Обнаружить металлические предметы (ферромагнитные или немагнитные) в слабопроводящей или нейтральной среде помогут устройства, которые называют металлодетекторами или металлоискателями. Различие в этих определениях заключаются в функциональном назначении приборов. И металлодетектор, и металлоискатель указывают на местонахождение металлического предмета, но только у первого устройства имеется еще функция, позволяющая распознавать тип металла. Такие изделия в рабочих целях применяют археологи, геологи, строители, военные, кладоискатели. Они пользуются дорогостоящими устройствами, которые производят специально для таких целей российские и зарубежные компании по разным технологиям. Отличаются промышленные образцы схемами построения, техническими характеристиками и наличием дополнительных опций. Это может быть глубина залегания, тип металла, форма предмета и др. Можно ли изготовить металлоискатель своими руками в домашних условиях? На этот вопрос любители поисковых работ получат ответ в этой статье.
Обратите внимание! Металлоискателем электронного типа можно обнаружить монеты на глубине до 0,5 м и предметы крупных габаритов на глубине до 3,0 м.
Принцип действия и составные части
Принцип действия металлодетектора зависит от конструкционного типа исполнения:
- индукционный;
- работающий на биениях;
- в режиме передача-прием;
- сконструирован по схеме электронного частотомера;
- импульсным.
В индукционных приборах находится датчик. В нем расположена специальной конструкции катушка. Она возбуждается переменным сигналом. Если под датчиком находится металлический предмет, то появляется эл. сигнал, который фиксируется определенным образом.
Металлоискатель, работающий на биениях, регистрирует разность частот работы 2 генераторов. Один работает на частоте, которая известна, второй имеет элементы конструкции, работающие в частотозадающей цепи. В земле, стенах, дереве и т.д., там, где нет металлических предметов, частоты генераторов одинаковы, при наличии – они различаются. Эти изменения регистрируются соответствующими способами – прослушиванием или цифровым.
Принцип действия устройств, работающих в режиме передачи и прием, состоит в регистрации сигнала, который отражается от предмета из цветного или черного металла. В конструкции устройства имеется как минимум 2 катушки, одна из которых работает в передающем режиме, вторая – в приемном. Сигнал возникает от передающей катушки, т.к. на нее воздействует переменное магнитное поле. Лучшие результаты дают датчики, у которых катушками находятся компланарно.
Металлоискатели по схеме частотомера – приборы со встроенной микропроцессорной техникой. Они характеризуются компактными габаритами, и чувствительность у них на порядок выше. Могут оценивать приращение частоты, что позволяет использовать такие устройства для распознавания разновидности металла.
В импульсных металлоискателях используется такое явление, как самоиндукция в проводящем объекте. В конструкции принято различать такие составные части:
- генератор импульсов тока;
- катушки приемную и излучающую;
- блок, служащий для обработки поступившего сигнала;
- устройства коммутационного.
Устройство коммутации необходимо для разделения сигналов излучаемого и отраженного по такому показателю, как время, т.е. в течение некоторого времени поддерживается импульс тока затухающего типа, который и регистрируется.
Собрать металлоискатель в домашних условиях можно по любой из вышеуказанных схем. Главное – подобрать все необходимые детали и компоненты, не отступая от параметров, указанных на схеме. Очень важно соблюдать технологи выполняемых работ.
Основные параметры
В принцип работы простейших металлоискателей заложены свойства электромагнитной индукции. Основными техническими характеристиками изделия являются:
- глубина поиска;
- избирательность;
- чувствительность;
- площадь покрытия;
- помехозащищенность.
Кроме того, учитывается количество расходуемой электроэнергии и, на которое время рассчитан запас электроэнергии. Простой металлоискатель своими руками изготавливают, учитывая все эти факторы.
Металлоискатель на транзисторах
Изготавливается такой самодельный металлоискатель с питанием 12 В по схеме, указанной на рис. ниже.
