Металлоискатели или металлодетекторы – это разнообразное семейство измерительных приборов, действие которых основано на отличиях в электромагнитном излучении предметов.

Использование металлоискателя

Профессиональные высокочувствительные металлодетекторы используются в повседневной работе различных пунктов досмотра, с их помощью ведутся поисковые и дознавательные действия полицейских и спасательных служб.

Огромная армия любителей-кладоискателей по всему миру практикует долгие и неспешные походы с металлоискателями. Иногда такое развлечение приносит доход и даже известность.

В наше время уже налажена индустрия детекторных (распознающих) приборов на все случаи жизни, отличающихся не только по принципам работы, но и широким диапазоном цен и технических характеристик.

Простые магнитные детекторы

Принцип работы простейшего металлоискателя основан на электромагнитной индукции – в приборе находится электромагнитная катушка, которая за счет колебаний и искажений своего поля фиксирует находящиеся поблизости электропроводящие и железо-магнитные материалы, создавая при этом звуковой или визуальный сигнал.

Первый опыт сборки металлоискателя в домашних условиях может стать началом серьезного увлечения: новые конструкторские решения и даже изобретения в этой сфере прикладной радиоэлектроники не исключены даже на любительском уровне.

На схеме показано строение простейшего низкочастотного магнитного детектора.

В производстве металлодетекторов используются сотни различных разработок. Для того чтобы претворить в жизнь одну из них самостоятельно, нужно будет изготовить печатную плату своими руками, закупить необходимые катушки, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.п., и осуществить сборку прибора.

Металлоискатель из подручных средств

Другой вариант – сборка металлоискателя из подручных средств, больше подходит гуманитариям и начинающим технарям со страстью к поиску кладов и затерянных артефактов.

Во время работы такого самодельного прибора электромагнитные волны излучаемые калькулятором ловятся на АМ-диапазоне приемника.

Индикатором нахождения объекта в этом устройстве служит поворот электромагнитного поля при переизлучении, который изменяет параметры звукового сигнала. Фото такого металлоискателя, сделанного своими руками, можно найти на просторах сети и в конце нашего материала.

Для применения такого сборного варианта нужна не подробная схема или инструкция по сборке, а соблюдение определенных требований предъявляемых к двум основным составным частям самодельного детектора, а именно — исправно работающим калькулятору и радиоприемнику.

Оба устройства должны быть из разряда самых дешевых, в приемнике должен быть АМ-диапазон и магнитная антенна, а калькулятор должен при работе излучать импульсные радиопомехи.

Для работы над моделью понадобиться также подходящая по размеру пластмассовая коробка с открывающейся крышкой, наподобие книжки, которая станет корпусом искателя.

Для этих целей идеально подойдет старая коробка от СD дисков. Для крепления деталей понадобится двухсторонний скотч.

Сборка металлоискателя

• Закрепление приборов внутри корпуса: на тыльную сторону приборов крепится полоска скотча, затем калькулятор размещается в основании коробки, приемник на внутренней стороне крышки.
• Настройка приемника: нужно включить приемник на максимальном звуке и выбрать верхнюю позицию АМ-диапазона, свободную от вещания радиостанций и помех.
• Подстраивание калькулятора: на включение калькулятора приемник должен отреагировать резким шумом гулом или хрипом, если этого нет, нужно скорректировать диапазон.
• Фиксация положения: начинаем плавно закрывать коробку до того положения пока звук не пропадет или не станет более однородным и фиксируем створки коробки в этом положении, используя при этом кубик пенопласта, резинки и т.п.
• Металлодетектор готов. Если поблизости окажется изделие с электромагнитным излучением, приемник подаст звуковой сигнал.

Совместив элементы других радиоприборов в простейшем детекторе, можно будет понаблюдать в действии за принципом работы металлоискателей и получить удовольствие от своей первой поисковой экспедиции.

Обратите внимание!

Такой детектор, собранный в домашних условиях, можно будет апробировать на поиске лежащих в поверхностном слое земли монет или металлического строительного мусора практически в любой местности, на любом открытом грунте.

Фото металлоискателей своими руками

Обратите внимание!

Обратите внимание!

