Металлоискатель своими руками - как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64... 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 - 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1...2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 ...100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7...0,75 мм . Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100... 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Металлодетектор используют при поиске предметов с определенными электромагнитными характеристиками, а именно металлов. В профессиональной деятельности данный прибор используется службами, проводящими досмотр, археологами, геологами и профессиональными кладоискателями. Помимо этого, прибор, обнаруживающий металлы, часто применяют в строительстве, например, для обнаружения арматуры, проводки и профилей в стенах.

Профессиональное оборудование имеет очень существенный недостаток — очень высокую стоимость , которая варьируется в зависимости от глубины обнаружения, типа интерфейса и функции распознавания металла.

Потребность в наличии металлоискателя возникает и у обычных людей. Зачастую это те, кто решил попробовать себя в роли кладоискателя. В отличие от профессионалов, которым оборудование или предоставляется организацией, начинающие любители не всегда хотят приобретать дорогой прибор. Это обуславливается тем, что такая покупка не будет использоваться для профессионального применения и вряд ли себя реализует.

Для любителя, который только начинает работу с данными аппаратами, может подойти собранный самостоятельно металлоискатель. Самодельные приборы относительно простые в изготовлении, в интернете есть много подробных инструкций. Металлоискатель своими руками может собрать любой человек при наличии желания и требуемых в сборке компонентов; и их сборка под силу даже тем, кто слабо разбирается в радиомонтаже. Самодельные приборы могут обладать как относительно слабыми характеристиками, так и не уступать фирменным дорогим товарам. Перед тем как собирать прибор, нужно знать его устройство и разновидности.

Для того чтобы понимать, какой именно металлодетектор нужно собирать, необходимо определиться с перечнем проводимых работ, а также тем, какие именно металлы будут целью поиска. Внешне похожие приборы для поиска золота и проведения строительных работ отличаются по конструктиву и техническим характеристикам. Существуют следующие общие параметры поисковых устройств:

Дискриминация поиска может происходить по трем вариантам:

• Пространственная, которая указывает на размещение найденного объекта в зоне электромагнитного поля, а также его глубине нахождения.
• Геометрическая, показывающая размеры и форму найденного объекта.
• Качественная, определяющая то, какими свойствами обладает найденный материал.

Диапазон рабочих частот

Металлоискатели работают в определенном диапазоне частот:

• Сверхнизко частотные, до нескольких сотен Гц. Мощные металлоискатели, требующие высокого напряжения, внушительные габариты, и компьютерная расшифровка сигнала делают денные приборы непригодными для любительского применения.
• Низкочастотные, до нескольких кГц. Достаточно простые схемы и конструкция, хорошая помехоустойчивость и малочувствительны к грунту. Обладают проницанием в зависимости от подаваемого вольтажа, вплоть до 5 метров. Острее всего реагируют на черные металлы и железобетонные конструкции.
• Повышенной частоты, до десятков кГц. Обладают более сложными схемами, но менее требовательны к катушкам. Относительная помехоустойчивость и глубина обнаружения до полутора метров. Очень плохо работают во влажных и минеральных грунтах.
• Радиочастотные, применяются для поиска цветных металлов, например, золота. Глубина обнаружения меньше метра в сухих почвах, очень критичны к конструкции и качеству применяемых катушек.

Классификация по виду поиска

Существует много методов поиска, но многие из них применимы только в профессиональной деятельности, и нереализуемы в самодельных устройствах. К более применимым в домашних условиях можно отнести:

• Без приемника (параметрический).
• На биениях.
• Накопление фазы.
• Приемо-передающий.

Параметрический металлоискатель

В данных приборах нет приемной катушки и приемника, и обнаружение объекта происходит за счет его влияния на катушку генератора, изменение ее параметров, таких как частота и амплитуда вырабатываемых колебаний, фиксируется разными возможными способами. Достаточно просты в сборке и обладают относительно высокой помехоустойчивостью. Чаще используются как магнитодетекторы ввиду слабой чувствительности.

Приемо-передающее устройство

Прибор состоит из передающей и принимающей катушек, передатчика ЭМ колебаний, а также может оснащаться дискриминатором, который будет обнаруживать только определенные металлы.

Катушка создает электромагнитное поле ; если в ее зоне окажутся материалы, обладающие отличным электромагнитным полем, то приемник улавливает их, и подает звуковой сигнал об обнаружении. Если обнаруживается объект не обладающий электропроводными свойствами, но имеющий ферромагнитные характеристики, то он исказит электромагнитное поле за счет экранирования.

Данные приборы добиваются лучшей производительности в своем рабочем частотном диапазоне, но их самостоятельное изготовление требует качественной системы катушек, которые должны идеально располагаться относительно друг друга.