Сборке металлоискателя своими руками предшествует подготовительная работа: составляется список необходимых компонентов. Затем они приобретаются в торговой сети или находятся среди имеющихся у радиолюбителя деталей. Далее сделать металлоискатель своими руками поможет правильная очередность выполняемых работ. Они выполняются, придерживаясь следующего алгоритма:
- изготавливается плата;
- осуществляется монтаж деталей и элементов на плату;
- изготавливается катушка;
- проверяется работоспособность платы;
- выполняется каркас металлоискателя;
- проверяется работа металлоискателя.
Этапы изготовления платы:
- определяются размеры текстолита (в данном случае понадобится кусок длиной 84 и шириной 31 см);
- подготовка текстолита к переносу схемы (ошкуривается и очищается от загрязнений);
- печать платы, осуществляется с помощью лазерного принтера на фотобумаге малой плотности;
- перенос схемы на текстолит (с помощью разогретого утюга);
- выдержка в растворе хлорного железа или медного купороса;
- удаление тонера ацетоном;
- сверление отверстий под установку элементов;
- изготовление дорожек платы (с использованием раствора ЛТИ-120 и припоя).
Элементы на плате устанавливаются в следующем порядке: микросхема, усилитель, 2 SMD-конденсатора, резистор типа МЛТ С2-23, транзисторы и конденсаторы.
Катушка выполняется на оправке Ø 200 м проволокой ПЭВ Ø 0,5 мм. Количество витков – 25. Динамик берется от любого портативного радиоприемника.
Настройка устройства осуществляется от потенциометров мощностью 10 и 100 кОм.
Штангу для металлоискателя можно выполнить, применив костыль с подлокотником или трубы пластмассовые или легкие металлические, придав им необходимую конфигурацию. Это уже на вкус изготовителя. Устройство, которое собирали по данной схеме, будет видеть предметы на глубине 1,0 м, если они больших размеров, и монеты до 0,4 м.
Схема металлоискателя может быть другой, все зависит от того, что имеет под руками любитель мастерить своими руками и, какой он хочет получить результат.
Нюансы изготовление глубинного металлоискателя представлены на видео https://youtu.be/0WnD4UZCmcU .
Подводный металлоискатель самодельный
Как сделать металлоискатель для работы под водой? Главное отличие от устройств для работы на суше заключается в создании катушки, которая должна быть герметичной, а при создании схемы необходимо учитывать специфику работы устройства под водой. Как правило, такой подводный металлоискатель своими руками используют для отыскания мелких изделий, изготовленных из цветных металлов (кольца, сережки, кулоны, цепочки и т.п.) в воде на разной глубине. Поэтому изделие должно настраиваться на золото или поиск других цветных металлов. И еще – прибор в процессе эксплуатации длительное время находится в воде, поэтому к металоискателям предъявляются повышенные требования к материалу, из которого изготавливается штанга, также необходима защита электронных компонентов от воздействия воды. В интернете схемы можно найти всех 5 типов металлоискателей и описания к ним. Выбрать по душе или техническим характеристикам, а также сделать металлоискатель в домашних условиях не составляет труда. Главное – желание.
На видео по адресу https://youtu.be/XGVeqdTYVzk подробно показано изготовление металлоискателя подводного, а также нюансы его настройки.
Как выглядит плата с компонентами хорошо видно на рис. ниже.
Этапы изготовления те же, что и у устройства для работы на суше, но только плата блока управления закладываются в корпус, который дополнительно обрабатывается силиконовым герметиком. Для этих целей можно применить тубу от самого герметика или другого, герметично закрывающего устройства.
Собрать такой аппарат под силу каждому, даже тем кто совершенно далек от электроники, просто нужно припаять все детали как на схеме. Металлоискатель состоит из двух микросхем. Они не требуют ни каких прошивок и программирования.
Питание 12 вольт, можно от пальчиковых батареек но лучше АКБ на 12в (небольшой)
Катушка намотана на оправке 190мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5
Характеристики:
- Потребляемый ток 30-40 мА
- Реагирует на все металлы дискриминации нет
- Чувствительность 25 миллиметровая монета - 20 см
- Крупные металлические предметы - 150 см
- Все детали не дорогие и легкодоступные.