Вы в детстве хотели себе иметь прибор, которым можно было бы находить металлические предметы и даже клад? Большинство детей желают иметь такой агрегат. К счастью, он существует. Это обычный металлодетектор, позволяющий обнаруживать различные металлы под слоем грунта и в других местах. Принцип в том, что он находит материал, который отличается своими магнитными или электрическими свойствами от среды нахождения. Примечательно, что находить можно не только металлические предметы и не только в грунте.

Металлоискатель используют геологи, службы досмотра, военные, криминалисты и строители. Это весьма полезная в хозяйстве вещь. А можно ли сделать металлоискатель своими руками? Да, и эта статья поможет вам в этом.

Как работает металлоискатель и из чего он состоит

Для того чтобы сделать такой прибор в домашних условиях собственными руками, нужно разобраться в принципе его работы. Как он способен обнаруживать металл и сигнализировать об этом? Все дело в электромагнитной индукции. Металлоискатели имеют свою схему, состоящую из:

1. Передатчика колебаний электромагнитных волн.
2. Приемника.
3. Специальной передающей сигнал катушки.
4. Катушки, принимающей сигнал.
5. Устройства индикации.
6. Дискриминатора (схема выделения полезного сигнала).

Некоторые работающие узлы могут быть объединены схематически и конструктивно. К примеру как приемник, так и передатчик смогут действовать на одну катушку. Часть приемника сразу будет выделять положительный сигнал и так далее.

Теперь детальней о принципе работы металлоискателя. Благодаря катушке, в среде начинает создаваться ЭМП (электромагнитное поле) некой структуры. В том случае, когда в радиусе действия этого поля находится предмет, проводящий электричество, в нем появляются токи Фуко или вихревые.Они создают собственное ЭМП предмета. Теперь изначальная структура катушки начинает искажаться. А когда предмет, находящийся в грунте, не проводит электричество, но имеет ферромагнитные свойства, то за счет экранирования структура катушки тоже искажается. Как в первом, так и во втором случае, металлоискатель улавливает электромагнитное поле от предмета и преобразует его в сигнал (акустический или оптический). Вы слышите определенный звук и можете видеть сигнал на экране.

Обратите внимание! В целом для работы металлоискателя необязательно, чтобы тело проводило ток, грунт - нет. Важно чтобы магнитные и электрические свойства тел отличались.

Вот так и работает система металлоискателя. Принцип простой и действенный. Теперь, давайте подробнее рассмотрим, как сделать металлоискатель собственными руками. Первое что вам нужно - подготовить все инструменты и материалы.

Компоненты для металлоискателя

Итак, если вы хотите изготовить прибор, то без специальных приспособлений не обойтись. Это все-таки электронный прибор, который нужно собрать из разных комплектующих. Что же потребуется? Набор следующий:

Прочие компоненты вы можете увидеть на схеме ниже.

Кроме того, вам понадобится пластиковая коробка, чтобы смонтировать электронную схему. А также подготовьте пластиковую трубу, чтобы создать штангу с закрепленной на ней катушкой. Теперь можно приступать к работе.

Собираем металлоискатель собственными руками: создание печатной платы

Самый сложный этап работ - это электроника. Здесь все тонко и сложно. Поэтому рационально начать именно с создания рабочей печатной платы. Существует лишь несколько вариантов различных плат. Все зависит от радиоэлементов, используемых для создания. Различают плату, работающую на микросхеме NE555, и на транзисторах. Ниже видно, как выглядят эти платы.

Собираем металлоискатель собственными руками: установка электронных элементов на плату

Дальше работа тоже будет не из легких. Все электронные элементы металлоискателя придется спаять и установить их так, как показывает схема. На фото вы можете видеть конденсаторы. Они пленочные и обладают высокой термостабильностью. За счет них работа металлоискателя будет значительно стабильней. Такой показатель очень кстати, особенно в осенний период пользования прибором. Ведь тогда на улице бывает достаточно прохладно.

Остается выполнить пайку. Сам процесс мы описывать не будем, так как технология пайки должна быть известна всем. Чтобы наглядно понять, как выполнить все работы по электронной части металлоискателя, предлагаем вам дополнительно ознакомиться с этим видео:

Собираем металлоискатель собственными руками: питание

Чтобы устройство получало ток, нужно обеспечить источник питания на 9-12 В. Стоит заметить, что металлоискатель довольно прожорливо потребляет электроэнергию. Это не удивительно, так как прибор довольно мощный. Если вы думаете что одной «Кроны» (батарейки) будет достаточно, то это не так. Долго он не проработает. Потребуется две или даже три батарейки, соединенные параллельно. Как вариант использование одного мощного аккумулятора. Это будет дешевле, так как его можно долго разряжать и заряжать.

