Самодельные металлоискатели простые и посложнее на золото, черный металл, для стройки

Ремонт своими руками

Металлодетектор или металлоискатель предназначается для нахождения предметов, по собственным электрическим и/или магнитным особенностям выделяющихся от среды, в которой они находятся. Говоря просто, он дает возможность искать металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлоискателями пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, рабочие с целью поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем коммуникаций размещенных под землей, и люди множества прочих специальностей.

Металлодетекторы собственными руками очень часто делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и необходима обязательно эта статья; описанные в ней устройства дают возможность найти монету с коммунистический пятак на глубине до 20-30 см или железяку с полимерный люк приблизительно в 1-1,5 м под поверхностью. Но этот рукодельный приборчик может понадобиться и на хозяйстве при проведении ремонта или на стройке. Напоследок, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или конструкций из металла и сдав находку в металлический лом, можно спасти очень хорошую сумму. А аналогичных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не нужно пугаться схем, формул и специализированной терминологии в тексте. Самая сущность излагается просто, и в конце будет описание прибора, который можно создать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Однако он даст возможность «потрогать» специфики поиска металлов, а появится интерес – придут и знания с способностями.

металлодетектор Пират

Чуть выше внимания если сравнивать с остальными будет оказано металлодетектору «Пират», см. рис. Данный прибор весьма прост для повторения начинающими, но по собственным хорошим показателям ни в чем не уступает многим брендовым моделям стоимостью до $300-400. А основное – он показал хорошую повторяемость, т.е. полную трудоспособность во время изготовления по описаниям и спецификациям. Схемотехника и рабочий принцип «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике применения есть достаточно руководств.

Рабочий принцип

Металлодетектор работает по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлодетектора состоит из передатчика электро-магнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Некоторые рабочие узлы нередко соединяют воедино схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик как правило будут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет нужный сигнал и т.п.

Рабочий принцип металлодетектора

Катушка делает в обстановке электромагнитное поле (ЭМП) конкретной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его свое ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но владеет ферромагнитными качествами, то он искажает исходное поле за счёт экранирования. В обоих случаях приемник улавливает отличие ЭМП от начального и его преобразует в звуковой и/или оптический сигнал.

Примечание: как правило для металлодетектора не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Основное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках не дешёвые высокочувствительные металлоискатели, напр. Терра-Н, часто называют геосканерами. Это ошибочно. Геосканеры работают по принципу измерения проводимости электричества грунта по самым разнообразным направлениям на различной глубине, данная процедура зовется боковым каротажем. Согласно данным каротажа компьютер строит на экране картинку всего, что в земле, включая разные по характеристикам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Рабочий принцип металлоискателя возможно осуществить технически любыми способами исходя из этого назначению прибора. Металлодетекторы для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска снаружи могут быть сходны, но значительно разниться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлодетектор, необходимо ясно представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для этого рода работы. Если из этого исходить, необходимо выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

  1. Проницание, или всеобъемлющая способность – самая большая глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
  2. Величина и размеры зоны поиска – вымышленная область в земле, в которой объект будет обнаружен.
  3. Чувствительность – способность обнаруживать больше или меньше мелкие предметы.
  4. Избирательность – способность крепче реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит исключительно на драгметаллы.
  5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП чужих источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
  6. Мобильность и своевременность определяются потреблением энергии (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «пощупать» за 1 проход).
  7. Дискриминация, или разрешающая способность – даёт оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.

Дискриминация, со своей стороны, параметр составной, т.к. на выходе металлодетектора наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и размещение находки, больше. Все таки, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

  • Пространственная – говорит о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
  • Геометрическая – предоставляет возможность судить о форме и размерах объекта.
  • Качественно сделанная – дает возможность возводить предположения о характеристиках материала объекта.

Рабочая частота

Все параметры металлодетектора связаны трудным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., уменьшение частоты генератора дает возможность добиться большего проницания и зоны поиска, но стоимостью повышения потребления энергии, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В общем каждый параметр и их комплексы так или по другому привязаны к частоте генератора. Благодаря этому первоначальная классификация металлодетекторов выстраивается по диапазону рабочих частот:

  1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Совсем не непрофессиональные устройства: потребление энергии от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для движения необходим автомобильный транспорт.
  2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, однако мало восприимчивы, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при потреблении энергии от 10 Вт (т. наз. глубинные металлоискатели) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (чермет) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные конструкции строительства), благодаря этому порой именуются магнитодетекторами. К особенностям грунта мало восприимчивы.
  3. Очень высокой частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Труднее НЧ, но требования к катушке невысокие. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, неплохая дискриминация. Могут быть многофункциональными при эксплуатации в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частичками плотных горных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или совсем ничего не чуют.
  4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлодетекторы «на золото»: прекрасная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Потребление энергии – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Результативность прибора сильно зависит от конструкции и качества выполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлодетекторов по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых компонентов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

В стороне стоят импульсные металлодетекторы. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту движения импульсов в границах НЧ, а их продолжительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлоискатель, совмещающий в себе хорошие положительные характеристики НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод нахождения

Насчитывается не меньше 10 способов поиска предметов при помощи ЭМП. Однако подобные, как, скажем, способ непосредственной оцифровки ответного сигнала с обработкой на компьютере – удел профессионального использования.