Список необходимых деталей:
1)Паяльник
2)Текстолит
3)Провода
4)Сверло 1мм
Вот список необходимых деталей
Схема самого металлоискателя
В схеме используются 2 микросхемы (NE555 и К157УД2). Они достаточно распространенные. К157УД2 - можно выковырять из старой аппаратуры, что я с успехом и сделал
Конденсаторы 100нФ обязательно брать пленочные, вот такие, вольтаж берем как можно меньше
Распечатываем эскиз платы на простой бумаге
Вырезаем под ее размер кусок текстолита.
Плотно прикладываем и острым предметом продавливаем по местам будущих отверстий
Вот как должно получиться.
Далее берем любую дрель или сверлильный станок и сверлим отверстия
После сверления, нужно прочертить дорожки. Можно сделать это через , или просто прорисовать их Нитро лаком простой кисточкой. Дорожки должны получится точно такие же как на бумажном шаблоне. И травим плату.
В помеченных красным местах, ставим перемычки:
Далее просто припаиваем все компоненты на свои места.
Для К157УД2 лучше поставить переходную панельку.
Для намотки поисковой катушки нужен медный провод диаметром 0,5-0,7мм
Если такового нет, можно воспользоваться другим. У меня же медного лакированного провода оказалось не достаточно. Взял старый сетевой кабель.
Снял оболочку. Там проводов оказалось достаточно. Мне хватило двух жил, ими же и мотал катушку.
По схеме катушка диаметром 19 см и содержит 25 витков. Сразу замечу, что катушку нужно делать такого диаметра исходя из того, что вы будете искать. Чем больше катушка тем глубже поиск, но большая катушка плохо видит мелкие детали. Маленькая катушка хорошо видит мелкие детали, но глубина не большая. Я сразу намотал себе три катушки 23см(25 витков), 15см(17 витков) и 10см(13-15 витков). Если нужно накопать металлолом, то ставим большую, если на пляже мелочевку искать, то катушку меньше, ну сами разберетесь.
Катушку мотаем на чем угодно подходящего диаметра и плотно обматываем изолентой, что бы витки были плотно друг возле друга.
Катушка должна быть, как можно ровной. Динамик взял первый попавшийся.
Теперь все подключаем и пробуем схему на работоспособность.
После подачи питания, нужно подождать 15-20 секунд пока схема прогреется. Ставим катушку подальше от любого металла, лучше всего подвесить в воздухе. После начинаем крутить переменный резистор 100К пока не появятся щелчки. Как только щелчки появились крутим в обратную сторону, как только щелчки пропадут хватит. После этого, так же настраиваем резистор 10К.
На счет микросхемы К157УД2. Кроме той, что я выковырял, я еще 1 попросил у соседа и две купил на радио рынке. Вставил купленные микросхемы, включил прибор, а он отказался работать. Долго ломал голову, пока просто не поставил другую микросхему (ту что выпаял). И все сразу заработало. Так что вот для чего нужна переходная панелька, что бы подобрать живую микросхему и не мучатся с выпаиванием и впаиванием.
Покупные микросхемы
Мечта найти клад всё чаще заменяется в наше время более реалистичной программой поиска драгоценных металлов в природной или искусственной среде.
В современных условиях очень важно найти и извлечь ценные материалы , оказавшиеся среди отходов , или в другой неконтролируемой среде.
Аппаратура – важный компонент технологии такого поиска.
Поиск и извлечение золота и ценных металлов из отходов, мусора, в природной обстановке – часть стратегии рециклинга, технологии эффективной переработки использованных материалов, в том числе .
Занятие их поиском в земле или в массе промышленных и других отходов не только требует применения аппаратуры, но и стимулирует её совершенствование. Создаются приборы разного уровня и специализации . Есть интерес к такой аппаратуре у любителей и энтузиастов поиска ценных металлов.
Металлоискатель – самый главный инструмент ручного поиска металлов в хаотичной природной или искусственной среде.
С помощью такого прибора можно искать не только , но и , серебро, другие драгоценные металлы.
