Схема металлоискателей с катушкой из экрана телевизора

Обновлено: 13.05.2024

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.

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.

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 [Fs 8/75]. 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

Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя

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

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

Создание катушек

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

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

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

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

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

Экранированный провод для соединения катушек с платой.

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

Расположение и настройка катушек

Настройка системы начинается до приклеивания катушек к основанию.

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

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

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

Вариант доработки

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

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

Конструкция металлоискателя

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

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

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

Совет

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

Первая находка

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

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

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

Читайте в статье:

Металлоискатель и его устройство

Профессиональный металлоискатель Garrett AT Pro для поиска военных трофеев и монет

Такая модель стоит более 32 000 рублей, и, конечно, непрофессионалам такой прибор будет не по карману. Поэтому предлагаем изучить устройство металлодетектора, чтобы собрать вариацию такого устройство самому. Итак, самый простейший металлоискатель состоит из следующих элементов.

Элементы конструкции стандартного металлодетектора

Принцип работы подобных металлодетекторов основан на передаче и приёме электромагнитных волн. Главными элементами прибора подобного типа являются две катушки: одна − передающая, а вторая − принимающая.

Принцип действия металлоискателя

Металлоискатель работает так: магнитные силовые линии первичного поля (А) красного цвета проходят через металлический объект (Б) и создают в нём вторичное поле (зелёные линии). Это вторичное поле улавливает приёмник, и детектор посылает звуковой сигнал оператору. По принципу работы излучателей электронные устройства такого типа могут быть разделены на:

Самые дешёвые устройства относятся к первому типу.

Самый простой металлоискатель заставит вас сбросить пару-тройку лишних килограммов. Ходить и копать вы будите много

В индукционном металлоискателе одна катушка, которая посылает и принимает сигнал одновременно. А вот приборы с импульсной индукцией отличаются тем, что генерирует ток передатчика, который включается на какое-то время и затем резко отключается. Поле катушки генерирует импульсные вихревые токи в объекте, которые обнаруживают, анализируя затухание импульса, наведённого в катушке приёмника. Этот цикл повторяется непрерывно, может быть сотни тысяч раз в секунду.

Как работает металлоискатель в зависимости от назначения и технического устройства

Принцип работы металлоискателя разнится в зависимости от типа устройства. Рассмотрим основные из них:

Работают глубинные детекторы на двух катушках, одна находится параллельно поверхности грунта, другая – перпендикулярно.

Стационарные детекторы – это рамки, установленные на особо важных охраняемых объектах. Они вычисляют любые металлические предметы в сумках и карманах людей, проходящих сквозь контур.

Какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками в домашних условиях

К самым простейшим приборам, которые можно собрать самому, относятся устройства, которые работают по принципу – приём-передача. Существуют схемы, которые по силам даже начинающему радиолюбителю, для этого просто нужно подобрать определённый набор деталей.

Детали для металлоискателя можно найти в любом гараже

В интернете есть множество видеоинструкций с подробным объяснением, как сделать простейший металлоискатель своими руками. Вот самые популярные из них:

Детали для сборки металлоискателя

Материалы для изготовления корпуса, штанги (можно использовать пластиковую трубу), держателя и так далее.
Проводы и изоленту.
Наушники (подойдут от плейера).
Транзисторы – 3 штуки: ВС557, IRF740, ВС547.
Микросхемы: К157УД2 и NE
Керамический конденсатор − 1 нФ.
2 плёночных конденсатора − 100 нФ.
Электролитные конденсаторы: 10 мкФ (16 В) – 2 штуки, 2200 мкФ (16 В) – 1 штука, 1 мкФ (16 В) – 2 штуки, 220 мкФ (16 В) – 1 штука.
Резисторы – 7 штук на 1; 1,6; 47; 62; 100; 120; 470 кОм и 6 штук на 10, 100, 150, 220, 470, 390 Ом, 2 штуки на 2 Ом.
2 диода 1N148.

Схемы металлодетектора для изготовления своими руками

Приёмный узел на микросхеме Пират

Плату можно разместить в простой распределительной коробке, которую возможно купить в магазине электрики. Если вам недостаточно такого инструмента, вы можете попробовать сделать прибор более совершенного плана, в помощь вам схема для изготовления металлоискателя с ориентиром на золото.