Собираем металлоискатель собственными руками: катушка

Так как мы делаем импульсный металлодетектор, то аккуратность и точнейшая сборка катушки не требуется. Нормальный диаметр катушки будет составлять 19-20 см. Для этого придется мотать 25 витков. Когда вы сделаете катушку, хорошо обмотайте ее сверху изоляционной лентой. Для увеличения глубины обнаружения катушкой предметов, намотайте диаметр на отправку около 26-27 см. При этом нужно уменьшить количество витков до 21-23. В таком случае используется провод Ø 0,5 мм.

Когда вы намотали катушку, ее потребуется смонтировать на жесткий корпус металлоискателя. Важно, чтобы на корпусе отсутствовал металл. Подумайте и поищите любой корпус, который будет подходить по размерам. Корпус будет выполнять защитную функцию. Катушка будет защищена от ударов о грунт во время поисков.

Чтобы сделать отвод от катушки, припаяйте к ней два провода Ø 0,5-0,75 мм. Рекомендуется использовать 2 свитых друг с другом провода.

Собираем металлоискатель собственными руками: настройка прибора

Собирая металлоискатель по схеме, настраивать его не нужно. Он уже обладает максимальной чувствительностью. Чтобы еще тоньше настроить металлоискатель, отрегулируйте переменный резистор R13, немного покрутив его. Делайте это до тех пор, пока не услышите редкие щелчки. В том случае, когда это достигается на крайнем положении нахождения резистора, смените номинал прибора R12. Такой переменный резистор должен настроить металлоискатель на оптимальную работу на среднем положении.

Существует специальный осциллограф, благодаря которому вы можете измерять частоту затвора резистора Т2. Протяжность импульса должна составлять 130-150 мкс, а оптимальная рабочая частота - 120-150 Гц.

Чтобы начать процесс поиска металлоискателем, нужно включить его и подождать примерно 20 сек. Тогда он стабилизируется. Теперь крутите резистор R13 чтобы настроить его. Вот и все, вы можете начинать свой поиск при помощи простого металлоискателя.

Подведем итоги

Такая подробная инструкция поможет вам узнать, как самому можно сделать металлоискатель своими руками. Он простой, но полностью способен находить металлические предметы. Более сложные модели металлоискателей требуют больших усилий и времени.

Здравствуйте, читатели! Сегодня я хочу поговорить о том, как собрать металлоискатель своими руками. Когда очень хочется купить , а денег на нее нет, приходится откладывать покупку на потом или брать кредит. Кредит обходится дорого. И в голове возникает мысль: «Вот бы найти клад». А какой ? Правильно, металлоискатель. Эта статья расскажет вам, как устроен этот прибор и какие детали нужны для его сборки.

Конструкция металлоискателей состоит из следующих основных элементов:

1. Катушка принимает и передает электромагнитный сигнал, сканируя поверхность с искомым металлом.
2. Блок управления обрабатывает сигнал, получаемый от катушки, оповещает пользователя графическим или звуковым сигналом, а также позволяет своими руками настраивать режимы работы детектора.
3. Нижняя штанга фиксирует катушку и регулирует угол ее наклона.
4. Средняя штанга – промежуточное звено между нижней и верхней штангой, позволяет регулировать высоту металлоискателя.
5. Верхняя штанга. Здесь размещается блок управления, а также удобная рукоятка с подлокотником, чтобы руки пользователя не устали от длительного удерживания металлоискателя.

Металлоискатель через катушку излучает электромагнитное поле. Когда в этом поле оказывается металл или любой другой токопроводящий материал, поле искажается и ослабляется. Блок управления улавливает это и подает сигнал.

Более электропроводные цветные металлы сильнее искажают излучаемое детектором поле, чем черные.

Поэтому чувствительные электронные схемы позволяют своими руками создавать приборы с дискриминацией металлов, которые могут отличать цветмет от чермета.

