1, VT3- BC547, VT2- BC557. Все электролитические конденсаторы на напряжение 16В. Резисторы мощностью 0.125Вт. Напряжение питания- 6В.
Катушка L1- индуктивностью 100мГн.
Поисковая катушка L2- 140 витков провода диаметром 0.8мм, диаметр катушки- 150мм.
Настройка сводится к настройке генераторов на частоты около 160кГц с разностью в 1кГц.
При попадании в рабочую зону катушки металлического предмета между катушками меняется индуктивная связь. При этом на выводах катушки L2 появляется сигнал, ограниченный по амплитуде (если предмет большой) диодами VD1 и VD2, который впоследствии усиливается при воздействии операционного усилителя DA1.1.
На выходе фильтра, который построен на этом операционном усилителе, появляется постоянное напряжение, увеличивающееся по мере приближения катушек к цели из металла. Далее напряжение переходит на инвертирующий вход в компараторе DA2.1. Он сравнивает это напряжение с опорным, подаваемым ко второму его входу.
При срабатывании компаратора снижается его напряжение на выходе, это приводит к закрытию транзистора VT3, и активизируется звуковой генератор, сделанный на основе микросхемы DA2.2. Из звукового генератора сигнал переходит на усилитель, оттуда – на главный телефон от слухового аппарата. Регулировать громкость можно при помощи переменного резистора R38.
Для намотки катушки используется окружность диаметром 14 см. На каждую катушку положено сделать 200 витков медного провода с изоляцией. Провод должен иметь диаметр 0, 27 мм и отводить его нужно с середины катушки. Перед тем, как снять готовую катушку с оправы, ее нужно перевязать, после снятия – намотать на нее нить, чтобы витки плотнее прилегали друг к другу. Снятой катушке придают конфигурацию как на рисунке 2 и закрепляют ее нитками к пластиковой тарелке. Внизу должна находиться передающая катушка, а вверху – приемная.
На приемной катушке должен быть алюминиевый экран с отверстием, предназначенным для исключения короткозамкнутого витка. Необходимо выводы катушек подсоединить к устройству при помощи экранированного кабеля. Вертикальные витки катушек должны разделяться расстояниями в 25 мм. Последний этап – закрепление катушек клеем или герметиком.
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.
Схема металлоискателя
Сегодня вашему вниманию хочу представить схему металлоискателя,и все что касается него, того что вы видите на фотографии.Ведь так трудно иногда найти ответ по вопросу в поисковике-Схема хорошего металлоискателя
Иначе сказать металлоискатель имеет название Tesoro Eldorado
Металлоискатель может работать в режиме как поиск всех металлов так и в дискриминации фона.
Технические характеристики металлоискателя.
Принцип действия индукционно балансный
-Рабочая частота, кГц 8-10кгц
-Режим работы динамический
-Режим точного обнаружения (Pin-Point) есть в статике
-Питание, В 12
-Регулятор уровня чувствительности есть
-Регулятор порогового тона есть
-Отстройка от грунта есть(ручная)
Глубина обнаружения по воздуху с датчиком DD-250мм В грунте прибор видит цели почти также как и на воздухе.
-монеты 25мм - около 30см
-кольцо золотое - 25см
-каска 100-120см
-максимальная глубина 150см
-Ток потребления:
-Без звука примерно 30 ма
И самое главное и интригующее это схема самого девайса
Картинка легко увеличивается при нажатии на нее
Для сборки металлоискателя нужны детали:
Что бы вам не приходилось долго проводить настройку устройства, делайте сборку и пайку аккуратно, плата не должна содержать всяких хомутов.
Для лужения плат лучше всего использовать канифоль в спирте,после лужения дорожек не забудте протереть спиртом дорожки
Плата со стороны деталей
Сборку начинаем с впайки перемычек,потом резисторы,далее панельки под микросхемы и все остальное. Ещё одна небольшая рекомендация , теперь уже касательно изготовления платы прибора. Очень желательно иметь тестер который может мерить ёмкость конденсаторов. Дело в том что в прибор е два одинаковых канала усиления, по этому и усиление по ним должно идти максимально одинаковое, а для этого желательно подобрать те детали которые повторяются на каждом каскаде усиления так чтобы у них были максимально одинаковые параметры по замеру тестером(то есть какие показания в конкретном каскаде на одном канале - такие же показания на этом же каскаде и в другом канале)
Изготовление катушки для металлоискателя
Сегодня хотел бы рассказать о изготовлении датчика в готовом корпусе,поэтому фото больше чем слов.
Берем корпус крепим в нужном месте герм.проввод и устанавливаем кабель,кабель прозваниваем и концы маркируем.
Далее мотаем катушки. Датчик DD- изготавливается по тому же принципу что и для всех балансников,поэтому остановлюсь только на требуемых параметрах.
ТХ – передающая катушка 100 витков 0,27 RX – приёмная катушка106 витков 0,27 эмалированый намоточный провод.
Катушки после намотки плотно уматываются нитками,пропитывается лаком.
После высыхания плотно уматываются изолентой по всей окружности. Сверху экранируется фольгой, между концом и началом фольги должен быть непокрытый ей зазор 1см, во избежание короткозамкнутого витка
.
Катушку и возможно экранировать графитом,для этого 1:1 мешаем графит с нитро лаком и покрываем равномерным слоем по верх луженного медного 0,4 провода намотанного на катушке(без зазоров),провод подключаем к экрану кабеля.
Влаживаем в корпус,подключаем и примерно сводим катушки в баланс,на феррит должен быть двойной гудок,на монету одинарный,если наоборот то меняем местами выводы приемной обмотки. Каждая из катушек настраивается по частоте отдельно, рядом не должно быть никаких металлических предметов!!! Катушки настраиваются приставкой для измерения резонанса.Подключаем приставку к плате эльдорадо параллельно передающей катушке и замеряем частоту,далее с катушкой RX и подбираемым конденсатором добиваемся частоты на 600гц выше чем вышло в TX.
После подбора резонанса собираем катушку воедино и проверяем видит ли прибор всю шкалу ВДИ от алюминиевой фольги до меди,если прибор видит не всю шкалу то подбираем емкость резонансного конденсатора в цепи RX с шагом по 0,5-1нф в ту или иную сторону,д того момента когда прибор будет видеть на минимуме дискрима фольгу и медь,а при накручивании дискриминации будет вырезаться вся шкала по очереди.
Окончательно сводим катушки в ноль,фиксируя все термоклеем.Далее для облегчения катушки проклеивываем пустоты кусочками пенопласта,пенопласт садится на термоклей,иначе после заливки катушки он всплывет.
Заливаем первый слой эпоксидки,не доливая до верху 2-3мм
Заливаем второй слой смолы с колером.В качестве колера хорошо подходит анилиновый краситель для покраски ткани,порошок бывает разных цветов и стоит копейки.Краситель нужно сначала размешать с отвердителем,затем отвердитель добавить в смолу,сразу в смоле краситель не растворится.
Правильность сборки платы начинайте с проверки правильной подачи питания на все узлы.
Возьмите схему и тестер, включите питание на плате, и сверяясь со схемой пройдитесь тестером по всем точкам узлов куда должно подаваться питание.
При положении ручки дискрима на минимуме,прибор должен видеть все цветные металлы
,при накручивании дискрима должны вырезаться
все металлы по порядку до меди вырезаться не должна,если прибор так работает, значит он настроен верно.Шкалу дискрима нужно подобрать таким образом чтобы она полностью влезла в полный поворот ручки дискриминации,делается это подбором с10.При уменьшении емкости шкала растягивается и наоборот.
В статье представлена схема простого, но мощного металлоискателя на 1,5 вольт, очень прост в повторении. Генераторы собраны по схеме, которая обладает рядом полезных свойств, одно из которых — стабильность выходного напряжения (как постоянного, так и переменного) при изменении питающего напряжения. В колебательный контур поискового генератора на транзисторе VT1 входит катушка L1. Он работает на частоте около 100 кГц, что является оптимальным для данного типа металлоискателей. Его частоту в небольших пределах можно изменять переменным конденсатором C2. Второй генератор (на транзисторе VT2) является образцовым и работает на частоте около 300 кГц.
Сигналы генераторов через резисторы R2, R4 подаются на балансный смеситель, где происходит выделение разности частот (биений) третьей гармоники сигнала поискового генератора и первой гармоники образцового. Это сделано для повышения чувствительности — при изменении частоты поискового генератора на частоте 10 Герц частота биений изменяется на 30 Герц, что более заметно на слух.
Сигнал с выхода смесителя через конденсатор С8 поступает на вход УЗЧ и после усиления — на головные телефоны BF1, BF2. Конденсатор С7 подавляет сигналы с частотами генераторов.
При приближении катушки поискового генератора к металлическому предмету частота генерации изменяется, поэтому изменится и тон сигнала в головных телефонах. По характеру изменения тона можно судить о материале, из которого изготовлен этот предмет.
Большинство деталей монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита.
Можно применить транзисторы серий КТ312, КТ315, КТ3102 с любыми буквенными индексами. В балансном смесителе можно использовать только германиевые транзисторы серий ГТ309, ГТ313, ГТ322, ГТ346 или более ранние — П416, П422, П423 с любыми буквенными индексами. В УЗМЧ транзистор должен быть с возможно большим коэффициентом передачи по току, например, КТ3102БМ - КТ3102ЕМ, КТ342БМ, КТ342ВМ — от этого зависит громкость звукового сигнала. Выключатель питания — любой малогабаритный. Наушники подойдут с сопротивлением от 8 до 32 Ом, их соединяют последовательно. Для их подключения на корпусе металлоискателя можно установить гнездо. Питают устройство от гальванического элемента или аккумулятора типоразмера АА или AAA, максимальный потребляемый ток составляет около 12 мА.
Для намотки катушки L2 применен каркас от контура ПЧ (455 кГц) приемника зарубежного производства. Он состоит из ферритовой "гантели" (на которую наматывают 66 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,06...0,1 мм) и накрывающей ее ферритовой чашки, перемещением которой регулируется индуктивность катушки. Каркас заключен в металлический экран.
Чувствительность устройства к металлическим предметам разного размера зависит от размера самой поисковой катушки. Для поиска крупногабаритных предметов (лист металла размерами 80x80 см, крышка люка колодца канализации) более подходит катушка диаметром около 30 см. С ней достигается максимальная глубина обнаружения таких предметов до 60 см.
Для поиска мелких предметов лучше подходит катушка диаметром около 120 мм. Такая катушка содержит 56 витков провода ПЭЛ диаметром 0,2...0,5 мм.
Катушку ещё большего диаметра (например, 300 мм) более технологично изготовить из многожильного экранированного кабеля "витая пара", который используют для прокладки компьютерных локальных сетей. Кабель должен содержать четыре таких "пары", а катушка — четыре витка такого кабеля. Сначала наматывают два наружных витка и скрепляют их в четырех местах изоляционной лентой. Затем наматывают два внутренних и все также обматывают изоляционной лентой, желательно на матерчатой основе. Концы кабеля обрезают с таким расчетом, чтобы был "нахлест" 5 мм...10 мм, и с них на 15 мм снимают внешнюю изоляцию, а концы проводов зачищают на 5 мм и залуживают.
Все радиокомпоненты устройства отечественные и имеют зарубежные аналоги:
L1 - катушка
R1 - 1 кОм
R2 - 10 кОм
R3 - 1 кОм
R4 - 10 кОм
R5 - 1 кОм
R6 - 1 кОм
R7 - 100 кОм
C1 - 2200
C2 - 10...240
C3 - 4700
C4 - 0,047 мкФ
C5 - 2200
C6 - 4700
C7 - 0,047 мкФ
C8 - 2,2 мкФ х 16 вольт
VT1 - КТ315Б
VT2 - КТ315Б
VT3 - ГТ322Б
VT4 - ГТ322Б