Принцип устройства любого металлоискателя основан на электромагнитных эффектах .
Вот как работает типичная технология поиска металла:
- Прибор создаёт электромагнитное поле .
- Металлический объект , скрытно расположенный в инородной среде, оказывает воздействие на такое поле, когда попадает в сферу его влияния .
- Прибор улавливает воздействие объекта на электромагнитное поле и сигнализирует об этом .
Большее количество моделей металлоискателей работают именно на таком принципе.
Технические различия такой аппаратуры позволяют получить более полную информацию о факте обнаружения металлического объекта, например:
- оценить массу находки;
- получить данные о форме, размерах и конфигурации объекта;
- уточнить место расположения, в том числе – по глубине.
В Сети есть множество информации о металлоискателях разной сложности и конструкции. Там же можно освежить в памяти теорию электромагнитного поля , изучаемую в школе.
Самые простые , примитивные металлоискатели (обычно это самодельные конструкции для поиска золота, серебра и других металлов энтузиастов-любителей) собирают из готовых устройств и изделий, работающих с использованием электромагнитных эффектов.
Многие знакомы с примитивной, но вполне работоспособной схемой металлоискателя, в котором электромагнитное поле создаёт импульсный элемент обычного калькулятора.
Реакцию
создаваемого поля на обнаруженные металлические объекты улавливает самый простой бытовой радиоприёмник
. Сигнал о такой находке — звуковой, достаточно отчётливый и понятный.
Более сложные любительские и профессиональные устройства поиска металлов сохраняют логическую основу технологии в виде трёх компонентов :
- генератора электромагнитного поля;
- датчика изменений этого поля;
- аппаратуры оценки обнаруженных аномалий, сигнализирующей об этом.
Устройства разного уровня сложности и функционального потенциала могут быть условно разделены на группы. Классификация на основе профессионализма и специализации пользователей – одна из общепризнанных:
- любительская аппаратура, собранная собственноручно и используемая в качестве инструмента хобби или новичками в деле поиска металлов;
- полупрофессиональная аппаратура, необходимая увлечённым любителям и фанатикам;
- профессиональные металлоискатели для постоянно работающих в этой сфере;
- специальные аппараты для мастеров поиска металла в сложных условиях – на глубине, под водой, с выделением драгоценных металлов.
Распространение аппаратуры поиска таково, что многие устройства этого типа можно приобрести в магазинах садового и дачного инвентаря .
Аппарат для поиска и обнаружения металла нужен не только в деле рециклинга, в поиске артефактов и кладов. Многочисленные системы безопасности, всем известные рамки – одна из версий технологии поиска металла. Настройки этих рамок ориентированы на поиск оружия и аналогичных опасных предметов.
Катушка
Очень важный узел аппаратуры поиска металлов – катушка или рамка . Это чаще всего обмотка специальной конфигурации, задача которой сформировать электромагнитное поле и уловить его реакцию на обнаружение инородного для среды поиска металлического тела.
В большинстве конструкций катушку располагают на длинной штанге – ручке для её перемещения вблизи зоны поиска.
Для любительского изготовления катушек продаются каркасы наиболее востребованных типов. Проще всего сделать такое приобретение в интернет-магазине .
Многие любители изготавливают каркасы катушек самостоятельно
. Это делается из соображений экономии средств или в надежде получить более качественный инструмент авторской конструкции.
Для этого используются подручные средства – пластмассовые изделия, фанера и даже заполнение монтажной строительной пеной собранной обмотки.
Оператор поиска или кладоискатель стремится найти наиболее эффективную технику работы с металлоискателем, выбирая нужные режимы работы электроники и правильные приёмы манипуляций катушкой.
Электронная схема
Логический элемент металлоискателя – электронная схема. Она выполняет много функций :
- Первая задача этого компонента заключается в создании электромагнитного сигнала нужного формата , который при помощи катушки преобразуется в поле.
- Вторая задача электронной схемы – анализ улавливаемых рамкой изменений поля , их обработка.
- Третья задача – подача информирующего сигнала оператору – звуком, светом, показаниями индикаторов и приборов.