Схема сверхчувствительного металлодетектора Пират–4

Как собрать металлоискатель без использования микросхем

В этом устройстве для генерирования сигналов используются транзисторы советского образца КТ-361 и КТ-315 (можно воспользоваться аналогичными радиодеталями).

Как собрать печатную плату металлоискателя своими руками

Импульсный генератор собирается на микросхеме NE555. Через подбор С1 и 2 и R2 и 3 производится регулировка частоты. Полученные в результате сканирования импульсы передаются на транзистор Т1, а он передаёт сигнал транзистору Т2. Усиление звуковой частоты происходит на транзисторе ВС547 к коллектору, и подключаются наушники.

Плата металлоискателя Пират с динамиком

Для размещения радиодеталей используется печатная схема, которую можно легко изготовить самостоятельно. Для этого используем кусок листового гетинакса, покрытого медной электротехнической фольгой. На неё переносим соединяющие детали, размечаем места креплений, просверливаем отверстия. Дорожки покрываем защитным лаком, а после высыхания опускаем будущую плату в хлорное железо для травления. Это необходимо для удаления незащищённых участков медной фольги.

Как сделать катушку для металлоискателя своими руками

Для основы потребуется кольцо с диаметром порядка 200 мм (в качестве основания могут использоваться обычные деревянные пяльцы), на которое наматывается проволока 0,5 мм. Чтобы повысить глубину обнаружения металлов, каркас катушки должен быть в пределах 260−270 мм, а количество витков – 21−22 об. Если у вас нет под рукой ничего подходящего, можно намотать катушку на деревянной основе.

Катушка из медной проволоки на деревянной основе

Иллюстрация	Описание действия
	Для намотки приготовьте доску с направляющими. Расстояние между ними равно диаметру основания, на которое вы будете крепить катушку.
Намотайте проволоку по периметру креплений в 20−30 витков. Скрепите обмотку изолентой в нескольких местах.
	Снимите обмотку с основания и придайте ей округлую форму, при необходимости скрепите дополнительно обмотку ещё в нескольких местах.
Подсоедините контур к устройству и протестируйте его работу.

Катушка из витой пары за 5 минут

Нам понадобятся: 1 витая пара 5 cat 24 AVG (2,5 мм), нож, паяльник, припой и мультитестер.

Иллюстрация	Описание действия
Сверните провод в два мотка косичкой. Оставляем по 10 см с каждой стороны.
	Зачистите обмотку и освободите жилы для соединения.
Соединяем жилы согласно схеме.
	Для лучшего крепления спаяйте их паяльником.
Протестируйте катушку в том же порядке, что и устройство из медной проволоки. Выводы обмотки нужно припаять к многожильному проводу с диаметром в пределах 0,5−0,7 мм.

После того как основные элементы металлоискатели готовы, приступаем к сборке. На штанге металлоискателя крепим все узлы: корпус с катушкой, приёмо-передающий блок и рукоятку. Если вы всё сделали правильно, то дополнительные манипуляции с прибором не потребуются, так как он изначально имеет максимальную чувствительность. Более тонкая настройка выполняется посредством переменного резистора R13. Нормальная работа детектора должна обеспечиваться при среднем положении регулятора. Если имеется осциллограф, то с его помощью на затворе транзистора Т2 нужно измерить частоту, которая должна составлять 120−150 Гц, а длительность импульса – 130−150 мкс.

Можно ли сделать своими руками подводный металлоискатель

Принцип сборки подводного металлоискателя ничем не отличается от обычного, с той лишь разницей, что придётся покорпеть над созданием непроницаемой оболочки с помощью герметика, а также над размещением специальных световых индикаторов, которые смогут сообщить о находке из-под воды. Пример, как это будет работать, в видео:

Его главными особенностями являются: небольшое энергопотребление, дискриминация металлов, режим цветных металлов, режим только золото и очень хорошие характеристики глубины поиска, по сравнению с полупрофессиональными фирменными металлоискателями. Мы предлагаем вам самое подробное описание сборки подобного устройства от народного умельца Виктора Гончарова.