Разновидности металлодетекторов

Металлоискатели делятся на:

• индукционные;
• импульсные;
• фазочувствительные;
• параметрические.

Какие виды можно сделать в домашних условиях своими руками

Для самоделок хорошо подходят параметрические и фазочувствительные детекторы. Они просты в изготовлении, а детали для них стоят сущие копейки. Для сборки своими руками достаточно обладать базовыми знаниями по радиотехнике.

Металлоискатели с накоплением фазы намного чувствительнее параметрических. они имеют хорошую дискриминацию и позволяют находить даже мелкие драгоценности, что делает их любимым инструментом пляжных золотоискателей. На сухом песке удается найти серьги и кольца на глубине до 38 см.

Основные параметры

Метод поиска

Индукционные металлодетекторы (МД) состоят из приемопередающей катушки индуктивности.

Излучаемый сигнал при попадании на металлический предмет отражается обратно и регистрируется приемником. Эти устройства достаточно просты в изготовлении своими руками, но их чувствительность сильно зависит от типа грунта и качества катушки.

Импульсные МД возбуждают в поисковой зоне вихревые токи и измеряют вторичное затухающее электромагнитное поле. Чувствительность этих приборов выше и не зависит от типа грунта. Однако они потребляют много электроэнергии, что не позволяет работать в автономном режиме продолжительное время.

Фазочувствительные МД могут быть:

1. Импульсными. Приемник и передатчик здесь – один и тот же элемент. Он фиксирует сдвиг фаз отраженного от металла сигнала. Нарастание сдвига фаз вызывает в наушниках щелчки: чем ближе МД к металлу, тем чаще они становятся, в итоге сливаясь в единый звук. На этом методе основана работа популярного металлоискателя «Пират».
2. Двухконтурными. Состоят из 2 симметричных генераторов и 2 детекторов. Металлический предмет нарушает синхронизацию генераторов, и возникают те же щелчки, сливающиеся в непрерывный тон.
   

   Двухконтурные проще в изготовлении своими руками, чем импульсные.

3. Параметрические МД не имеют ни приемной, ни передающей катушки, что делает их простыми, дешевыми и популярными для сборки своими руками. LC-генератор создает электромагнитное поле звуковой частоты. Любой металл рядом с металлоикателем изменяет параметры катушечного детектора, что влияет на частоту и амплитуду генерируемых сигналов. Схему таких приборов легко найти. Однако чувствительность их низкая и не позволяет вести сложные поиски. Параметрические МД делятся на:
4. Частотные МД. Излучают многочастотные сигналы. При приближении к металлам прибор фиксирует изменение частоты.
5. Металлоискатели, регистрирующие изменение добротности контура. Когда расстояние между прибором и металлом уменьшается, прибор фиксирует это.

Глубина обнаружения

Глубина обнаружения зависит от диаметра катушки, электронной схемы и частоты работы. Чем больше диаметр мотка провода, мощнее излучаемое электромагнитное поле и ниже его частота, тем глубже зона обнаружения металлоискателя, сделанного своими руками.

Однако с увеличением глубины поиска ухудшается чувствительность металлоискателя к мелким предметам, селективные возможности также снижаются. Возрастает энергопотребление и вес устройства, что усложняет длительное удержание металлоискателя в руках.

Частота работы

По частоте работы МД делятся на:

1. Высокочастотные. Работают на частотах нескольких сотен кГц. Применяются в приборах, рассчитанных на поиски золота, так как имеют отличную дискриминацию. Но резко теряют чувствительность на мокрых и магнитных грунтах, а также на глубине больше 40 см.
2. Среднечастотные. Частота работы до нескольких десятков кГц. Требования к качеству катушки ниже, хорошая чувствительность. Глубина обнаружения до 1,5 метров при условии, что грунт сухой и маломинерализованный.
3. Низкочастотные. Работают на частоте от сотен Гц до нескольких кГц. Это глубинные металлоискатели, обнаруживающие предметы до 5 метров под землей. Они просты в изготовлении своими руками. Из недостатков: низкая чувствительность и высокое энергопотребление. Подходят в качестве магнитодетекторов, а также для поиска крупных предметов из черного металла (арматура, проводка).
4. Сверхнизкочастотные. Не подходят для любительского поиска, так как имеют высокое энергопотребление и большие габариты, а для обработки сигнала требуются специальные программы. Частота работы до нескольких сотен Гц. Эти металлоискатели невозможно удерживать на руках, поэтому они устанавливаются на автомобиле.