Лучше всего, если желающий собрать электронную схему самостоятельно владеет познаниями в радиолюбительском деле или в электронной технике. Такой мастер может не просто собрать нужную схему, но и изменить, улучшить конструкцию.
Многие электронные устройства достаточно просты, их сборку может выполнить даже новичок . Полученное устройство будет работоспособным без настройки, если сборщик в точности выполнил рекомендации разработчика такой схемы.
Как сделать «Пират» самостоятельно?
Одна из наиболее популярных моделей металлоискателей, рассчитанных на собственноручное любительское изготовление – «Пират».
Это название, содержащее сокращённые данные его устройства и сайта разработчиков, остроумно отражает романтику поиска драгоценных металлов.
Вот главные достоинства этой модели :
- простота устройства и сборки;
- невысокая стоимость деталей и материалов;
- достаточные рабочие параметры;
- признанное удобство для новичков.
Электронная схема этой модели не требует программирования. В «Пирате» используются доступные каждому детали , правильно собранная схема полностью работоспособна.
Конструкция и принцип работы
Конструктивная схема и компоновка металлоискателя «Пират» традиционна для аппаратуры такого рода. Она представляет собой штангу, на нижнем конце которой установлена катушка , а в верхней части – электронный блок с элементом питания .
Расположение электронного блока должно оставлять место для удобного удержания штанги рукой.
Некоторые мастера предпочитают, чтобы звуковой сигнал аппарата подавался не динамиком, а наушниками. В таком случае от электронного блока отходит кабель наушников.
Технология работы аппарата – импульсная
. Это позволяет обеспечить очень хорошие для такого класса аппаратуры показатели чувствительности. Ниже представлена схема электронного блока на микросхемах.
Аналогичную схему можно собрать, использовав транзисторы вместо микросхем. Такая версия может потребовать дополнительных настроек, доступных только опытным радиомастерам. Вот почему транзисторная схема используется реже.
Материалы, детали и заготовки
Помимо подробно и точно указанных на принципиальной схеме электронного блока деталей, для сборки металлодетектора на золото и другие металлы потребуется приготовить некоторые материалы и заготовки:
- готовая плата для сборки электронной схемы или фольгированный материал для её самостоятельного изготовления;
- источник питания в виде любой комбинации аккумуляторов или батареек суммарным напряжением 12V;
- эмаль-провод сечением 0,5 – 0,6 мм для изготовления катушки;
- многожильный медный провод для соединений сечением не менее 0,75 кв.мм;
- корпус для электронного блока — пластмассовая ёмкость подходящего размера;
- достаточно прочная пластмассовая труба для штанги;
- каркас для намотки катушки;
- расходные материалы – припой, термоусадочный кембрик, изолента, винты и саморезы крепежа, клеи и герметики.
Печатную плату для сборки электронной схемы лучше всего делать по образцу разработок, представленных в интернете.
Ниже представлен один из таких образцов , пригодный для сборки электроники на микросхемах.
Изготовлением платы занимаются любители самодельной электроники, да и то не все. Большинство желающих создать металлоискатель самостоятельно предпочитают купить такую деталь.
Для сборки катушки потребуется оправа или каркас , не содержащий металлических элементов. Самодеятельный мастер может изготовить такой каркас из фанеры, пластмассы или подобрать похожий по параметрам из готовых пластмассовых изделий, например – посуды. Оправа может быть приобретена в готовом виде или сделана самостоятельно
Рекомендуемые параметры катушки – 25 витков эмаль-проводом диаметром 0,5мм по оправке диаметром 190-200мм. Увеличение диаметра на 30% приведёт к повышению чувствительности аппарата, при условии, что количество витков будет уменьшено до 20-21.
Пластмассовый каркас для катушки – одна из самых распространённых в продаже деталей металлоискателей.
Технология манипуляций катушкой такова, что этот весьма непрочный узел может пострадать от ударов о неровности земли, камни, острые предметы. Во избежание этого катушку на каркасе прикрывают снизу пластмассовой тарелкой . Такая тарелка не только защищает катушку, но и обеспечивает режим скольжения по высокой траве. Поиск становится более интенсивным.
Порядок сборки и дизайн
Для успешной сборки металлоискателя лучше всего придерживаться такого порядка действий
:
- изготовление печатной платы и сборка электронной схемы;
- выбор подходящей по размеру пластмассовой ёмкости для неё и завершение сборки электронного блока;
- изготовление катушки;
- изготовление штанги удобной формы и крепление на неё электронного блока и катушки, выполнение соединений электронной схемы.
Хотя принципиального характера порядок сборки не имеет. Для тех, кто изготавливает аппарат для постоянной длительной работы в области поиска цветных металлов и последующего рециклинга (переработки ради повторного применения), важным фактором является удобство пользования .
В этом случае проработка формы штанги и компоновка основных элементов аппарата становится ключевым фактором. Таким образом, в создании аппарата появляется серьёзная дизайнерская фаза.
Лучше всего выполнять этот этап работы с помощью моделирования в натуральную величину . Такое моделирование можно произвести с использованием деревянных деталей подходящей формы, например:
- черенка для лопаты;
- фанерных кусков нужной формы;
- обрезков из ;
- временного крепежа из кусков проволоки, гвоздей и верёвок.
Убедившись, что скомпонованная модель аппарата будет достаточно функциональна и удобна, можно приступать к решающей сборке. Готовый аппарат , как правило, не требует настройки , он полностью готов к работе. Начать поиск металла можно, выбирая нужный уровень чувствительности и правильную тактику манипуляций катушкой.
Сборщики, которым нужно как можно быстрее собрать свой аппарат, могут воспользоваться готовыми наборами деталей
.
Покупка такого комплекта позволяет значительно упростить изготовление «Пирата». Одно из предложений есть .
Пользователи металлоискателя «Пират», обладающие навыками в радиолюбительском деле, модифицируют конструкцию этого аппарата. Вот только несколько направлений таких усовершенствований :
- Изготовление катушки с необычными параметрами – по размерам, из особенных материалов, например – кабеля типа «витая пара».
- Устройство дополнительных функциональных систем , например – индикации степени разряда аккумулятора.
- Изготовление моделей для подводной работы .
- Дополнения электронной схемы, позволяющие различать металлы (создание функции дискриминации).
Простой, недорогой и надёжный металлоискатель «Пират» исправно работает в самых разных условиях.
Самодельный металлодетектор – плюсы и минусы
Дешевизна , базовое преимущество самостоятельного изготовления любых изделий, актуальна для металлоискателя. Вот какие ещё есть достоинства у самодельного аппарата:
- наибольшее соответствие технологии поиска для новичков;
- возможности создания аппарата полностью индивидуальной формы, дизайна и конфигурации;
- удовольствие от самостоятельного изготовления эффективного, работоспособного прибора.
Как и любое устройство, изготовленное любительским образом, металлоискатель не лишён некоторых недостатков .
Вот какие особенности модели «Пират» отмечают пользователи:
- энергичное потребление заряда аккумуляторов питания;
- отсутствие дискриминации , то есть точной чувствительности на чёрные, цветные и драгоценные металлы;
- ограниченная в сопоставлении с дорогостоящими моделями чувствительность .
Несмотря на недостатки, модель «Пират» очень популярна. Это объясняется простотой самодельного изготовления и высокой результативностью недорогого аппарата.
Занятые в области рециклинга специалисты считают, что возможности дискриминации металлоискателя не имеют большого значения. Все найденные металлы настолько ценны, что их переработка всегда оправдана. Ориентация на поиск золота требует не только аппаратуры, но и немалого опыта , сопутствующих знаний и, конечно же, удачи .
Видео по теме
В видео представлено подробное руководство по изготовлению и сбору металлоискателя «Пират» своими руками:
Заключение
Когда металлоискатель будет готов, можно начинать работу. Нужно отдать себе отчёт в том, что ни один самый совершенный аппарат не позволит находить только золотые скрытые объекты.