Как сделать металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов

С таким металлоискателем лопата пригодится только тогда, когда вы найдёте именно то, что искали

О том, как сделать самодельный профессиональный металлоискатель из подручных средств, в этом видео:

Особенности глубинных металлоискателей

Металлоискатели такого типа могут обнаружить объекты на большой глубине. Хороший металлоискатель, сделанный своими руками, заглядывает на глубину в 6 метров. Однако в этом случае размер находки должен быть солидным. Лучше всего работают такие детекторы для обнаружения старых снарядов или обломков достаточно большого размера.

Этот человек не пришелец из Космоса, он просто очень хочет найти много золота

Существует два типа глубинных металлодетекторов: рамочный и приёмопередатчик на штанге. Первый тип устройства способен охватывать для сканирования большой участок земли, однако, в этом случае эффективность, целенаправленность поиска снижается. Второй вариант детектора – точечный, он работает направленно вглубь на небольшом диаметре. Работать с ним необходимо медленно и осторожно. Если вы поставите цель − соорудить такой металлоискатель, следующее видео может подсказать вам, как это сделать.

Если у вас есть опыт по сборке такого устройства и его применению, расскажите о нём другим!

Для подобных поисков металлодетекторы оснащаются функцией дискриминации. В статье будут подробно описаны схемы металлоискателей с дискриминацией металлов.

Принцип работы

Любой металлоискатель работает по простому принципу взаимодействия собственного магнитного поля (МП) с магнитным полем Земли. Взаимодействие строится на обнаружении металлических предметов. Металл, который имеет свойство к намагничиванию, попадает в поле действия металлоискателя за счет разницы магнитных полей.

Современные металлоискатели оснащаются разными типами функции дискриминации. Каждый тип, позволяет определять ферритный сплав, и при этом он может отсеивать “промышленный мусор”.

Дискриминация переменного типа. В ее основу заложена обработка полученных сигналов от предмета по степени его электрической проводимости. Для большей точности, пользователь самостоятельно проводит настройку прибора. Настройка позволяет делать отбор самых перспективных сигналов. Металлодетекторы с подобной функцией, оснащаются визуальным индикатором, на котором имеется шкала с четким разделением по типам сигнала и соответствующим им металлам. Переменная дискриминация позволяет определять только предметы размером более 1–3 сантиметров. Различные вкрапления, мелкие самородки, песок, обрывки цепочек так далее, подобные приборы не находят.
Селективный тип. Детекторы с этой функцией можно настроить на прием только определенного сигнала. Таким образом, прибор не будет реагировать, например, на медь, алюминий, серебро, выявляя в грунте только золото. Этот тип очень полезен при работе на замусоренных участках. Большое количество мелкого металлического мусора не станет помехой, позволяя выявлять только необходимые частотные сигналы.
Двухмерный тип. Самая современная технология. Позволяет определить ферритные сплавы, вокруг которого образованно скопление черного металла. За распознавание отвечает блок управления, который производит предварительный расчет электропроводимости всего объекта на сканируемом участке.

Также стоит учитывать общую влажность почвы, ее состав, жесткость.

Металлоискатели с дискриминатором более энергоемкие и функциональные. Относятся к импульсным приборам. Дополнительная функция делает устройства более мощными. Рабочая частота варьируется от 9 до 25 кГц. Импульсный принцип работы позволяет таким приборам выявлять ферритные сплавы на глубине до 2 и более метров.

Самодельные приборы

Приобрести металлоискатель с дискриминацией достаточно сложно. Это дорогие приборы и новичку будет сложно самостоятельно научиться использовать подобную технику. Такой прибор можно изготовить в домашних условиях. Самодельный металлоискатель будет сильно отличаться от настоящих импульсных приборов, но поможет научиться использовать устройство в условиях простых поисков.