Рукодельный металлодетектор схемотехнически возводят лучше всего следующими способами:

  • Параметрическим.
  • Приемо-передающим.
  • С накоплением фазы.
  • На биениях.

Без приемника

Параметрические металлодетекторы в определенном роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции применяется конкретно действие объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП не имеет значения. Изменение показателей катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что крепится любыми способами: измерением частоты и амплитуды, для изменения тока употребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлодетекторы просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует конкретных способностей, т.к. частота «плывет» под воздействием внешних условий. Чувствительность у них слабая; лучше всего применяются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Приспособление приемопередающего металлодетектора показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и рабочий принцип. Эти приборы дают возможность достигнуть самой лучшей эффективности в собственном диапазоне частот, но сложны схемотехнически, просят особо высококачественной системы катушек. Приемопередающие металлодетекторы с одной катушкой именуются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного размещения катушек по отношению друг к другу отпадает, но схемотехника труднее – необходимо выделить слабый вторичный сигнал на фоне крепкого первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также получается избавиться. Это можно объяснить тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее очень просто выделить.

До щелчка

Металлодетекторы с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на собственную катушку. В первом варианте применяется тот момент, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз увеличивается; когда он может достигать конкретной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все намного большего тона. Собственно на этом принципе возведен «Пират».

В другом варианте техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на собственную катушку. При этом вследствие взаимные действия их ЭМП происходит обоюдная синхронизация: резервные электростанции работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а потом тон. Двухкатушечные металлодетекторы со срывом синхронизации легче импульсных, но менее восприимчивы: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация и в том и другом случае близка к хорошей.

Фазочувствительные металлоискатели – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают собственные устройства так, что точно над объектом звук опять исчезает: частота движения щелчков переходит в ультразвуковую область. Этим методом на ракушечном пляже получается искать золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлодетекторы с накоплением фазы уступают прочим, помимо параметрических.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности главных частот начальных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы особого устройства – водопроводного крана – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу водопроводного крана присоединить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлодетекторе на биениях работают 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного небольшая, защищенная от чужих воздействий, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (просто – оксидом кремния). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед тем как начать поиски рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука обычно не добиваются, а настраивают до очень невысокого тона или хрипа, так удобнее искать. Для изменения тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: очень часто частоту поискового генератора берут в пару раз ниже опорной и работают на гармониках. Это дает возможность, самое первое, избежать плохого в этом случае обоюдного воздействия генераторов; второе, точнее настроить прибор, третье, вести поиск на хорошей в этом случае частоте.

Металлодетекторы на гармониках в общем труднее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно сделанные и настроенные, они совсем не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники совсем не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и другое

Самое популярное недоразумение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлодетекторов это вдвойне ошибочно, т.к. их рабочие хорошие качества сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тащить карман, а не ноги».

При разрабатывании прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Конкретная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных показателей не дотянет. Благодаря этому, подбирая образец для повторения, смотрите в первую очередь описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше возводить другой прибор.

Про размеры катушки

Большая (широкая) катушка эффектнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее территория поиска шире, что дает возможность сделать меньше «находимость ногами». Но, если в зоне поиска окажется большой лишний предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Благодаря этому неплохо бы брать или делать металлоискатель, высчитанный на работу с катушками различного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм с целью поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большущее железо».

Монопетля

Классический вид катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Хорошие качества катушки-монопетли – слабая зависимость показателей от типа грунта, сужающаяся книзу территория поиска, что дает возможность, двигая детектор, точнее определять глубину и размещение находки, и плодотворная простота. Недостатки – небольшая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, склонность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует существенного опыта пользования данным определенным экземпляром прибора. Самодельные металлодетекторы начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы очень легко получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При подборе схемы, чтобы быть уверенным в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, необходимо знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. если вы даже выполняете металлодетектор из купленного набора, индуктивность все равно необходимо проверить измерениями или расчетом, чтобы не взламывать после голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек есть во всемирной сети, но компьютерная программа все ситуации практики рассчитать не может. Благодаря этому на рис. дана старая, десятками лет проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Номограмма для расчета многослойных катушек

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются так:

  • Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по собственному подбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
  • По номограмме находим кол-во витков w.
  • Задаемся показателем укладки k = 0,5, по размеру l (высота катушки) и t (ширина ее) находим площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
  • Поделив S на w, получаем сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
  • Если вышло d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В другом случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.

Помехоустойчивость

Экран Фарадея

Монопетля прекрасно «ловит» помехи, т.к. устроена точно также, как рамочная антенна. Расширить ее помехоустойчивость можно, самое первое, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): железную трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. с правой стороны. Если на исходной схеме возле определения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы дальше), то это означает, что катушка этого прибора должна быть обязательно помещена в экран Фарадея.

Также в первую очередь экран совмещается с общим проводом схемы. Здесь таится подвох для новичков: проводник с заземлением необходимо включать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все же «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и определенную долю поискового ЭМП, что уменьшает чувствительность прибора. Особенно данный эффект виден в импульсных металлоискателях; их катушки полностью невозможно экранировать. В данном случае повышения помехозащищенности можно достигнуть, симметрируя обмотку. Смысл в том, что для удалённого источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может потребоваться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Способы симметрирования катушек индуктивности

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в этом случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлодетектора пропадет как раз тогда, когда она более всего необходима. Благодаря этому симметрировать катушку-монопетлю необходимо перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с достаточным количеством витков перекрестным способом – дьявольский труд, и вот тогда лучше выполнить корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все хорошие качества монопетель в еще большей степени. Плюс ко всему, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация увеличатся. К помехам корзиночные катушки менее чувствительны: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Один недостаток – для катушек-корзинок необходима точно выполненная жёсткая и крепкая оправка: общая сила натяжения многих витков может достигать больших величин.

Корзиночная катушка для металлодетектора Пират

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» равноценна плоской, т.е. выполняет такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что главное для импульсных металлодетекторов, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче застигнуть дисперсию, вызванную объектом. Плюсы неповторимого металлодетектора «Пират» в большинстве случаев обусловливаются тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка трудна и трудоемка.

Новичку собственноручно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлодетекторов «на золото» или, скажем, для описанных дальше металлодетектора-«бабочки» и обычного приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Незаменимое требование: нечетное, и никак иначе, количество прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не потребуется; расчет ведут подобным образом:

  • Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это идеальное сочетание для поисковых катушек.
  • По формуле (2) на рис. вычисляют кол-во витков.
  • По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.

Плоская корзиночная катушка

Как не нужно и нужно мотать корзинки

Некоторые любители берутся собственноручно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или шурупов, мотают по схеме, поз. 2 (в этом случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; спустя каждые 8 витков «узор» повторяется), потом запенивают, поз. 4, оправку тащат, а дополнительную пенку отрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пенку и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы накрутить надежно, необходимо отрезки качественного пластика вклеить в отверстия основы, и собственно тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих программ на компьютере невозможен; методика для плоской корзинки в этом случае неприменима.

Кустарная намотка корзиночной катушки

ДД катушки

Рабочий принцип катушек Монопетля и ДД

ДД в этом случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х похожих половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в территорию пересекания, с правой стороны на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется внезапный крепкий сигнал. ДД-катушка позволяет малоопытному искателю выявить небольшой глубокий прекрасно проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентируются «на золото»; все металлодетекторы с обозначением GOLD укомплектовываются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или совсем отказывают, или нередко дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки довольно большая, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или максимальный, или его совсем нет. Благодаря этому металлоискатели с ДД катушками любят искатели, которых волнует только «находимость на карман».

Примечание: подробно о ДД катушках можно будет выяснить дальше в описании соответствующего металлодетектора. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специализированной оправке, см. дальше, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек реализовываются в большом ассортименте, однако с накрутками продавцы не стесняются. Благодаря этому большое количество любителей делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Самодельные оправки для катушек металлодетекторов

Но это не выход: фанера очень сильно поглощает ЭМП, даёт большую паразитную дисперсию импульсов, а намокнув, способна вообще заглушить прибор. Прекрасный вариант – компьютерный диск либо пластиковая тарелка или блюдце, с правой стороны там же. Сложив 2 посудины и склеив, можно получить герметичный корпус катушки. Для катушек трудных (корзинок, ДД) хороший материал оправки канальный поликарбонат. Он прочный, стоек, на оказывает воздействие на ЭМП, легко отделывается.

Несколько конструкций

Параметрические

Самый примитивной металлодетектор с целью поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенках и перекрытиях можно собрать по рис. Старинный транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, необходимо заменить полярность батарейки.

Самый простой металлодетектор

Этот металлодетектор – магнитодетектор параметрического типа, действующий на НЧ. Тон звука в наушниках разрешается менять, выбирая емкость С1. Под воздействием объекта тон понижается, в отличии от всех прочих видов, благодаря этому с самого начала необходимо достигать «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор выделяет проводку под током от «пустой», на тон накладуется шум 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной преобразователь электрической энергии от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Достаточно хорошо подходит преобразователь электрической энергии от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все приспособление, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Конкретно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает презренное потребление энергии и большой спектр импульсов, облегчающий поиск.

Металлодетектор с примитивным кварцевым фильтром

Чтобы превратить преобразователь электрической энергии в датчик, его магнитопровод необходимо разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как с правой стороны на рис., потом одеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – необходимо заменить местами кончики любой из обмоток.

Параметрическая схема сложнее – на рис. с правой стороны. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраевается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварцевый песок пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и ключевой тон исходя из этого. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится исключительно для примера.

Приемопередающий

Приемопередающий металлодетектор и катушки для него

Намного чувствительнее приемопередающий металлодетектор с ДД катушкой, который можно без большого труда сделать дома, см. рис. Слева – передатчик; с правой стороны – приемник. Там же описаны свойства различных типов ДД.

Этот металлодетектор – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина нахождения: коммунистический пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, полимерный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но вполне можно постичь методику работы с ДД, перед тем как переходить к более трудным конструкциям.

Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к показателям катушек не критичен, были бы точно такие же и размещены строго симметрично. В общем, хороший и не дорогой тренажер для тех, кто желает постичь любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлодетектора и не большая, но дискриминация довольно неплохая не обращая внимания на применение ДД.

Чертеж оправки для намотки ДД катушек

Для налаживания прибора сначала взамен L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Потом закорачивают L1 приемника и выбором R1 и R3 ставят на коллекторах VT1 и VT2 исходя из этого напряжение, равное приблизительно половине напряжения питания. Дальше R5 выставляют ток коллектора VT3 в границах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в данном разделе показывают все плюсы способа собирания фазы. Первый металлодетектор в основном строительного назначения обойдется очень дешево, т.к. его самые трудоемкие части созданы… из картона, см. рис.:

Самый простой импульсный металлодетектор

Наладки прибор не просит; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все изменения сигнала происходят в ней; метод поиска – импульсный. Только одно требование – динамик необходим пьезоэлектрический (кристаллический), традиционный динамик или наушники перегрузят ИМС и она в скором времени поломается.

Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в границах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм имеет 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.

Металлодетектор Бабочка

Металлодетектор «Бабочка», см. рис. с правой стороны, по собственным показателям уже близок к профессиональным приборам: коммунистический пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; полимерный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажного процесса – на рис. ниже. Имейте в виду, тут 2 некоторые катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.

Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет легче, если, самое первое, накрутить катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, если больше, то лучше. Отвод в каждой катушке выполняется от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Второе, если некоторые транзисторы сменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совсем схожие параметры, что главное для схем со срывом синхронизации.

Схема и монтаж металлодетектора Бабочка

Для налаживания «Бабочки» необходимо точно приладить индуктивности катушек. Автор конструкции предлагает раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, однако с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии будет хорошо присоединить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке по сторонам.

Говоря по существу налаживание очень просто: только что собранный прибор пищит. По очереди подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или совсем замолкает. Тут немного добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно достигнуть полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.

Еще о «Пирате»

Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачная и считается классикой для такого случая.

Схема металлодетектора Пират

Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту движения импульсов 120-150 Гц R1 и продолжительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Говоря по существу «хвостики» переизлученных импульсов собираются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который увеличивается Т3 и даёт щелчок в динамике. Резистором R13 изменяется скорость наполнения «резервуара» и, поэтому, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» узнать можно из видео:

Видео: металлодетектор «Пират»

а про специфики его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлодетектора «Пират»

На биениях

Желающие почувствовать все красоты процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлодетектор по схеме на рис. Его характерность, самое первое, экономность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет совсем небольшой ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован оксидом кремния ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед тем как начать поиски необходимую гармонику «ловят» варикапом VD1. Слияние рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлодетектор подходящ для работы со сменными катушками.

Металлодетектор на биениях на логических микросхемах

ИМС 176-й серии лучше поменять на аналогичные 561-й, ток употребления станет меньше, а чувствительность прибора возрастет. Менять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Необходимо либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо применять пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлодетектор не просит. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:

  • Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
  • Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
  • Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.

Легче не бывает

Сейчас выполним данное вначале обязательство: расскажем, как выполнить, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлоискатель, который ищет. Металлодетектор «очень просто» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлодетектор «из радио» импульсный, но для нахождения объектов применяется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах о данном устройстве пишут различное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме принимать не принято. Так вот, чтобы вышло если не «супер», но хотя бы вполне трудоспособное приспособление, его важные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять конкретным требованиям.