Приемо-передающий металлодетектор с одной катушкой называют индуктивным. Его создание проще за счет того, что не нужно подбирать катушки, но требуется разделять вторичный слабый сигнал относительно излучаемого первичного.

Фазочувствительный прибор

Данные металлодетекторы представлены импульсными с одной катушкой или приборами с двумя катушками, на каждую из которых воздействует отдельный генератор.

В случае с импульсным фазочувствительным металлоискателем, излучаемые импульсы при столкновении с искомым металлом задерживаются, и во время нарастающего сдвига фаз дискриминатор срабатывает и подает сигнал. Чем ближе прибор к объекту, тем чаще становятся сигналы. На этом принципе работает популярный самодельный металлоискатель «Пират» с дискриминацией металлов.

Принцип работы прибора с двумя катушками основан на том, что электромагнитные поля двух катушек синхронизируются и работают в такт; а при искажении поля происходит рассинхронизация, и дискриминатор начинает издавать сигналы. Этот вид прибора проще изготовить, чем одно катушечный, но глубина возможного обнаружения снижается.

На принципе гармоники

В данном приборе конструктивно находятся две катушки: рабочая и опорная. Опорная колебательная катушка маленькая, защищенная от посторонних наводок, или стабилизирована резонатором. Частота рабочей поисковой катушки зависит от наличия искомых предметов в зоне излучения.

Перед началом поисков они настраиваются на совпадение частот и, как следствие, однотонного звука. Изменение тональности означает попадание металлических предметов в зону электромагнитного поля, и от уровня изменения определяют размер и глубину предмета.

Катушки металлоискателя

Главным требованием к качеству самодельных приборов является грамотное изготовление катушки и ее надежное экранирование .

При создании прибора, схему прибора подгоняют под катушку до получения оптимальных значений. С неправильно подобранной катушкой металлоискатель если и будет работать, то с очень плохими характеристиками. В связи с этим при выборе варианта для изготовления нужно внимательно смотреть на описание катушки. Если оно недостаточно полное, лучше изготовить другой прибор.

Размер катушки также важен. Широкие глубже прозванивают грунт, но в случае обнаружения крупных предметов, их сигнал забьет потенциально нужные мелкие предметы. Также, чтобы увеличить глубину обнаружения, нужно иметь более широкую катушку.

Общепринято использовать катушки диаметром до 90 мм при поисках профилей и арматуры, до 150 мм на мелочевку, а диаметры до 600 мм для поиска крупногабаритного железа.

Будет идеально, если металлоискатель рассчитан на работу с катушками разных габаритов.

Помехоустойчивость

Катушки хорошо ловят различного вида наводки, и существует 2 распространенных способа повысить помехоустойчивость:

Корзинки

Данные катушки представлены плоским и объемным вариантами, они стабильны, менее чувствительны к наводкам, обладают высокой дискриминацией. Для новичка проще наматывать плоскую катушку.

В качестве ее оправки могут выступать компьютерные диски, тарелки и блюдца, а рассчитать обмотку можно самостоятельно. Объемный же вариант намотать без расчёта с применением компьютерных программ невозможно.

Простой металлоискатель своими руками

Данный вариант самодельного металлоискателя состоит из дешифратора сигналов, сигнального устройства и катушки. Для его сборки потребуются:

• Микросхема PIC12F675 или ее аналоги и программатор для прошивки.
• Резонатор на 20 мГц.
• Стабилизатор напряжения AMS1117.
• Конденсаторы на 15 пФ и 100 нФ керамические, электролитический на 10 мкФ и пленочный на 100 нФ.
• Резисторы 470 Ом, 10 кОм.
• Звуковой излучатель.

Пайка производится навесным или монтажным способом, для питания схемы требуется напряжение 9−12 В. Стабилизатор контролирует выходные 3,3 В.

Катушка наматывается на оправку 10 см проводом сечения 0,3 мм. Требуется плотно намотать 90 витков, и полученную конструкцию плотно обмотать скотчем и поместить в экран Фарадея.

Получается достаточно мощный металлоискатель для глубинного поиска, которому можно задать дискриминацию: при обнаружении черных и цветных металлов будет издаваться звук разной частоты.

Профессиональные металлодетекторы зачастую довольно дорогие и не по карману любителям. В интернете существуют схемы металлоискателей, некоторые из них можно собрать своими руками, не имея особых навыков радиомонтажа и профессионального оборудования. При желании можно собрать даже подводный металлодетектор, который будет одинаково работать как на суше, так и в воде.

Для того чтобы самостоятельно собранный прибор идеально выполнял все возможные требования, необходимо разбираться в конструкции металлоискателя, определиться с видом поисковых работ, которые будут проводиться с прибором после его сборки. Это поможет подобрать именно тот вариант исполнения металлодетектора, который необходим начинающему кладоискателю.

Многие люди необоснованно считают, что самодельные металлоискатели по многим параметрам уступают фирменным образцам, произведенным на заводе.

Но по факту, правильно собранные своими руками конструкции, порой, оказываются не только лучше, но и дешевле «заводских» конкурентов.

Стоит знать: большинство кладоискателей и краеведов, чтобы сэкономить денежные средства, стараются выбрать наиболее дешевые варианты. В результате они либо сами собирают металлоискатели, либо приобретают самодельные кастомные устройства.

Новичков, а также людей, не разбирающихся в электронике, на первых порах пугает обилие не только специальной терминологии, но и различных формул и схем. Однако если немного вникнуть, то все сразу становится понятно, даже имея знания, полученные на школьных уроках по физике.

Поэтому стоит, прежде всего, разобрать принцип действия металлоискателя, что он собой представляет и как его можно самостоятельно собрать в домашних условиях.

Как работает

Принцип функционирования данного устройства заключается в использовании электромагнитного поля. Оно создается катушкой передатчика и после столкновения с предметом, который проводит ток (а это большинство металлов), создаются вихревые токи, которые вносят искажение в ЭПМ катушки.

В тех случаях, когда предмет не является электропроводящим, однако обладает своим магнитным полем, создающиеся им помехи будут также уловлены за счет экранирования.

После этого изменения электромагнитного поля поступают непосредственно на блок управления, который для оповещения о находке человека издает специальный звуковой сигнал, а в более дорогих моделях выводит данные на дисплей.

Стоит разобрать, как происходит создание подобных устройств по примеру металлоискателя типа «Пират».

Металлоискатель «Пират»

Делаем печатную плату своими руками

Сначала необходимо создать печатную плату, где в дальнейшем будут находиться все узлы металлоискателя. Лучше всего подходит метод лазерно-утюжной технологии или просто ЛУТ.

Для этого будет необходимо выполнить этапы изготовления в следующей последовательности:

1. В начале необходимо, используя исключительно лазерный принтер, напечатать соответствующую схему, созданную через программу Sprint-Layout. Лучше всего использовать для этого фотобумагу маленькой плотности.
2. Проводим подготовку заготовки из текстолита, сначала ошкуриваем, после чего проводим очистку раствором. Она должна иметь размеры 84х31.
3. Теперь на заготовку сверху кладем фотобумагу со схемой лицевой стороной, на которой она была напечатана. Накрываем листом А4 и начинаем проглаживать горячим утюгом, для того, чтобы перенести на текстолит схему разметки.
4. После закрепления схемы из тонера помещаем все это в воду, где аккуратно пальцами убираем бумагу.
5. Далее при наличии размазанных участков исправляем их с помощью обычной иголки.
6. Теперь плату нужно положить на несколько часов в раствор медного купороса (можно также хлорного железа).
7. Тонер удаляется без проблемы любым растворителем, например, ацетоном.
8. Сверлим отверстия для размещения в дальнейшем конструктивных элементов (сверло должно быть очень тонким).
9. Последний этап заключается в луде дорожек платы. Для этого на поверхность намазывается специальный раствор «ЛТИ-120», который нужно размазать припой паяльника.

Установка элементов на плату

Данный этап создания металлоискателя заключается в монтаже всех элементов на созданную плату:

1. Главной микросхемой является отечественная КР1006ВИ1 или её иностранный аналог NE555. Учтите, до монтажа под ней нужно запаять перемычку.
2. Дальше устанавливается двухканальный усилитель К157УД2. Его можно купить или взять из советских магнитофонов.
3. После этого монтируют 2 SMD-конденсатора, а также один резистор типа МЛТ С2-23.
4. Теперь нужно произвести пайку двух транзисторов. Один должен быть NPN-структуры, а другой PNP. Желательно использовать ВС557 и ВС547. Однако подойдут и аналоги. В качестве полевого транзистора рекомендуется брать IRF-740 или иные варианты, имеющие схожие характеристики.
5. Последними устанавливаются конденсаторы. Их стоит брать с минимальным показателем ТКЕ, что увеличит термостабильность всей конструкции.

Примите к сведению: тяжелее всего будет достать из этой схемы усилитель К157УД2. Причина в том, что это уже старая микросхема. Именно поэтому можно попробовать найти аналогичные современные варианты со схожими параметрами.

Создание самодельной катушки производится на оправе диаметром в 20 см. Общее количество витков должно составлять примерно 25 шт. Данный показатель исходит из того, что используется проволока ПЭВ, которая имеет диаметр в 0,5 мм.

Однако есть определенная особенность. Общее количество витков можно изменить в большую или меньшую сторону. Чтобы найти наиболее оптимальный вариант, нужно взяв монетку проверить, в каком случае будет самое большое расстояние её «улавливания».

Иные элементы

Сигнальный динамик можно использовать, взятый от портативного радио. Важно, чтобы он имел сопротивление 8 Ом (возможно использование китайских вариантов).

Для проведения настройки понадобятся две разные по мощности модели потенциометра: первый на 10 кОм, а второй уже на 100 кОм. Для минимизации влияния помех (исключить их полностью буде тяжело), рекомендуется использовать экранированный провод, который будет соединять схему и катушку. Источник питания металлоискателя должен составлять минимум 12 В.

Когда вся конструкция будет проверена на работоспособность, необходимо сделать каркас для будущего металлоискателя. Однако здесь можно дать лишь некоторые рекомендации, ведь каждый будет его создавать из имеющихся под руками предметов:

• чтобы сделать штангу удобней, стоит приобрести метров 5 обычной трубы из ПВХ (которые применяются в водопроводе), а также несколько перемычек. На её верхнем конце стоит установить специальную подставку для рук, чтобы более удобно было держать. Для платы можно найти любую коробку соответствующего размера, которую нужно закрепить на штанге;
• чтобы запитать систему, можно использовать аккумулятор от обычного шуруповерта. Его преимущества заключается в малом весе и большой емкости;
• при создании корпуса и конструкции учтите, что в них не должно присутствовать никаких лишних металлических элементов. Причина в том, что они значительным образом искажают получаемое электромагнитное поле будущего прибора.

Проверка металлоискателя

Прежде всего, необходимо настроить чувствительность, используя потенциометры. Порогом будет равномерное, при этом не очень частое, потрескивание.

Так, пятирублёвую монету он должен будет «находить» с расстояния приблизительно 30 см, а вот если монета имеет размеры как советский рубль, то уже где-то с 40 см. Металл больших и объемных размеров он «увидит» с расстояния более метра.

Такой прибор не сможет искать на значительной глубине мелкие предметы. К тому же он не будет способен различать размеры и тип найденного металла. Именно поэтому, занимаясь поиском монет, можно будет натыкаться и на обычные гвозди.

Такая модель самодельного металлоискателя подойдет для людей, которые только начинают осваивать азы кладоискания или не имеют нужных средств для приобретения дорогостоящего прибора.

Их этого видео Вы узнаете, как сделать самодельный металлоискатель:

За счет своих электрических или магнитных волн, металлодетектор, или как его еще называют металлоискатель, способен различать и реагировать на металлические предметы скрытые в другой среде. Данный прибор, является незаменимым помощником для службы досмотра, экологов, строителей, для “добытчиков золота” и многих других специальностей. Средняя цена металлоискателя в Российской Федерации варьируется от 15-60 тысяч рублей. Эта статья рассчитана для тех, кто не хочет переплачивать, желает самостоятельно разобраться в устройстве, и сделать металлодетектор своими руками.

Металлоискатель, его устройство и принцип работы

Принцип работы металлоискателя сложный только на словах. Суть его заключается в образовании магнитных полей с помощью электрического напряжения, когда эти самые волны встречают на своем пути металлические предметы, аппарат издает сигнал, уведомляя о находке. Для новичков, не сталкивавшихся еще с подобными “изобретениями” это кажется довольно сложно, однако если внимательно следовать инструкции, на деле окажется все намного легче. И немного разобравшись, можно будет с легкостью создать прибор, для нахождения старинной монеты на глубине 30 см под землей.

Катушка

Для того чтобы создать магнитное поле, необходимо чтобы ток, прошел именно через бунт (связку, намотку ) медной проволоки с нейлоновой изоляцией. Ее наматывают на пластиковую катушку несколько раз. Затем обматывают полиэстеровой, прочной упаковочной лентой. Это нужно для того, чтобы проволока не смогла раскрутиться обратно. Если внутрь бобины (специальная катушка ) поместить чистое железо, магнитное поле значительно усилится, такой метод обычно применяют для охранных металлодетекторов.

Электронная схема

Работа системы полностью зависит от электронной схемы, это мозг прибора. Оставшийся кусок медной проволоки припаивают к печатной плате, другой выход платы подсоединяют электрическими проводками к датчикам: светодиодам, вибраторам, динамикам. В случае столкновения магнитных волн с металлом, электрический сигнал поступит от катушки к индикаторам через плату. Пожалуй, это самая сложная часть создания прибора своими руками. Затем приспособление калибруют, настраивают, помещают в пластиковый защитный корпус.

Основные параметры

По своим свойствам металлоискатели делят на основные 3 группы: глубинные, подводные, грунтовые. По названию сразу понятно в чем их особенности. Хотя нередко, создают гибриды, например у грунтовых -- водонепроницаемую катушку с корпусом. Естественно, такие будут стоить на порядок выше. Чтобы сделать металлодетектор самому, нужно четко представлять, для каких целей он будет использоваться, исходя из этого есть общие параметры прибора:

• Глубина действия под землей, у каждого прибора есть своя “проникающая способность”. Конечно это также зависит от плотности, рода грунта, наличия в ней камней, но это уже второстепенное.
• Диаметр зоны поиска, вы должны сразу для себя определить, какой диапазон будет оптимален, и от этого отталкиваться, выбирая, или собирая металлоискатель.
• Чувствительность прибором металла. Здесь и возникает вопрос, с какой целью будет использоваться аппарат: для кладоискателей, мелочь будет только мешать, а вот для охотников за потерянными украшениями на пляже, важно не упускать ничего, даже самую мелочь.
• Избирательность металла. Есть приборы которые реагируют только на определенные драгоценные сплавы.
• Мощность и энергосбережение, стандартная характеристика любого беспроводного устройства.
• У совсем новых моделей, есть такая особенность как “дискриминантность”, позволяющая выводить на табло устройства примерную глубину, расположение, сплав металла.

Глубина обнаружения

В среднем, глубина поиска у металлоискателя составляет от 1 до 100 сантиметров. Разные модели, имеют разную точность и глубину действия. В основном диапазон видимости зависит от размера катушки, чем она больше, тем глубже вы сможете заглянуть. И самая первая ошибка большинства новичков, не зная зачем, не зная для чего, они выбирают металлоискатель с наибольшей глубиной исследования. В среднем, старинные монеты зарыты на 30-35 сантиметров, а утерянные драгоценные украшения еще ближе к поверхности. К тому же, чем больше глубина, тем больше погрешностей и ошибок. Можно вырыть 10 ям глубиной в 1 метр, за тоже время найти действительно что то ценное практически на поверхности, абсолютно не утруждаясь.

Частота работы

Как и любое устройство, металлодетектор имеет взаимосвязь своих комплектующих. Используя прибор на полную мощность, вы увеличиваете энергозатратность батареи. Если рассмотреть металлоискатель в целом, то можно сделать вывод, что все его комплектующие габариты и функциональность зависят от частоты генератора. Это пожалуй, самое главный критерий оценивания, по которой их классифицируют:

1. Первый вариант совершенно не любительский -- сверхнизкочастотный. Без определенной компьютерной поддержки он не сможет работать. Вслед за катушкой должна следовать специальная машина, которая будет не только обрабатывать сигнал оператору, но и подавать заряд, по причине немалой энергозатратности. Его диапазон составляет менее 100 Гц.
2. Второй вариант также не является простым бытовым прибором -- низкочастотный. Диапазон варьируется от 100 Гц до 10 кГц. Также требует большие энергозатраты, в основном рассчитаны на поиск черных металлов глубиной до 5 метров. Требует компьютерной обработки сигналов, но даже при его помощи, имеет большую погрешность в распознавании сплава и его объема на больших глубинах.
3. Универсальные, более сложно-устроены, компактные -- высокочастотные металлоискатели. С помощью такого устройства можно найти металл 1,5 метра глубиной. Имеет среднюю помехоустойчивость, но хорошую чувствительность, на небольшой глубине, есть возможность определить сплав и размеры металла, с довольно хорошо точностью. Имеет диапазон до 30 кГц.
4. Радиочастотные металлодетекторы, их наверное видел каждый, стандартный прибор подходящий для устремленных любителей. Имеет отличную дискриминацию глубиной до 0,5 метра. Если грунт не имеет магнитных свойств, например песок, или рядом нет радио или телестанции, то это просто отличный универсальный аппарат.Его энергозатратность по сравнению с представителями выше очень мала. А его полная эффективность будет также зависеть от его комплектующих, во многом от катушки.

Сборка металлоискателя своими руками

В простор интернета большое количество схем, видео, форумов, советов по сборке металлодетектора. И среди множества отзывов, есть много отрицательных по поводу аппарата собственного производства. Многие пишут, что у них не получилось, не работает, что лучше купить нежели потратить кучу времени… Ответить на подобные комментарии очень просто: если задаться целью, и подойти к вопросу серьезно, то производство собственными руками, окажется намного лучше заводских металллодеткоров. Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам.

Возможно ли сделать металлоискатель своими руками?

Человеку, который хотя бы на школьном уровне знает и интересуется физикой и электроникой, подобная задача не составит особого труда. И дело останется лишь за подбором качественных материалов. Но и новичкам не следует отступать, шаг за шагом, следуя по инструкции, добавив немного упорства, все непременно получится.

Самостоятельное изготовление печатной платы

Самый сложный этап в сборки детектора -- изготовления печатной платы. Так как это мозг всей конструкции, и без нее прибор просто не будет работать. Возьмем для начала самую простую технологию изготовления -- Лазерно-утюжную.

• Изначально нам понадобится схема, конечно в интернете их огромное количество. Но если человек задался целью сделать все сам, на помощь придет специальная программа Sprint-Layout, которая поможет вам ее разработать.
  И так, имея готовый схематический рисунок платы, мы распечатываем ее при помощи лазерного принтера, это важно, на фотобумаге. Многие рекомендуют использовать небольшую плотность бумаги, чтобы лучше проявились детали.
• Приобрести кусок текстолита, найти его будет не трудно, и подготовить его должным образом:
  1) Вырезаем ножницами по металлу (или ножом по металлу) из куска текстолита заготовку по нужным нам размерам и параметрам соответствующие распечатки.
  2) Затем нужно хорошенько очистить заготовку от верхнего слоя, используя наждачку. Идеальный результат -- равномерный зеркальный блеск.
  3) Смачиваем кусочек тряпки в спирте, ацетоне, или другом растворителе, и тщательно протираем. Это требуется для того чтобы обезжирить и очистить наш заготовочный материал.
• После проделанных процедур, мы помещаем на текстолит фотобумагу с напечатанной схемой, и разглаживаем горячим утюгом, чтобы произошел перевод рисунка. Затем следует медленно погрузить заготовку в теплую воду, и очень аккуратно и, внимательно, не смазывая рисунка, снять бумагу. Но даже если контур немного смазался, не беда, можно подправить его с помощью иголки.
• Когда плата немного подсохнет, наступает следующий этап, для которого нам понадобится раствор медного купороса или же хлорного железа.
  Для приготовления данного раствора нужно приобрести порошок хлорного железа (FeCl3). В радиомагазине он стоит совсем копейки. Разводим данный порошок с водой, в соотношении 1 к 3. Вода должна быть не горячей, а посуда не должна быть из металла.
  Погружаем нашу плату в раствор на некоторое время, в зависимости от толщины материала и внешних условий, определенного времени нет. Если помешивать периодически раствор, процесс пройдет быстрее и качественнее.
• Вынимаем плату, промываем под проточной водой, снимаем тонер спиртом или любым другим растворителем.
• При помощи дрели делаем отверстия для деталей там, где они необходимы по схеме.

Более подробно с данным методом можно ознакомиться в нашей статье:

Монтаж радиодеталей на плату

На данном этапе требуется снабдить плату всеми необходимыми радиодеталями. Не стоит пугаться сложных названий, неизвестных комбинаций цифр и букв. Все детали подписаны. Просто нужно найти подходящие, купить их, вмонтировать на свое место.

Вот пример достаточно простой, но эффективной в использовании схемы -ПИРАТ

И так, начнем:

• В качестве главной микросхемы вполне можно взять недорогую КР1006ВИ1, или же ее различные иностранные аналоги, например -- NE555, она использована на предоставленной выше схеме. Для установки схемы на плату необходимо запаять перемычку между ними.
• Следующим шагом, устанавливаем усилитель, например К157УД2, который также указан на схеме выше. Кстати говоря, порывшись в старых советских приборов можно найти эту и множество других деталей.
• Затем мы устанавливаем два SMD компонента (они выглядят как маленькие кирпичики) и монтируем резистор МЛТ С2−23.
• Установив резистор, нужно остановить два транзистора. Очень важный момент для новичков: структура первого должна соответствовать NPN, а другого PNP. Идеально для данного прибора подойдут BC 557 и BC 547, но поскольку их не так легко найти, можно использовать различные иностранные аналоги. А вот полевым транзистором хорошо подойдет IRF - 740, или любой другой с такими же параметрами, в данном случае это не важно.
• Последним этапом будет монтаж конденсаторов. И сразу совет: лучше всего выбирать с самыми низким значением TKE, это значительно улучшает терморегуляцию.

Изготовление катушки

Как уже писалось ранее, изготавливая самодельную катушку, необходимо намотать приблизительно 25-30 витков проволоки ПЭВ, если ее диаметр составляет 0,5 миллиметра. Но лучше всего, тестируя устройство в деле, подбирать и изменять количество витков, для достижения желаемого результата.

Каркас и дополнительные элементы

Чтобы распознавать находку прибора, можно использовать любой динамик с сопротивлением ноль Ом. В качестве энергопитания можно использовать аккумулятор или простые батарейки с общим напряжением больше 13 вольт. Для большей устойчивости и электрического равновесия схемы, монтируется стабилизатор на выходе. Для схемы пират, идеальным типом напряжением будет L7812.

Убедившись в работе металлоискателя, включаем фантазию и создаем каркас, который будет прежде всего удобный оператору. Есть несколько дельных советов, по созданию корпуса:

1. Плату необходимо защитить поместив ее в специальную коробку, крепко закрепив ее в неподвижном состоянии. Саму коробку размещаем по удобству на каркасе.
2. При создании корпуса необходимо учесть один момент: чем больше металлических предметов будет присутствовать в конструкции, тем менее чувствителен станет аппарат.
3. Для обеспечения прибора всякими удобствами, типа подлокотника, можно использовать кусок распиленной водопроводной трубы пополам. Ниже прикрепить резиновую ручку. А на самой верхней части соорудить какой-нибудь дополнительный держатель.

Схемы самых популярных металлоискателей

Схема Бабочка

Схема Кощей

Схема Квазар

Схема Шанс

Для поиска мелких металлических объектов в толще грунта применяется металлоискатель. Но магазинное изделие такого рода стоит довольно дорого. Для его самостоятельной сборки достаточно знать принцип его действия и немного разбираться в электротехнике.

В тоже время простейшая схема не позволяет определять сорт металла, функция дискриминации, иначе говоря, определения типа находки несколько усложняет конструкцию металлоискателя, но в тоже время значительно расширяет возможности владельца при поиске.

Чтобы собрать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками, нужно иметь базовые знания и уметь работать паяльником. Стоимость собранного самостоятельно прибора будет ниже, чем у заводского аналога.

Общее устройство металлоискателя

В основном металлоискатели работают на принципе электромагнитной индукции. Передающая катушка генерирует электромагнитное излучение, проникающее в грунт. Приёмная – принимает сигналы от расположенных в грунте металлических объектов. Зачастую функции обеих катушек объединены в одну – приемо-передающую поисковую катушку. Схема управления генерирует звуковой сигнал, сигнализирующий о попадании в поисковую зону металлического объекта, дополнительно может использоваться визуальный индикатор в виде лампы или ЖК-панели.

Компонуются металлоискатели обычно по классической схеме и состоят из следующих основных частей:

• поисковой приемо-передающей катушки;
• генератора электромагнитного излучения;
• приёмника колебаний;
• дешифратора, задача которого выделение шумового фона объекта из общего шума;
• штанги, на которой закрепляется аппаратура;
• индикаторной системы: звукового и визуального сигнализатора.

Все элементы поисковой конструкции размещаются на штанге, длина штанги подбирается, исходя из анатомических особенностей владельца.

Дискриминатор, иначе говоря, определитель, по свойствам материала объекта обычно встраивается в схему управления, его задача – более точное определение характеристик находки по возмущениям электромагнитного поля.

Принцип действия

Генератор создаёт вокруг поисковой катушки электромагнитное поле с заранее заданными характеристиками. Форма поля и его глубина зависят как от характеристик генератора, так и от формы самой катушки.

При поиске, если нет возмущений в электромагнитном поле, ничего не происходит. Но при попадании проводящего объекта в зону электромагнитного поля он создаёт токи Фуко. При попадании возмущения на приёмник он должен определить примерный тип объекта и передать информацию о нем на сигнализатор. Такая же история происходит при появлении в поле поиска предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Особенности грунта влияют на поисковое поле, но в тоже время при правильной настройке характеристик металлоискателя, точнее параметров излучения, эти помехи можно минимизировать.

Важно! Дискриминация металлов – одна из функций металлоискателя, позволяющая определить, к какой категории относится находка. Работает она на разделении материала объекта по проводимости электромагнитных волн. Это позволит исключить из области поиска различный мусор и черные металлы.

Самостоятельная сборка металлоискателя

Существует несколько рабочих схем металлоискателя, предназначенных для самостоятельной сборки: от простейшего типа «Пират» до более сложного типа «Шанс», с дискриминацией металлов. О последнем стоит поговорить более подробно.

Основное в любом металлоискателе – это катушка. Можно использовать как катушку фабричного производства из магазина, так и сделать её самостоятельно. Для работы понадобится медная обмоточная проволока 0,67-0,82.