Малыш FM

Это самый простейший металлоискатель с дискриминацией металлов, который можно собрать своими руками. Он способен определять предметы из черного и драгоценного металла на глубинах до 12÷15 сантиметров. Подойдет для поиска на пляжах. Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие радиодетали:

Микроконтроллер PIC12F675.
Кварцевый резонатор номиналом до 20 МГц.
Керамические конденсаторы: 15 пФ — 2 шт и 100 нФ — 1 шт.
Электролитный конденсатор номиналом 100 мкФ — 1шт.
Пленочные конденсаторы номиналом 100 нФ — 2шт.
Резисторы с сопротивлением 10 кОм — 1шт, с сопротивлением 470 Ом — 1шт.
Стабилизатор напряжения типа AMS1117 до 3.3 вольт.
Динамик с сопротивлением до 8 Ом.
Микропереключатель.

Все описанные детали необходимо собрать на печатной плате. Ее можно изготовить методом травления или следующим образом:

Обрезать кусок плексигласа или текстолита шириной 35 и длинной 80 мм.
Перевести на кусок принципиальную схему прибора.
Высверлить отверстия под радиодетали.
Спаять при помощи медных перемычек все элементы.

В виду того, что в схеме очень мало элементов, такой способ монтажа можно считать наиболее простым и быстрым.

Во время сборки следует четко соблюсти порядок подключения стабилизатора напряжения. Схема приведена ниже.

Катушка

Для изготовления катушки передатчика понадобится медный провод сечением 0.3–0.4 мм. Необходимо заранее подготовить каркас для обмотки. Его диаметр не должен превышать 180 мм. На каркас нужно намотать ровно 55 витков. Такая катушка позволит осуществлять передачу частотных импульсов в 17–19 кГц.

После обмотки, необходимо вынуть намотанный провод с каркаса, и укрепить его изоляционной лентой в нескольких местах. После требуется максимально плотно обмотать всю катушку лентой. Очень важно, чтобы все витки плотно соприкасались друг с другом.

После изоляции на катушку наносится 1 слой фольги. Фольга также скрепляется на концах изоляционной лентой.

Важно! В месте вывода концов проволоки катушки, необходимо оставить не менее 5 сантиметров свободной от фольги поверхности.

На заключительном этапе, катушка обматывается заранее залуженным куском провода. Обмотка проводится с шагом в 1 сантиметр. После проведения первых тестов чувствительность катушек можно увеличить. Для этого придется отмотать несколько витков провода, замеряя общее сопротивление. Самой лучшей и стабильной работы можно добиться при сопротивлении не более 2 Ом.

Подключение

После того, как катушка была намотана и изолирована, концы всех проводов нужно подключить. Делается это следующим образом:

Дополнительно модернизировать прибор можно, если постепенно уменьшать емкость перечисленных конденсаторов. Частотная характеристика увеличиться, при этом значительно повысится ток потребления.

После подключения необходимо провести прошивку контроллера. Файл можно найти в Интернете.

Volksturm

Схема металлоискателя с дискриминацией металлов этого типа также проста. Основной особенностью этого прибора является наличие сразу двух катушек. Это обеспечивает высокую глубину проникновения в различную по структуре почву. Также повышена способность к дискриминации металлов по электрической проводимости. Добиться такого результата помогло сближение катушек. Они соприкасаются друг с другом, что снижает скорость передачи сигнала от катушки на контроллер. Для сборки понадобятся следующие детали:

3 транзистора BC546 или их отечественный аналог КТ 315.
1 транзистор BC556. Можно заменить на КТ 361.
Операционный усилитель сигнала LF353 или TL072 — 1шт.
Усилитель LM358N.
По одной микросхеме CD 4011, 4013, 4066.
Постоянные резисторы 5.6К, 430К, 10К, 390К, 1.5К, 220К, 56К, 8.2К — 1шт; 22К — 3шт; 1К — 2шт; 100К — 8шт; 130К — 2шт.
Переменные резисторы 100 и 330К — 1шт.
Неполярные конденсаторы номиналом 1nF, 220nF, 47nF, 10nF — 1шт; 22nF — 3шт; 1 mkF — 2шт.
Электролитические конденсаторы напряжением 16 вольт, номиналом 220 mkF — 2шт.
Резонатор кварц — 32768 Гц.
Динамик.
Светодиоды — 2шт.

