Индикация показаний прибора осуществляется при посрестве ЖК индикатора (шкала VDI, шкала Amplitude (размер, месторасположение объекта), индикация напряжения аккумулятора (уровень заряда батареи)) и разных по тональности звуковых сигналов. Сердцем металлоискателя является уже извесный нам микроконтроллер Atmega8-16PI в связке с внешним АЦП. Применение внешнего АЦП обусловлено расширением набора функций прибора - введение такого набора функций без внешнего АЦП физически невозможно в силу малого внутреннего ресурса микроконтроллера.
Приведу некоторые характеристики прибора. Чуствительность для монеты 5коп СССР до 25см. Селекция по металлам при идеальных условиях: чем ""чернее"" металл - тем меньше его проводимость, и тем ближе к левому краю шкалы VDI будут показания; чем ""цветнее"" металл - тем больше его проводимость, соответственно показания на шкале будут ближе к правому краю (показания на шкале зависят от выбора прошивки прибора и могут меняться). Функция дискриминации: включая поочередно одну из четырех масок, можно указать прибору, чтобы он в нужной степени не реагировал на ""черные"" металлы (вплоть до полного устранения влияния чермета). Функция барьер: на 16 уровнях помогает отстроиться от влияния ""земли"" и других внешних факторов.
Для повторения Шанс, прежде всего, необходимо посетить страничку автора fandy.vov.ru, где располагаются схемы, прошивки, конфигурационные биты для прошивки микроконтроллера, описание работы кнопок и другая полезная информация. Основные, редкие и самые дорогие детали прибора - микросхема АЦП и ЖК-индикатор. Аналогом микросхемы АЦП (MCP3201) является микросхема ADS7816, под которую автор написал подкорректированную прошивку (0.8.4). Следующая важная деталь металлоискателя - ЖК индикатор. При всем многообразии и нынешнем изобилии таких компонентов наиболее подходящими, на мой взгляд, являются надежные и достаточно дешевые индикаторы фирмы Winstar, превосходящие в соотношении цена/качество индикаторы отечественного производителя МЭЛТ. Выбирать индикатор при покупке следует исходя из следующих указаний: знакосинтезирующий индикатор, 2 строки по 16 символов, поддержка кирилицы (возможность применить индикатор в любой другой разработке), наличие встроенного контроллера HD44780. Посмотреть и скачать даташиты и цоколевку можно на сайте компании Winstar. В архиве находится и список деталей.
Операционный усилитель OP37 можно заменить более дешевым и распространенным аналогом NE5534P. DC/DC преобразователь ICL7660S можно, хотя и не желательно, заменить на аналогичный без буквы S (с буквой S на 12вольт, без нее на 10 вольт, работать будет, но с перегрузкой). Микроконтроллер - наш старый знакомый Atmega8-16PI (Atmega8-16PU,Atmega8A-PU). Программация контроллера осуществляется при помощи простейшего программатора, который применялся при программации микроконтроллера для прибора Клон. Вот , параметры устройства и пошаговое описание процесса программирования данного контроллера. Здесь самое важное не забыть про конфигурационные биты! Архив с для микроконтроллера.
Планарная катушка металлоискателя изготавливается на диэлектрическом каркасе толщиной 4 мм и мотается проводом диаметром 0,65 - 0,8мм. Шаблон катушки показан на рисунке ниже. Штанга прибора изготавливается по технологии описанной в статье . Собирать металлоискатель можно на печатной плате автора или воспользоваться гораздо более простой в повторении (для начинающих) платой от DesAlex - рисунок смотрите на форуме. Сам я переделал 5 штук таких катушек - менял количество витков, толщину каркаса от 2 до 6мм. Наилучший результат получился на каркасе 4мм, количество витков как у автора, индуктивность получается 389uH. Опыты с домоткой/отмоткой на конечный результат не повлияли (подмечено многими, повторившими этот прибор), то есть разброс в +-10% ни на что не влияет. Хотя у каждого результат получится отличный от другого (диаметр провода, качество провода наличие примесей, качество намотки, гидроизоляция катушки (лак,эпоксидка,краска)), качество и длина подводящего кабеля - все влияет на добротность поискового элемента.
Правильно собранный прибор не нуждается в налаживании и полностью работоспособен! В заключении хочется поблагодарить автора металлоискателя (AndyF) за прекрасный импульсный металлоискатель с дискриминацией а так же DesAlex"а за надежную печатную плату, без которой прибор не получил бы такую массовость среди радиолюбителей и любителей активного отдыха, коим является поиск исторических реликвий! Материал предоставил Электродыч.
Обсудить статью МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ ШАНС
Был разработан на основе уже известного устройства "Терминатор Про". Основным его преимуществом является качественная дискриминация, а также малое потребление тока. Также сборка прибора обойдется не дорого, а работать он способен на любых типах грунтов.
Вот краткие характеристики устройства
По принципу работы металлоискатель относится и импульсно-балансному.
Рабочая частота составляет 8-15 кГц.
Что касается режима дискриминации, тот тут используется двух тональная озвучка. При обнаружении железа устройство подает низкий сигнал, а если попадется цветной металл, тон будет высоким.
Питается аппарат от источника в 9-12В.
Также присутствует возможность регулировки чувствительности и есть ручная отстройка от грунта.
Ну а теперь о главном, о глубине обнаружения металлоискателя. Прибор способен обнаруживать монеты диаметром 25 мм на расстоянии в 35 см по воздуху. Золотое кольцо можно поймать на расстоянии 30 см. Каску прибор обнаруживает на расстоянии порядка 1-го метра. Максимальная глубина обнаружения составляет 150 см. Что касается потребления, то без звука это порядка 35 мА.
Материалы и инструменты для сборки:
- минидрель (у автора самодельная из моторчика);
- провод для наматывания катушки;
- четырех жильный экранированный кабель;
- паяльник с припоем;
- материалы для изготовления корпуса;
- печатная плата;
- все необходимые радиодетали и их номиналы можно увидеть на фото схемы.
Процесс изготовления металлоискателя:
Шаг первый. Изготовление платы
Плата изготавливается методом травления. Далее можно сверлить отверстия, их диаметр составляет 0.8 мм. Для этих целей автор использует маленький моторчик с установленным сверлом.
Шаг второй. Сборка платы
Сборку нужно начинать с впаивания перемычек. После этого можно устанавливать панели под микросхемы и прочие впаивать прочие элементы. Очень важно иметь для качественной сборки тестер, который может замерить емкость конденсаторов. Поскольку в приборе используется два одинаковых канала усиления, то усиление по ним должно быть как можно ближе к одному значению, то есть быть одинаковым. На обоих каналах одного каскада должны быть одинаковые показания при измерении тестером.
Как выглядит уже собранная схема, можно увидеть на фото. Автор не стал устанавливать узел, определяющий степень разрядки аккумулятора.
После сборки плату нужно проверить тестером. Нужно подключить к ней питание и проверить все стратегически важные входы и выходы. Везде питание должно быть точно таким, как на схеме.
Шаг третий. Собираем катушку
Датчик DD собирается по тому же принципу, что и для всех подобных балансников. Передающая катушка обозначается буквами TX, а приемная RX. Всего нужно сделать 30 витков проводом, сложенным вдвое. Провод используется эмалированный, диаметром 0.4 мм. И приемная, и передающая катушка формируются двойными проводами, в итоге на выходе должно получиться четыре провода. Далее тестером нужно определить плечи обмоток и соединить начало одного плеча с концом другого, в итоге образуется средний вывод катушки.
Для фиксирования катушки после наматывания нужно хорошо обмотать нитками и затем пропитать лаком. После того как лак засохнет, катушки обматываются изолентой.
Впоследствии сверху делается экран из фольги, между началом и концом нужно сделать зазор порядка 1 мм, чтобы избежать короткозамкнутого витка.
Средний вывод ТХ необходимо подключить к земле платы, иначе не запустится генератор. Что касается среднего выхода RX, то он нужен для настройки по частоте. После настройки резонанса его нужно заизолировать и приемная катушка превращается в обычную, то есть без вывода. Что касается приемной катушки, то ее подключают вместо передающей и настраивают на 100-150 Гц ниже, чем предающая. Каждую катушку нужно настраивать отдельно, при настройке возле катушки не должно быть никаких металлических предметов.
Чтобы свести баланс, катушки сдвигают, как можно увидеть на фото. Баланс должен находиться в пределах 20-30 мв, но не более 100 мв.
Рабочие частоты прибора находятся в пределе от 7 кГц, до 20 кГц. Чем ниже будет частота, тем глубже будет брать прибор, но при низкой частоте дискриминация становится хуже. И наоборот, чем выше частота, тем лучше дискриминация, но при этом меньше глубина обнаружения. Золотой серединой можно считать частоту 10-14 кГц.
Для подключения катушки используется четырех жильный экранированный провод. экран подключается к корпусу, два провода идут идут на передающую катушку и два на приемную.
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:
- Катушкой в зоне поиска создается переменное магнитное поле (см. поз. А).
- 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).
- Возникающие токи создают иное электромагнитное поле (ЭМП).
- В результате само поле изменяется по своим характеристикам (см. поз. Б).
- 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:
- Глубина проникновения сигнала в толщу грунта (проникающая способность). Эта характеристика зависит от свойств, заложенных в приемную катушку.
- Территория поиска по размеру следа активной катушки, излучающей электромагнитное поле.
- Уровень чувствительности характеризует способность обнаруживать небольшие по размеру и массе предметы (монеты, гильзы, пули, крестики, небольшие украшения).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
- Пространственная характеристика определяет особенности расположение объекта в зоне поисковых работ. Показывает возможную глубину расположения.
- Геометрические характеристики дают представление о массе и возможных размерах находки.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- На один подается частота 1 МГц = 1 000 000 Гц.
- На второй частота 1,0005 Мгц = 1 000 500 Гц.
- 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:
- Сначала нужно задаться значением диаметра D₂. Он принимается равным диаметру имеющейся оправки за минусом 2…4 мм.
- Значение D₁ определяется, как D₁ = 0,5·D₂.
- 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
- 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. - 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.
- 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:
- Самый дешевый радиоприемник. В нем должен быть средневолновый диапазон. Его обычно помечают АМ. В таких приемниках устанавливали ферритовую магнитную антенну.
- Калькулятор, выпущенный в конце 20 века. Их можно купить на развалах у старушек.
- Небольшая книжка или только ее обложка. Картонная будет предпочтительнее. У нее будет определенная прочность.
Теперь придется немного повозиться. Устроен подобный прибор крайне просто:
- Раскрывается обложка.
- На каждую сторону нужно наклеить двухсторонний скотч.
- С одной стороны подклеивается калькулятор.
- На другой стороне приклеивается радиоприемник. Нужно следить, чтобы в закрытом состоянии они точно совпадали.
- Включается приёмник на самую высокую громкость. Нужно найти диапазон, в котором нет никаких радиостанций. Желательно, чтобы эфирные шумы отсутствовали.
- 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.
- 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.
- 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.
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:
- Микросхема К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, аналог CD4011);
- Транзистор — маломощный низкочастотный, например — КТ315, КТ312, КТ3102, аналоги: ВС546, ВС945, 2SC639, 2SC1815 и т.п.);
- Диод — любой маломощный, например — кд522Б, кд105, кд106, аналоги: in4148, in4001 и т.п.;
- Переменный резистор — 3 шт (1 кОм, 5 кОм, 20 кОм с выключателем или выключатель отдельно);
- Постоянный резистор — 5 шт (22 Ом, 4,7 кОм, 1,0 кОм, 10 кОм, 470 кОм);
- Керамических, а ещё лучше слюдяных конденсаторов — 5 шт: 1000 пф -3шт, 22 нФ -2шт, 300 пф);
- Электролитический конденсатор (100,0 мкф х 16В) — 1шт;
- Провод ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТВ и т.д., диаметром 0,4-0,7 мм;
- Низкоомные наушники (от плеера);
- 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
Не так часто, но все же случаются в нашей жизни потери. Например, пошли в лес по грибы по ягоды и обронили ключи. В траве под листьями их будет найти не так просто. Не стоит отчаиваться: нам поможет самодельный металлоискатель, который мы будем делать своими руками. Вот и я решил собрать свой первый металлоискатель
. В наше время мало кто решится на изготовление металлодетектора. Самодельные устройства были популярны лет двадцать-двадцать пять тому назад, когда купить их было просто негде.
Современные металлоискатели таких производителей, как Garrett, Fisher и многие другие имеют высокую чувствительность, дискриминацию по металлам, а некоторые и годограф. Они способны настраивать баланс грунта, отстраиваться от электрических помех. Благодаря этому глубина обнаружения современного металлодетектора на монету достигает 40 см.
Схему выбрал не очень сложную, чтобы можно было повторить в домашних условиях. Принцип работы основан на разности биения двух частот, которые мы будем улавливать на слух. Устройство собрано на двух микросхемах, содержит минимум деталей, в то же время имеет кварцевую стабилизацию частоты, благодаря которой прибор устойчиво работает.
Схема металлоискателя на микросхемах
Схема очень проста. Её с лёгкостью можно повторить в домашних условиях. Она построена на двух микросхемах 176 серии. Опорный генератор выполнен на ла9 и стабилизирован кварцем на 1 МГц.У меня этого, к сожалению, не оказалось, пришлось поставить на 1,6 МГц.
Перестраиваемый генератор собран на микросхеме к176ла7. Достичь нулевых биений поможет варикап D1, ёмкость которого меняется в зависимости от положении движка переменного резистора R2. Основой колебательного контура служит поисковая катушка L1, при приближении которой к металлическому предмету изменяется индуктивност, вследствие чего изменяется частота перестраиваемого генератора, что мы и слышим в наушниках.
Наушники я использую обычные от плеера, излучатели которых соединены последовательно, чтобы меньше нагружать выходной каскад микросхемы:
Если громкости окажется слишком много, можно ввести в схему регулятор громкости:
Детали самодельного металлоискателя:
- Микросхемы; К176ЛА7, К176ЛА9
- Кварцевый резонатор; 1 МГц
- Варикап; Д901Е
- Резисторы; 150к-3шт., 30к-1шт.
- Резистор переменного сопротивления; 10к-1шт.
- Конденсатор электролитический;50Мкф/15 вольт
- Конденсаторы; 0.047-2шт., 100-4шт., 0,022, 4700, 390
Большинство деталей расположены на печатной плате:
Всё устройство я разместил в обычной мыльнице, экранировав от помех алюминиевой фольгой, которую соединил с общим проводом:
Так как для кварца не предусмотрено место на печатной плате, то он располагается отдельно. Гнездо под наушники и регулятор частоты для удобства я вывел с торца мыльницы:
Весь блок металлодетектора при помощи двух хомутиков разместил на отрезке лыжной палки:
Осталась самая ответственная часть: изготовить поисковую катушку.
Катушка для металлоискателя
От качества изготовления катушки будет зависеть чувствительность устройства, стойкость к ложным срабатываниям, так называемым фонтонам. Хотелось бы сразу заметить, что от размера катушки напрямую зависит глубина обнаружения предмета. Так, чем больше диаметр, тем глубже прибор сможет обнаружить цель, но размер этой цели также должен быть больше, например, канализационный люк (маленький предмет с большой катушкой металлоискатель просто не увидит). И наоборот, катушка маленького диаметра способна обнаружить маленький предмет, но находящийся не очень глубоко (например, маленькая монета или кольцо).
Поэтому я сначала намотал катушку среднего размера, так сказать, универсальную. Забегая вперёд, хочу сказать, что металлоискатель задумывался на все случаи жизни, то есть катушки должны быть разного диаметра и их можно менять. Чтобы быстро сменить катушку, я поставил на штангу разъём, который выдернул из старого лампового телевизора:
Ответную часть разъёма я закрепил на катушке:
В качестве каркаса для будущей катушки я использовал пластмассовый ковш, который был куплен в хозяйственном магазине. Диаметр ковша следует подобрать приблизительно равным 200 мм. От ковша следует отрезать часть ручки и днища так, чтобы остался пластмассовый ободок, на который следует намотать 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,27 миллиметров. На часть оставшейся ручки следует закрепить разъем. Получившуюся катушку изолируем при помощи изоленты в один слой. Затем нам нужно эту катушку заэкранировать от помех. Для этого нам понадобится алюминиевая фольга в виде полосы, которой мы обмотаем сверху так, чтобы концы получившегося экрана не замкнулись и расстояние между ними было приблизительно 20 миллиметров. Получившийся экран следует соединить с общим проводом. Сверху я также обмотал изолентой. Конечно, можно все это пропитать эпоксидным клеем, но я оставил так.
После испытаний большой катушки я понял, что нужно изготовить маленькую, так называемую снайперку, чтобы было легче обнаруживать предметы небольших размеров.
Готовые катушки выглядят вот так:
Настройка готового металлоискателя
Прежде чем начать настраивать металлоискатель, нужно убедиться в отсутствии металлических предметов вблизи поисковой катушки. Настройка заключается в подборе емкости конденсатора C2, для того чтобы получить максимальный уровень биений, который мы слышим в наушниках, так как в сигнале присутствуют множество гармоник(нужно выделить самую сильную). При этом движок переменного резистора R2 должен находиться как можно ближе к середине:
Штанга у меня получилась из двух частей, трубки были подобраны таким образом, что они входят друг в друга очень плотно, благодаря чему не пришлось придумывать специального крепления для этих трубок. Также были изготовлены подлокотник и рукоятка, чтобы было удобно выполнять проводку над землей. Как показала практика, это очень удобно: рука совершенно не устает. В разобранном виде металлоискатель получился очень компактный и умещается буквально в пакет:
Внешний вид готового прибора выглядит вот так:
В заключение хотелось бы сказать, что данный металлоискатель не подходит лицам, которые собираются работать по старине. Так как в нем нет дискриминации по металлам, вам придется копать все подряд. Скорее всего, вы очень сильно разочаруетесь. А вот любителям собирать металлолом данное устройство будет в помощь. Да и просто как развлечение детям.