Можно изготовить простейшую катушку из 90 витков обмоточной проволоки на 100-1200 мм оправку, но с такой схемой катушки дискриминация будет работать некорректно. Поэтому предлагается собрать поисковую катушку из двух обмоток: внешняя – диаметром 210 мм из 18 витков и внутренняя –диаметром 160 из 24 витков. Для удобства изготовления разметку и намотку контуров стоит производить на пластине из немагнитного материла, например, на плексигласе или плотном картоне.

Кроме того стоит загерметизировать обмотку, для этого можно использовать любые немагнитные материалы, это повысит сопротивляемость металла изделия к воздействию влажности.

Блок управления металлодетектора возьмём от Андрея Фёдорова. Эта схема уже зарекомендовала себя с положительной стороны и многократно опробована.

Печатная плата также может быть изготовлена самостоятельно: из текстолита, с нанесением рисунка из фольги по предоставленным ниже материалам. Обычно для этого достаточно навыков работы с печатными платами. Нанесение токопроводящих дорожек по заранее изготовленному эскизу – довольно простой процесс. Из инструментария для этого достаточно утюга или строительного фена.

Его базой является микропроцессор типа ATmega8, с преобразователем типа МСР3201. Микроконтроллер этого типа довольно дефицитен, но, несмотря на это, продаётся в ряде интернет-магазинов. Его поиск и приобретение других комплектующих особых проблем не доставит. Пайка панели управления осуществляется по ниже приложенной схеме.

При пайке нужно внимательно контролировать размещение деталей и элементов на плате. Схема достаточно сложная, и выход из строя одного или двух элементов пустит все работы насмарку. Не нужно забывать и о технике безопасности при пайке.

Важно! Стоит уточнить, что в схеме используется преобразователь напряжения ICL7660S, литера S говорит о том, что этот преобразователь работает с напряжением до 12В. Использовать нужно именно её, при использовании ICL7660 возможен выход преобразователя из строя из-за перегрева.

Рисунок печатной платы и полное описание сборки вы можете скачать по этой ссылке www.miriskateley.com/ .

Материалы и оборудование

Для изготовления катушки используется обмоточный провод диаметром 0,6-0,8 мм, при намотке нужно внимательно следить за её состоянием, не допускать повреждения эмалевого покрытия. Основание – круг из немагнитного, электропроницаемого материала диаметром не менее 250 мм.

Полный список используемых материалов и возможностей замены их на аналоги

Деталь	Аналог	Количество
NE5534		1
Преобразователь MCP3201		1
Преобразователь ICL7660s		1
Контроллер ATMega8		1
Стабилитрон TL431		1
Стабилизатор напряжения 78l05		1
Кварц на 11,0592 MHz		1
Диоды 1N4148	КД522	10
Диод 1N5819	КД510	1
Диоды HER208	HER207	2
Транзисторы 2SC945		5
Транзисторы IRF9640		2
Транзисторы A733	2SA733	2
Конденсаторы, керамика		13
Электролитические конденсаторы разного номинала		8
Резисторы		27
Кнопки арт. SWT5		6
ЖКИ QC1602A		1

Программирование блока управления

Прошивка осуществляется через подключение к USB-порту персонального компьютера. Программирование осуществляется с помощью «программатора Громова», для прошивки нужно найти в интернете бесплатную программу UniProf от Михаила Николаева.

Прошивку последней версии можно скачать тут radiolis.pp.ua .

Для электропитания схемы используется любой источник тока напряжением от 9 до 12 В.

Сборка

Сборка металлоискателя осуществляется на штангу, блок управления удобно разместить в корпус из высокопрочного пластика, на его верхней части. Катушка фиксируется в нижней части прибора. Для фиксации на штанге достаточно будет зафиксировать провода катушки на немагнитном основании.

Нужно отметить, что необходима качественная изоляция проводов и всего блока управления от воздействия влаги. Основное применение этого прибора – в поле, поэтому этот вопрос столь важен.

Самодельный металлоискатель этого типа – достаточно сложное устройство, но в тоже время его стоимость в сборе несколько дешевле аналогов промышленного производства. Это изделие отличается высокой работоспособностью, достаточно экономично по расходу энергии, но в тоже время обладает всеми необходимыми функциями для поиска сокровищ или металлических предметов. Дискриминатора хватает для определения характеристик металл-неметалл и определения цветного металла. По отзывам, при использовании этого типа металлоискателя монету небольших размеров можно найти на глубине до 20 см, стальной шлем типа СШ-40 – на глубине до полуметра.

Видео