Все детали собираются на монтажной плате с четким соблюдением принципиальной схемы. На этапе тестирования многие конденсаторы придется подбирать дополнительно. Также подбираются и резисторы. Зависит это от напряжения и сопротивления катушек. При высоком сопротивлении, операционный усилитель TL072 может выйти из строя по причине перегрева.

Катушка

На данной модели устанавливаются 2 катушки: передающая и приемная. Детали отличаются по своей форме от обычных. Они квадратной формы с закругленными углами. Для изготовления необходимо:

На стандартном листе бумаги расчертить прямоугольник со сторонами 14.5 и 23 см.
С левой стороны прямоугольника от каждого угла отступить на 2.5 см.
С правой стороны по 3 см.
Отрезать углы согласно схеме.
Закрепить лист на фанере.
Заизолировать 8 гвоздей изоляционной лентой.
Вбить гвозди по углам шаблона. После очень важно откусить шляпки гвоздей. Это защитит лаковую изоляцию обмотки в момент снятия с каркаса.
Намотать на заготовку 80 витков медного провода сечением 0.3–0.4мм. Очень важно проводить обмотку только по изолированным гвоздям.

После завершения обмотки, катушка скрепляется в нескольких местах капроновой нитью. Далее необходимо аккуратно снять катушку с каркаса и плотно обмотать изоляционной лентой. Поверх ленты намотать один слой конденсаторной фольги. Поверх фольги намотать заранее залуженный оловом медный провод шагом 1 см. Конец данного провода соединить с началом катушки.

Вторая катушка собирается по тому же принципу, за исключением того, что нет необходимости обматывать фольгой и дополнительным экраном.

Обе катушки необходимо зафиксировать с наложением одного края друг на друга. Соприкосновение краев должно быть не по всей длине, а только в двух местах. Обе катушки и их расположение потребуют четкого крепления. Они не должны провисать, изгибаться от вибрации. Любая деформация повлияет на чувствительность и общую работоспособность.

После подключения питания, потребуется выполнить настройку катушек на прием и передачу. Для этого необходимо поместить под них металлический предмет, и по звуку настроить положение. Делается это следующим образом:

Длинные стороны экранированной катушки необходимо сжать на 0.5 см. При увеличении тональности и громкости края фиксируются. Можно использовать деревянную распорку.
После таким же образом настраивается вторая катушка. Нужно добиться увеличение громкости и тона сжатием длинных краев.
На конечном этапе настраивается общее положение относительно друг друга. Требуется сближать и разводить оба элемента до фиксации самой высокой тональности. Дополнительно можно контролировать сопротивление деталей при сближении. Самый наименьший параметр будет наиболее лучшим.

Как только самый высокий тон найден, оба элемента плотно фиксируются на каркасе. Далее нужно собрать плату в герметичную коробку, вывести на нее переменные резисторы и закрепить светодиоды. Очень важно надежно заизолировать обе обмотки. Даже незначительная влажность приведет к полному выходу из строя или к сбоям настроек.

Проверка

Проверка прибора проводится обычным способом. Проникающая способность этой модели до 1.5 метра при рыхлом или влажном грунте. Хорошие показатели можно получить при тонкой настройке переменного резистора. Для этого нужно поместить под прибор металлический предмет и добиться самого высокого тона. Также тон настраивается на удалении от предмета.

Режим дискриминации не требует настройки. За счет каскадного усиления, прибор просто меняет тональность своего звучания. В режимах можно быстро разобраться, если поэкспериментировать с разными металлами. Также стоит обращать на яркость светодиодного индикатора. При воздействии на ферриты, лампы должны гореть в пол накала.

Заключение

Собрать металлоискатель своими руками и оснастить его дискриминацией металлов можно, если придерживаться описанному руководству. Первая схема очень простая. Для воплощения этого проекта требуется минимум знаний и опыта. Главное правильно подобрать детали и собрать все по схеме. Второй проект более сложный. Он потребует больших знаний в электротехнике. Но конечный результат порадует величиной проникающей способности и широким возможностям отбора металлов.

Читайте также: