В данной статье речь пойдет об одном из простых металлоискателей, сборку которого можно осуществить доступными советскими радиодеталями. К ним можно отнести транзисторы с маркировкой КТ и МП, а также резисторы и конденсаторы из популярной радиоаппаратуры. Большинство нужных деталей без проблем можно найти в старых радиоустройствах.
Схема состоит из пяти узлов, структуру которых можно просмотреть на рисунке 1:
- Задающий генератор частоты, служащий для создания эталонной частоты.
- Поисковый генератор частоты. Его частота будет изменяться при нахождении металла.
- Низкочастотный усилитель для увеличения разности сигнала генераторов.
- Узел, воспроизводящий звук.
- Источник питания.
Данное устройство напоминает металлоискатель на двух транзисторах, но в нем добавлен усилитель звука, и, несмотря на простоту, у него неплохие показатели обнаружения металла. Он отлично подойдет для массового поиска и сбора черного металла. Если найти радиодетали и немного времени, то вы с легкостью соберете металлоискатель на примере этой познавательной статьи.
Сборка элементов схемы
Сборку схемы можно осуществить на одностороннем фольгированном текстолите. Руководствуясь рисунком 2, на котором изображена схема металлоискателя на транзисторах, считаем количество соединений и острым предметом создаем соответствующее количество контактных площадок. После залуживания плата готова к сборке деталей (рис. 3). Для более качественной сборки можно продумать и нарисовать самодельную печатную плату.
Ниже представлен список необходимых деталей и указания к некоторым из них:
- 14 резисторов мощностью от 0,125 Вт. Номиналы:
- R1, R5 – 100 кОм;
- R2, R6, R11 – 10 кОм;
- R3, R7 – 1 кОм;
- R4, R8 – 5,1 кОм;
- R9 – 6,2 кОм;
- R10, R13 – 220 кОм;
- R12 – 3,9 кОм;
- R14 – 3 кОм.
- 14 конденсаторов, желательно термостойких:
- Электролитические на 6 В: С10, С14 – 47 мкФ; С12, С13 – 22 мкФ;
- Переменные конденсаторы С7 – до 10 пФ / от 150 пФ;
- Подстроечный конденсатор C8 – 6 / 25 пФ;
- С1, С11 – 47 нФ;
- C2, C6 – 4,7 нФ;
- C3 – 100 пФ;
- С4 – 47 пФ;
- C5, C9 – 2,2 нФ.
- Пять транзисторов:
- 3.1 VT1, VT2 – КТ315. В качестве аналогов можно использовать КТ3102, КТ312 или КТ316;
- 3.2 VT3, VT4, VT5 – МП35. Заменить можно на МП от 36 до 38;
- 3.3 VT6 – МП39. Подойдут так же МП от 40 до 42;
- 2 диода Д9Ж, или другие – Д18, Д2, ГД 507.
- Элемент питания 4,5 В в виде трех батареек типа АА. Можно использовать батарейку крона 9 В, но в таком случае необходимо поменять электролитические конденсаторы на напряжение выше 9 В.
- Динамик сопротивлением от 5 до 100 Ом. Подойдут динамики из детских игрушек, домофонных трубок, радиоприемников или головной телефон.
- Контактный разъем для батарейки (рис. 4).
- Микропереключатель или тумблер для выключения.
Металлоискатели не могут работать без катушек, выполняющих главную роль в устройстве. В следующем пункте статьи подробно опишем их роль в работе и процесс изготовления.
Создание катушек генераторов
Первичная катушка L1 является образцовой и вместе с конденсатором С3 служит для создания задающей частоты генератора. Вторичная катушка L2 работает таким же образом, но она выполняется без сердечника. Это позволяет воздействовать на нее металлическим предметам и изменять частоту генератора, что и приводит к разности частот для сигнала.
Ниже описано, как изготовить самодельные катушки без особых сложностей.
Для каркаса катушки L1 нужен металлический стержень диаметром 8 мм и длиной 3 см. Можно использовать антенну с радио. На стержень необходимо намотать ватман. Делаем это для возможности регулировки частоты перемещением стержня относительно катушки, поэтому важно чтобы ватман прилегал очень плотно для исключения самопроизвольного перемещения. После окончательной настройки металлоискателя в последнем пункте, можно зафиксировать стержень клеем. Образец катушки изображен на рисунке 5.
Обмотку катушки L1 выполняем проводом ПЭВ диаметром 0,2 – 0,3 мм. Производим намотку 110-ти витков на ватман строго в один ряд, стараясь не допускать пропусков или промежутков между витками. На 16-м витке делаем отвод, не разрывая провода. После намотки можно залакировать провод, но необходимо соблюдать доступность движения металлического стержня внутри. Соединение провода производим согласно схеме.
Вторая катушка L2 выполняется в виде прямоугольной рамки размером 12 x 22 см. Каркас можно выполнить из пластмассы, оргстекла, фанеры и прочего, не проводящего ток, материала. Делаем поднос или собираем только несущий прямоугольник, в который можно будет навалом уложить обмотку. Готовые образцы можно увидеть на рисунке 6.
Провод, как и в первом случае, выбираем марки ПЭВ, но диаметром 0,4 – 0,6 мм. Наматываем 45 витков, делая вывод на 10-м витке. После полного изготовления и настройки металлоискателя можно будет зафиксировать и изолировать обмотку лаком. Соединение со схемой осуществляем экранированным кабелем с наличием минимум двух жил. Такие кабели используются в качественной аудиоаппаратуре и в магистральных линиях связи, так же их можно приобрести в магазине электроники.
Изготовление конструкции металлоискателя
В первую очередь необходимо решить из какого материала выполнить штангу. Предпочтение лучше отдать диэлектрическому материалу, чтобы исключить проблемы в работе металлоискателя. Вариантов много: труба ПВХ, телескопическая удочка, деревянный шест. При выборе стоит учесть такие показатели, как вес, гибкость, способность к разборке, удобство.
Если вы планируете проводить в поисках металла много времени, малый вес и удобный подлокотник с ручкой сэкономят вам много сил. Но не стоит забывать, что легкий материал может гнуться. В случае с ПВХ трубой, это можно компенсировать засыпанным внутрь песком или дополнительными поддерживающими конструкциями. С разборной штангой не будет проблем с транспортировкой. Для реализации этой идеи можно посетить сантехнический магазин, и собрать отличный металлоискатель своими руками на различных переходниках (рис. 7).
После того как определились с выбором штанги, необходимо закрепить на ней катушку. Тут все просто – никакого металла. Воспользуйтесь пластмассовым крепежом, заранее закрепленными ушками на каркасе катушки, переходниками или просто надежным клеем.
Схему помещаем в пластмассовую коробку. Для динамика можно проделать маленькие отверстия для хорошей слышимости. Плату, динамик, первичную катушку и коробочку для батареек можно закрепить клеем. Коробку располагаем в метре от поисковой катушки и крепим удобным способом – с помощью пластмассовых крепежей или клея.
На этом моменте у вас собран простой металлоискатель на транзисторах, нуждающийся в точной настройке и проверке.
Настройка устройства
Настройка металлоискателя заключается в создании одинаковой частоты в обоих генераторах. При достижении такого результата, из динамика будет издаваться максимально низкий, еле слышный тон.
Для начала убираем из радиуса действия металлоискателя все металлические предметы. Учитываем бетонные стены и полы, так как в них может находиться металлическая арматура. Выставляем все переменные конденсаторы в среднее положение. Изменением положения стержня в катушке L1 добиваемся нужного тона или его отсутствия. При дальнейшей эксплуатации устройства пользуемся для регулировки конденсатором С7. После настройки подносим металлический предмет на различные расстояния от поисковой катушки и убеждаемся в работоспособности металлоискателя.
Если металлоискатель не заработал, проверяем блоки и детали схемы. Проверку начинаем с транзисторов, а затем проверяем диоды. Чтобы проверить усилитель звука, достаточно откинуть резистор R9 от генераторов и подключить его к звуковому выходу любого, воспроизводящего звук, устройства (рис. 8).
Если детали и усилитель в рабочем состоянии, то настраиваем транзисторные генераторы. Для этого пробуем изменить номиналы конденсатора С4 и резистора R2 для задающего генератора, и резистора R6 для поискового генератора. Второй генератор можно попробовать запустить подстроечным конденсатором С8.
Даже самые серьёзные и респектабельные граждане, при слове «клад» испытывают легкое волнение. Мы ходим в буквальном смысле слова по сокровищам, которых в нашей земле неизмеримо много.
Но как заглянуть под слой почвы, чтобы точно знать, где копать?
Профессиональные кладоискатели пользуются дорогостоящим оборудованием, покупка которого может окупиться после одной удачной находки. Археологи, строители, геологи, члены поисковых обществ – пользуются техникой, предоставленной организацией, в которой они работают.
А как быть начинающим искателям сокровищ с ограниченным бюджетом? Можно изготовить металлоискатель в домашних условиях своими руками.
Для понимания предмета, рассмотрим конструкцию и принцип работы прибора
Популярные металлоискатели работают, используя свойства электромагнитной индукции. Основные компоненты:
- передатчик – генератор электромагнитных колебаний
- передающая катушка, приемная катушка (в некоторых моделях для компактности катушки объединены)
- приемник электромагнитных колебаний
- дешифратор, выделяющий полезный сигнал из общего фона
- сигнальное устройство (индикатор).
Генератор, с помощью передающей катушки, создает вокруг нее электромагнитное поле (ЭМП) с заданными характеристиками. Приемник сканирует окружающую среду и сравнивает показатели поля с эталонными. Если изменений нет – в схеме ничего не происходит.
- При попадании в зону действия поля какого-нибудь проводника (любой металл), базовое ЭМП наводит в нем токи Фуко. Эти вихревые токи создают собственное электромагнитное поле предмета. Приемник определяет искажение базового ЭМП и дает сигнал на индикатор (звуковое или визуальное оповещение).
- Если исследуемый предмет не металлический, но имеет ферромагнитные свойства, он экранирует базовое ЭМП, также вызывая искажения.
Важно! Существует ошибочное мнение, что грунт, в котором производятся поиски, не должен быть электропроводящим.
Это не так. Главное, чтобы электромагнитные или ферромагнитные свойства среды и объектов поиска были отличны друг от друга.
То есть, на фоне определенных характеристик ЭМП, сформированного средой поиска, поле отдельных предметов будет выделяться.
Разновидности металл детекторов
Понимание особенностей разных схем поможет не только выбрать готовый детектор. Если вы решите собрать металлоискатель для монет своими руками, вам не нужно закладывать в него детектор для водопроводных труб или арматуры в бетоне.
Вы изначально должны знать, для чего нужен прибор, поскольку универсальные металлоискатели имеют высокую стоимость, как при покупке, так и при самостоятельной сборке. К тому же, узкопрофильный прибор более компактный и легкий.
Основные параметры
- Глубина поиска. Определяет проникающую способность для стандартных грунтов: ниже этой полосы катушка не будет реагировать на артефакты.
- Площадь покрытия: чем она шире, тем меньше времени уйдет на «прочесывание». Правда избирательность и чувствительность при этом снижается.
- Избирательность: выделение из множества предметов требуемого объекта. Например, при поиске золотых украшений на пляже, ваш прибор не будет реагировать на стальные заколки для волос, или монеты.
- Чувствительность: чем она выше, тем вероятнее найти мелкие предметы. Правда при этом катушка реагирует на различный мусор, типа гвоздей или шпилек для волос.
- Помехозащищенность. На датчик детектора воздействует множество посторонних факторов: гроза, линии электропередач, мобильные телефоны и пр. Необходимо их отфильтровывать.
- Автономность: это и расход энергии, и запас заряда элементов питания.
- Дискриминация – способность различать артефакты по типу. На этом параметре остановимся подробнее.
Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать высокочувствительный металлоискатель своими руками в домашних условиях из подручных материалов. Также рассмотрим методики сборки, наглядные фото, платы, схемы и чертежи самодельных металлоискателей и металлодетекторов с различным принципом действия
Работа металлоискателя основана на принципе магнитного притяжения. Благодаря этому, устройством через поисковую катушку создается магнитное поле, а затем направляется МП в землю. Вторая катушка металлоискателя принимает обратные сигналы и сообщает про находку при помощи тонального сигнализатора. В момент, когда катушкой проводят над землей и металлический объект обнаруживается рядом с магнитным полем, тон будет изменяться тональность. Это изменение в поле означает, что Вы находитесь рядом с объектом поиска.
Нужно учитывать тот факт, что чем больше катушка, тем чувствительнее становится металлоискатель, хотя в современных приборах зачастую нужно устанавливать небольшие поисковые головки, но оснащенные мощными схемами. Но как его сделать самостоятельно и бесплатно?
Существует четыре типа металлоискателей:
1. Сверхнизкочастотный (СНЧ) искатель: самый простой из домашних средств, сделать его не составляет особого труда. Имеет возможность отслеживать различные металлы (при специальной настройке). Наиболее широко используемый тип.
2. Металлоискатель импульса (ИД): глубинный прибор, способен обнаруживать объекты, находящиеся очень глубоко. Популярен среди профессиональных искателей золота, потому что в основном настроен на цветные металлы.
3. Детектор на биениях: может обнаружить любой металл или минерал в диапазоне своего импульса (на глубину до 1 метра), если его сделать своими руками, то можно различить металлы только определенной группы. Это самый дешевый и простой тип прибора.
4. Радиодетектор: может обнаружить металлы, спрятанные до 1 метра в земле. Его очень быстро делают, в течение нескольких минут, это оптимальный вариант для демонстрации принципа работы прибора или для презентации его на ярмарках детского творчества. Он не такой популярный.
Независимо от типа металлоискателя, который планируете сделать своими руками, большинство детекторов имеют схожую конструктивную сборку. Из чего и как можно сделать самый примитивный металлоискатель.
1. Коробка управления: состоит из платы, микродинамика, аккумуляторного блока и микропроцессора.
2. Держатель: соединяет командный блок и катушку. Часто доходит до величины человеческого роста.
3. Катушка намагничевания: это деталь, которая чувствует металл, а также источник МП. Также известна как «поисковая головка», «петля» или «антенна», состоит из дисков.
4. Стабилизатор (по желанию): нужен для контроля положения детектора.
Делаем высокочастотный металлоискатель
Высокочастотный металлоискатель от прочих моделей отличается тем, что в нем используется сразу две катушки:
· передаточная катушка: внешний контур катушки, в котором находятся провода. Электричество передается по этим кабелям, благодаря этому и создается магнитное поле.
· принимающая катушка: катушка с мотком проволоки. Эта деталь принимает, перерабатывает и усиливает частоты, поступающие из металла в земле, и, следовательно, сигнализирует про находку клада.
Пошаговая инструкция, фото и схемы для начинающих, как сделать высокочастотный металлоискатель:
1. Нужно собрать командный блок. Его можно сделать из компа, из ноутбука или радио.
2. Найдите самую высокую АМ частоту в радио. Проверьте, чтобы приемник не был настроен на радиостанцию.
3. Теперь собираем поисковую головку. Для этого вырезаем два круга из обычного тонкого фанерного листа. Один диаметром где-то 15 сантиметров, другой чуть меньше – 10-13. Это нужно для того, чтобы одно кольцо смогло войти в другое. Теперь необходимо вырезать маленькие деревянные палочки, для параллельного расположения колец относительно друг друга. .
4. От этих пластин отводим 10-15 витков из эмалированного медного провода сечением 0,25 мм от внешнего круга. Теперь нужно прикрепить сооружение к блоку.
5. Подключение к шесту. Установите головку на нижнем конце, радио детектор наверху.
6. Теперь нужно включить радиочастоту, Вы должны услышать слабый тональный звук. Возможно, нужно будет немного поработать с настройкой радио-приемника. При необходимости можно прикрепить к комплекту наушники, для лучшей слышимости.
Собираем импульсный детектор
Нужно собрать блок управления. Взломайте обычный радиоприемник транзисторного типа, чтобы найти части, которые можно использовать. Нам понадобится:
· Аккумуляторная батарея 9 вольт;
· Усилительный транзистор 250 +;
· Маленький динамик на 8 Ом будет делать.
Собираем поисковую катушку
Нужно вырезать 3 кольца из фанеры 3мм, диаметр одного 15 см и двух – 16см. Используйте столярный клей, чтобы сделать бутерброд, с кругом 15 см в центре.
По краю оснастите фанеру 10 витками провода, как и в способе выше.
Настраиваем радиостанцию. Убедитесь, что тональный сигнал звучит, и радиостанция находится вне зоны досягаемости.
Включите блок. Возможно, нужно будет его наклонять. Также перед тем, как сделать металлоискатель своими руками, нужно проверить настройки платы, возможно, он не будет искать металлы из-за настроек платы.
Прикрепите поисковую головку к валу. Проверьте свой металлоискатель на вилке или прочих металлических деталях. Важно: перед тем, как сделать мощный металлоискатель своими руками, нужно подобрать более высокочастотный приемник, в таком случае советуем купить специальный блок для детектора в радио-магазине либо взять за первооснову металлоискатель Терминатор.
В принципе, все достаточно просто, нужно только найти все необходимое и сделать металлоискатель в домашних условиях самостоятельно. Вот еще один способ:
1. Что бы сделать металлоискатель в домашних условиях, первоначально вам понадобиться найти пустую коробку от обычного компакт-диска.
2. Теперь необходимо найти радиоприемник и приклеить его заднюю стенку к первой створке коробки диска. Для этой цели можно использовать как двусторонний скотч или же специальную клейкую ленту.
4. Теперь, когда подобное устройство почти готово, стоит приступить к настройкам. Включите радио и убедитесь в том, что устройство работает, причем работа должна обеспечиваться в AM-диапазоне. При этом также необходимо позаботиться о том, чтобы на данной частоте не работали другие радиостанции. Теперь стоит сделать звук больше и удостовериться, что кроме шума из приемника вы больше ничего не слышите.
5. Теперь проверяем работоспособность созданного металлоискателя. Начинаем закрывать коробку. В определенный момент вы услышите сильный звук. Это значит что радио смогло уловить волны электромагнитные, которые излучались калькулятором.
6. Приоткрывая коробку такой шум будет пропадать. Теперь достаточно приоткрыть коробку так, чтобы шум был не сильно, но слышен. В таком положении преподнесите коробку к любому металлическому предмету. После этого можно будет слышать опять этот сильный шум. Громкий звук говорит о том, что модель металлоискателя работает. В этом случае можно с помощью него искать не только потерявшиеся в доме металлические вещи, но и направиться в лес или в другое место, для того чтобы найти что-нибудь интересное, а может быть и драгоценное. Но все же лучше такое приспособление использовать именно в домашних условиях
Даже самый простой металлоискатель, изготавливаемый своими руками, нуждается в индуктивной катушке. Она представляет собой кольцо диаметром от 6-8 см до 14-16 см в зависимости от размеров металлических предметов, которые предстоит искать. Для изготовления самодельной катушки берется заготовка подходящего диаметра, на которую наматывается медный эмалированный провод сечением 0,4-0,5 мм. Количество витков можно рассчитать по известной формуле, учитывающей диаметр катушки. После намотки катушку аккуратно снимают с заготовки и закрепляют с помощью изоляционной ленты. Она защитит ее от механических повреждений и попадания атмосферной влаги. После этого поверх катушки наматывают фольгу-экран с разрывом длиной примерно 10-15 мм.
Полученный экран не должен представлять собой короткозамкнутый виток. Поверх экрана необходимо намотать с шагом 1 см медный луженый провод, который подключается к оплетке коаксиального кабеля, ведущего к электронному блоку. Катушка подключается к схеме двухпроводным коаксиальным кабелем.
Рекомендуется изготовить несколько катушек с разными внутренними диаметрами, что позволит подключать их применительно к каждому конкретному случаю. В заключение остается оформить металлоискатель конструктивно: электронный блок помесить в герметичный корпус, защищенный от влаги и пыли, а индуктивную катушку установить на конец неметаллического шеста необходимой длины. В качестве источника звукового сигнала, формируемого электронной схемой, может быть использован небольшой динамик или наушники, если предстоит пользоваться устройством в зашумленных местах. Электропитание прибора осуществляется от автономного источника тока – батарейки или аккумулятора.
Глубинный самодельный металлоискатель отличается от поверхностного более высокой чувствительностью, позволяющей находить металлические предметы на глубинах до нескольких метров. Кроме этого, в таких устройствах предусмотрена селективность, позволяющая игнорировать мелкие предметы. В технологическом отношении такое устройство ничем не отличается от вышеописанного. Как правило, индуктивная катушка для глубинного металлоискателя изготавливается большего диаметра (до 300 мм) и имеет более качественную защиту от внешних помех. Настройка такого устройства может потребовать использования электронной измерительной аппаратуры. Это позволит добиться необходимого уровня чувствительности устройства.
Любые металлодетекторы работают на основе принципов известных по школьной программе «токов Фуко». Не будем вдаваться в подробности экспериментов. При сближении поисковой катушки и металлического предмета в генераторе происходит изменение частоты, о чем прибор сообщает звуковым сигналом. Если в наушниках раздается писк, значит, под землей лежит что-то металлическое. Современные изобретатели работают над двумя задачами: увеличение поисковой глубины; улучшение идентификационных параметров приборов; снижение энергозатрат; удобные эксплуатационные характеристики.
Как сделать металлоискатель в домашних условиях? Стоит немножко познакомиться с электроникой и почитать физику для 7-го класса средней школы. Будет полезен опыт работы с некоторыми инструментами и подручными средствами. Необходимо изучить и опробовать некоторое количество электросхем, чтобы выбрать из них ту, которая действительно будет работать
Материалы, которые понадобятся при работе:
маленький генератор (от старого магнитофона); кварцевый резонатор; пленочные конденсаторы и резисторы; виниловое или деревянное кольцо для поисковой катушки; пластиковая, бамбуковая или деревянная трость – держатель; алюминиевая фольга; провода для обмотки катушки; пьезоэлектрический излучатель; металлическая коробка – экран; наушники для приема звукового сигнала от прибора; две одинаковые трансформаторные катушки; 2 батарейки «Крона»; упорство и терпение.
Последовательность сборки поискового металлоискателя Из фанерного круга диаметром 15 см изготавливают поисковую катушку: провод витками (15-20) наматывают на шаблон. Зачищенные концы припаивают к соединительному кабелю. По периметру катушки поверх проволоки наматывают слой ниток для закрепления. Все детали схемы паяются на печатной плате из текстолита в следующем порядке: конденсаторы, система резисторов, кварцевый фильтр, усилитель сигнала, транзистор, диоды, поисковый генератор. В подготовленный корпус вкладывают спаянную плату, соединяют ее с поисковой катушкой и крепят на палке-держателе. Сигнал от поисковой катушки, отраженный металлическим предметом, повышает частотность генератора. Усиленный кварцевым фильтром, он преобразуется амплитудным детектором в постоянный импульс, который вырабатывает звук.
Принцип работы металлоискателя сводится к тому, что при приближении металлического предмета к катушке индуктивности генератора - основного узла прибора - частота генератора изменяется. Чем ближе предмет и чем он больше, тем сильнее его влияние на частоту генератора.
А теперь рассмотрим конструкцию простого металлоискателя собранного на двух транзисторах. Схема металлоискателя Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме емкостей трехточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-С3 и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется- увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной- медь, латунь.
Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный на втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трехточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и не намного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником катушки. Кроме того, каскад на транзисторе VT2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний. Нагрузкой детектора являются головные телефоны BF1; конденсатор С1 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.
Колебательный контур приемника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора VT2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биения. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1кГц, т. е. 1000Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится- в зависимости от вида металла она или понизится, или станет выше.
Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны- высокоомные ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800...1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько выше. Резисторы- МЛТ-0,25, конденсаторы- КЛС-1 или БМ-2.
Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0.35 (подойдет провод ПЭЛШО 0.37).
Конструкция катушки L2. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20...22мм, закрепленный постоянно, другой (2)-35...40мм (подвижный- для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5)-55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.
Источники питания- батарея 3336, выключатель SA1- тумблер, разъем Х1- двухгнездая колодка.
Транзисторы, конденсаторы и резисторы смонтированы на плате из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом, многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200х350 мм. Катушку L1 прикрепляют ко дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5...7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянную ручку примерно метровой длинны.
Налаживание металлоискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измеряют напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода- плюса питания)- оно должно быть 2.1В. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора - оно должно быть 1 в (устанавливают точнее подбором резистора R4). После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты.
Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30...40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.
На элементах IC1.1 и IC1.2 собраны генераторы частот 160кГц и 161кГц соответственно. Где C1, L1- колебательный контур первого генератора, C4, L2- колебательный контур второго генератора. Индуктивность второго генератора L2 является поисковой катушкой. На элементе IC1.3 собран смеситель, на выходе которого получаем разность частот генераторов, равную 1000Гц. При появлении металлического предмета рядом с поисковой катушкой ее индуктивность меняется и меняет частоту генератора, что в свою очередь меняет частоту на выходе смесителя. Переменный резистор R5 является регулятором громкости. Элемент IC1.4 используется как буферный каскад-усилитель, отсекая лишние частоты и усиливая сигнал. На элементах VT1, VT2, VT3 собран двухтактный усилитель, рассчитанный на работу с наушниками сопротивлением 32-200 Ом.
Микросхема IC1 применена типа CD4030. Ее можно заменить любой другой микросхемой ИЛИ КМОП технологии. VT1, VT3- BC547, VT2- BC557. Все электролитические конденсаторы на напряжение 16В. Резисторы мощностью 0.125Вт. Напряжение питания- 6В.
Катушка L1- индуктивностью 100мГн.
Поисковая катушка L2- 140 витков провода диаметром 0.8мм, диаметр катушки- 150мм.
Настройка сводится к настройке генераторов на частоты около 160кГц с разностью в 1кГц.
При попадании в рабочую зону катушки металлического предмета между катушками меняется индуктивная связь. При этом на выводах катушки L2 появляется сигнал, ограниченный по амплитуде (если предмет большой) диодами VD1 и VD2, который впоследствии усиливается при воздействии операционного усилителя DA1.1.
На выходе фильтра, который построен на этом операционном усилителе, появляется постоянное напряжение, увеличивающееся по мере приближения катушек к цели из металла. Далее напряжение переходит на инвертирующий вход в компараторе DA2.1. Он сравнивает это напряжение с опорным, подаваемым ко второму его входу.
При срабатывании компаратора снижается его напряжение на выходе, это приводит к закрытию транзистора VT3, и активизируется звуковой генератор, сделанный на основе микросхемы DA2.2. Из звукового генератора сигнал переходит на усилитель, оттуда – на главный телефон от слухового аппарата. Регулировать громкость можно при помощи переменного резистора R38.
Для намотки катушки используется окружность диаметром 14 см. На каждую катушку положено сделать 200 витков медного провода с изоляцией. Провод должен иметь диаметр 0, 27 мм и отводить его нужно с середины катушки. Перед тем, как снять готовую катушку с оправы, ее нужно перевязать, после снятия – намотать на нее нить, чтобы витки плотнее прилегали друг к другу. Снятой катушке придают конфигурацию как на рисунке 2 и закрепляют ее нитками к пластиковой тарелке. Внизу должна находиться передающая катушка, а вверху – приемная.
На приемной катушке должен быть алюминиевый экран с отверстием, предназначенным для исключения короткозамкнутого витка. Необходимо выводы катушек подсоединить к устройству при помощи экранированного кабеля. Вертикальные витки катушек должны разделяться расстояниями в 25 мм. Последний этап – закрепление катушек клеем или герметиком.
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.
Я без сомнения могу сказать, что это самый простой металлоискатель из всех что я видел. В основе которого лежит всего одна микросхема TDA0161. Вам не нужно будет ничего программировать – просто собрать и все. Еще, его огромное отличие в том, что он при работе не издает никаких звуков, в отличии от металлоискателя на микросхеме NE555, который изначально неприятно пищит и о найденном металле нужно догадываться по тональности.
В этой схеме зуммер начинает пищать только тогда, когда обнаружит металл. Микросхема TDA0161 это специализированный промышленный вариант для индукционных датчиков. И на ней в основном строят металлодетекторы для производства, дающие сигнал при приближении металла к индукционному датчику.
Приобрести такую микросхемку можно на -
Стоит она не дорого и вполне доступна каждому.
Вот схема простого металлоискателя
Характеристики металлоискателя
- Напряжение питание микросхемы: от 3,5 до 15В
- Частота генератора: 8-10 кГц
- Потребляемый ток: 8-12 мА в режиме сигнализации. В состоянии поиска примерно 1 мА.
- Рабочая температура: от -55 до +100 градусов Цельсия
Для питания хорошо подойдет аккумулятор от старого сотового телефона.
Катушка: 140-150 витков. Диаметр катушки 5-6 см. Можно переделать на катушку большего диаметра.
Чувствительность будет зависеть напрямую от размеров поисковой катушки.
В схеме я использую и световую сигнализацию и звуковую. Можно выбрать что-нибудь одно, если хотите. Зуммер с внутренним генератором.
Благодаря такой несложной схеме можно сделать карманный металлодетектор или большой металлоискатель, в зависимости от того что вам больше необходимо.
Металлоискатель после сборки работает сразу и в настройки не нуждается, за исключением выставлением порога срабатывания переменным резистором. Ну это стандартная процедура для металлоискателя.
Так что друзья, собирайте вещь нужная и, как говориться, в хозяйстве сгодиться. К примеру, для поиска электропроводки в стене, хоть гвоздей в бревне…