Пошаговая инструкция по сборке простого самодельного металлоискателя своими руками

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки металлоискателя своими руками понадобятся:

1. Инструменты: кусачки, ножик, пила мелкая, отвертка, паяльник.
2. Материалы: провод, припой, флюс, клей, изолента, радиодетали, деревянная или пластиковая палка.

В качестве штанги, а также элементов ее крепления нужно использовать диэлектрики (полимеры, дерево, клей), чтобы они не вносили помех в работу металлоискателя.

Подготовка деталей

Нужно подготовить плату, на которой будет монтироваться электрическая схема. В качестве платы может использоваться даже картон. На ней от руки размечают расположение будущих деталей и проделывают отверстия.

Радиодетали покупают в магазине или выпаивают из старой аппаратуры. Однако нужно следить, чтобы детали были одинаковыми. Это позволит легче согласовать работу двух детекторов.

Схемы металлодетектора для изготовления

Чувствительного металлоискателя на базе схемы двухконтурного осциллятора

Этапы изготовления:

1. Располагают на плате транзисторы, резисторы и конденсаторы и припаивают согласно приведенной ниже схеме.
2. Припаивают два провода от батарейного отсека, а также два пьезоэлектрических динамика.
3. Наматывают провод на круглый каркас диаметром около 22 см. После 10 витков делают отвод провода длиной 20 см. Провод в месте отвода не разрывают, а складывают руками пополам. Делают еще 20 витков. В результате должно получиться три вывода длиной 20 см: начало провода, конец и отвод после 10-го витка.
4. Снимают катушку с каркаса, придерживая витки руками, и плотно фиксируют изолентой.
5. Наматывают вторую катушечку, которая должна зеркально повторять первую. Снимают ее с каркаса и фиксируют изолентой.
6. Припаивают согласно схеме выводы катушечных детекторов.
7. Собирают подставку. Катушки располагают друг от друга на расстоянии примерно 15 см, а между ними прикрепляют плату.
8. Настраивают детекторы перед закреплением. Включают металлоискатель и, перемещая руками катушки, добиваются максимальной тишины. Подносят металл к одной из них. Если звук заметно изменяется, значит, металлоискатель работоспособен.
9. Фиксируют элементы клеем и замазывают масляным лаком.
10. Прикрепляют к подставке рукоятку.

На трансформаторе с Ш-образными пластинами

Это простой параметрический металлоискатель с индуктивной обратной связью. Позволяет обнаруживать скрытую проводку, арматуру в стенах и перекрытиях, а также крупные металлы в почве. Трансформатор используется маломощный от любого радиоприемника. Чтобы своими руками превратить трансформатор в детектор, нужно разомкнуть его магнитопровод: снять каркас, прямые перемычки и обмотки.

Существуют две схемы переделки трансформатора. В первой используются старые обмотки, во второй они наматываются заново.

В первом случае Ш-образные пластины нужно сложить вместе и на них надеть обмотки. Обмотка на схеме II – сетевая, обмотка I – понижающая на 12 В. Конденсатором С1 настраивается тон звука. Вместо транзистора МП40 можно использовать КТ361.

Во втором случае на Ш-образные пластины наматываются обмотки на 1000 витков (на схеме I) и 200 витков (на схеме II). Для обмотки I используется провод ПЭЛ-0,1. Через 500 витков делается отвод. Обмотка II наматывается проводом ПЭЛ-0,2.

Трансформатор герметизируется и помещается на нижней штанге металлоискателя. При приближении к металлу в наушниках изменится тональность сигнала.

На транзисторах

Также несложная схема, состоящая из транзисторов К315Б или К3102, конденсаторов, резисторов, наушника и элемента питания.

Первый транзистор создает задающий генератор, второй – поисковый генератор. Если к катушке приблизить металл, в наушниках появляется звук. Подробная схема приведена ниже.

На микросхеме К561ЛЕ5

Схема состоит из микросхемы, наушников, резисторов и конденсаторов. Катушка L1 подключается к задающему генератору, а L2 – к поисковому генератору микросхемы. Металлический предмет влияет на частоту поискового генератора, меняя звук в наушниках. Настраивается МД конденсатором С6. Он устраняет лишние шумы. Напряжение питания прибора 9 В.

Как собрать своими руками без использования микросхем

Это самый простой в сборке вариант. Так сказать, для чайников. Не нужно даже ничего паять. Металлоискатель строится из калькулятора, радиоприемника и картонки или коробки от CD диска. Приемник и калькулятор нужно брать самые простые, без защиты от электромагнитных помех.

Принцип действия основан на том, что калькулятор создает радиопомехи в АМ диапазоне, а приемник их улавливает. Изготовление металлоискателя своими руками состоит из следующих стадий:

1. Радио поставить на самый верхний АМ диапазон, но при этом свободный от станций. Должны слышаться только помехи.
2. Приемник двухсторонним скотчем приклеить тыльной стороной к одной створке коробки от CD диска. Калькулятор приклеить к другой створке.
3. Включить калькулятор. При полностью открытой створке приемник должен усилить свое звучание.
4. Плавно сложить коробку. Когда угол между приемником и калькулятором станет примерно 90°, радио утихнет.
5. Зафиксировать коробку в этом положении.

При попадании металла в зону действия МД вектор поля повернется, и приемник снова усилит свое звучание. В зависимости от конструкции приемника может оказаться, что при угле 90° звучание, наоборот, усиливается. В этом случае постепенно увеличивают угол между створками коробки, добиваясь ослабления тона.

Сборка печатной платы

Есть несколько вариантов разводки плат своими руками. На рисунках ниже приведены схемы разведения плат для металлоискателей на двухконтурном осцилляторе, на трансформаторе, транзисторах и на микросхеме К561ЛЕ5.

Собранную своими руками электронику нужно разместить в пластиковом корпусе для исключения помех.

Как сделать катушку

Используется медный эмалированный провод диаметром 0,4–0,6 мм и оправа нужного размера. Диаметр оправы зависит от целей применения металлоискателя:

• до 9 см – подходит для поиска арматуры и профилей;
• 14-18 см – для поиска мелких драгоценностей;
• 22-50 см – для поиска крупных и глубоко залегающих предметов.

Также для правильной работоспособности металлоискателя нужно следить за индуктивностью катушки. Индуктивность можно измерить специальным прибором или рассчитать в интернете на калькуляторе.

Оправу для катушки можно приобрести в магазине или сделать самому. Для этого подойдут фанера или прочный пластик. Лучше всего использовать пластик (поликарбонат, компьютерный диск, ковш), так как он меньше всего влияет на электромагнитное поле и не поглощает влагу.

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе DIP

Если используется микросхема в DIP корпусе, то детали размещают как на рисунке ниже.

Расположение деталей на плате для микросхемы в корпусе SM

Ниже приведена схема расположения деталей при использовании микросхемы в SM корпусе.

Краткая инструкция по настройке прибора

Общее правило при регулировке металлоискателя своими руками – добиться наименьшего звука в «холостом» режиме, чтобы писк или щелчки появлялись только при обнаружении металлического предмета. Этого можно достичь, изменяя индуктивности катушек, емкость конденсатора или сопротивление резистора.

Модернизация

Чтобы металлоискатель лучше находил мелкие драгоценности, нужно увеличить его рабочую частоту.

Чувствительность прибора увеличивается и при добавлении в схему дополнительной RC-цепи.

Установка переменных резисторов позволяет настраивать прибор своими руками, не трогая катушки.

Применение динамиков с конденсаторами делает выдаваемый звук громче. Полезно также создание надежного крепления катушек и блока управления. Защита от ударов и трясок уменьшит помехи, а настройки будут реже сбиваться.

Заключение

Теперь вы знаете, как изготовить металлоискатель своими руками. Буду рад, если эта статья поможет вам найти клад. Подписывайтесь на новые статьи и делитесь полезной информацией в соцсетях.

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных 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 пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

1. Проницание, или проникающая способность – максимальная 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 – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
3. Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
4. Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
6. Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
7. Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

• Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
• Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
• Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

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

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

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

Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это 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 несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить 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 металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

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

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

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

Монопетля

Традиционный тип 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. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

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

Помехоустойчивость

Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.

Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.

Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:

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

Как не надо и надо мотать корзинки

Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.

ДД катушки

ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».

Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Несколько конструкций

Параметрические

Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.

Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, 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. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.

Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.

Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.

Приемопередающий

Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.

Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным 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 параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.

Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:

Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.

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

Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные 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 проще, если, во-первых, намотать 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, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.

Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.

Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться 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 прозрачна и может считаться классикой для данного случая.

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 следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность 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. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:

Видео: металлоискатель “Пират”

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”

На биениях

Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.

ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. 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.

Проще не бывает

Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.

Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.

Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.

1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
2. На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
3. Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
6. Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
7. Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.

Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.

А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.

Нечто странное напоследок

Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:

попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!

В качестве приложения

Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:

• Клон.
11 оценок, среднее: 4,91 из 5)

Металлоискатель - это электронное устройство для поиска и различения металлов, предметов из металла, которые могут быть спрятаны на разной глубине под слоем песка, земли, в стенах помещений и различных конструкций.

Приведены принципиальные схемы металлоискателей, выполненных на транзисторах, микросхемах и микроконтроллерах. Металлоискатель заводского производства является достаточно дорогим устройством, поэтому самостоятельное изготовление самодельного металлоискателя может сэкономить не мало средств.

Схемы современных металлоискателей могут быть построены по разным принципам работы, перечислим наиболее популярные из них:

• Метод биений (измерение изменения эталонной частоты);
• Индукционный баланс на низких частотах;
• Индукционный баланс на разнесённых катушках;
• Импульсный метод.

Многие начинающие радиолюбители и кладоискатели задаются вопросом: как самому изготовить металлоискатель? Желательно начать свое знакомство со сборки простой схемы металлодетектора, это позволит разобраться в работе подобного устройства, получить первые навыки в поиске кладов и изделий из разноцветных металлов.

Сейчас существует достаточно большой выбор мультиметров, по самой разной цене.Теперь радиолюбитель может не ограничиваться скромным набором функций «легендарного» М-838. Ненамного дороже можно приобрести более современный прибор, который способен так же измерять и частоту переменного тока...

0 329 0

Металлоискатель предназначен для обнаружения металлического предмета (крышка колодца, отрезок трубы, скрытая проводка). Металлоискатель состоит из параллельного стабилизатора напряжения (транзисторы V1 V2)у генератора высокой (около 100 кГц) частоты на транзисторе V4, детектора ВЧ колебаний (V5) и...

13 5437 6

Металлоискатель позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки. Это должно увеличить и глубину обнаружения. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рисунке. Схема собрана на транзисторах, работающих в режиме...

9 4991 1

Схема самодельного металлоискателя на биениях, которая построена на пяти микросхемах. Находит монету 0,25мм на глубине 5см, пистолет - на глубине 10см, металлическую каску - 20см. Принципиальная схема металлоискателя на биениях изображена ниже. Схема состоит из следующих узлов: кварцевый генератор, измерительный генератор, синхронный детектор, триггер Шмидта, устройство индикации...

11 5125 4

Схема, представленная на рисунке - это классический металлоискатель. Работа схемы основана на принципе супергетеродинного преобразования частоты, которое обычно используется в супергетеродинном приемнике. Принципиальная схема металлоискателя с интегральным УНЧ, в нем используются два генератора радиочастоты, частоты которых составляют 5,5 МГц. Первый радиочастотный генератор собран на транзисторе Т1 типа BF494, частота...

5 5119 2

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см. Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и...

19 5050 0

Простой компактный металлоискатель нужен для обнаружения в стенах под слоем штукатурки разнообразных металлических предметов (например, труб, проводки, гвоздей, арматуры). Это устройство полностью автономно, питается от 9 вольтовой батареи типа «Крона», потребляя от нее 4-5 мА. Металлоискатель имеет достаточную чувствительность для обнаружения: трубы на расстоянии 10-15 см; проводки и гвоздей на расстоянии 5-10...

8 4916 0

Схема малогабаритного высокоэкономичного металлоискателя с хорошей повторяемостью и высокими эксплуатационными характеристиками, используя широко распространенные и недорогие детали. Анализ большинства распространённых схем показал, что все они питаются от источника с напряжением не ниже 9 В (то есть «Крона»), а это и дорого и неэкономично. Так, собранный на микросхеме K561ЛE5...

18 5690 1