Металлоискатель поможет найти ценный металл, и весьма вероятно, что это будет золото. Лучше всего, если у будущего искателя металлов и золота будет реальное представление о технике поиска.
Многие особенности эксплуатации готовой аппаратуры очень важны для тех, кто разрабатывает и собирает собственные модели. Нужно заранее иметь представление о технологии работы с такой аппаратурой – именно это является основой её качественного дизайна.
Результативность поиска золота повышается с опытом. Вот наиболее важные элементы такого опыта :
- правильный выбор конструкции металлоискателя и его качественное изготовление своими руками;
- способность правильного выбора площадки поиска;
- умение использовать потенциал металлоискателя полностью;
- выбор правильной технологии поиска в разных условиях;
- модернизация металлоискателя.
Правильно собранная и отлаженная аппаратура всегда поможет в поиске золота, и этот ценный металл обязательно найдется.
Вконтакте
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:
- Передатчика колебаний электромагнитных волн.
- Приемника.
- Специальной передающей сигнал катушки.
- Катушки, принимающей сигнал.
- Устройства индикации.
- 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.
При необходимости отыскать предметы, свойства которых отличаются от тех, что обычно присутствуют в почве, используют металлоискатель (металлодетектор). Принцип действия подобных приборов основан на определении отличий в магнитном поле соленоида, который оказывается в зоне расположения аномального предмета.
При желании нетрудно приобрести недорогой анализатор наличия металла. Сделать металлоискатель своими руками сумеет любой человек, способный держать в руках паяльник и отвертку.
Зачем нужен металлодетектор?
Многие полагают, что подобные инструменты нужны только для поиска металлов (монеты, оружие, предметы быта на местах боев), взрывчатых веществ там, где могли устанавливаться мины. На самом деле круг использования подобных средств гораздо шире. Ими пользуются при досмотре пассажиров в аэропортах, геологи ищут залежи руды, врачи определяют присутствие стали или сплавов в теле человека. При прокладке магистралей внутри населенных пунктов уточняется расположение трубопроводов с водой, газом или канализационных стоков.
Металлоискатель востребован у любителей, желающих проводить поиски за пределами собственного дома:
- кладоискателей можно увидеть в местах, где производится снос старых зданий. Там возможны предметы и денежные средства, откладываемые на «черный» день. Почти каждую неделю появляются сообщения о находках тех или иных кладов, в которых присутствуют монеты и украшения;
- поисковики на местах былых сражений ищут оружие, снаряды и патроны, каски, предметы быта. Прибор помогает найти случайные захоронения участников боев. По наградам и иным источникам определяют имена погибших. Ищут родственников, чтобы сообщить им о месте захоронения их отца, деда, а чаще и прадеда;
- представители вооруженных сил ведут поиск минно-взрывных предметов, представляющих опасность для мирных жителей. За последние несколько месяцев на территории Сирии были извлечены более 120 тонн опасных веществ, снарядов и мин. Страшные закладки не сработали, они не унесли жизнь детей, женщин и остального населения, желающего жить мирной жизнью.
У молодежи и людей среднего возраста может возникнуть идея по поиску каких-либо предметов. Некоторые интересуются возможностью создания металлоискателя, которым можно пользоваться не только на суше, но и под водой. В прибрежной зоне, особенно около пляжей часто находят монеты, потерянные крестики и кольца.
«Металлисты» (люди сдающие металлолом в больших количествах) заняты поиском забытых труб, металлоконструкций и крупных залежей ненужного металла. Сдавая подобные предметы, они зарабатывают на жизнь.
Внимание! Не стоит отчаиваться тем, кто практически не сталкивается с электротехникой или радиоэлектроникой. Здесь будут изложены варианты изготовления простейших металлодетекторов, которые можно самостоятельно сделать своими руками, не прибегая к использованию сложной аппаратуры. Если с пайкой есть определенные сложности, то проводки можно скручивать между собой, получая неплохой результат.
Принцип работы
Принцип действия металлоискателя основан на исследовании изменений электромагнитной индукции. В конструкции прибора имеются:
- синтезатор электромагнитных колебаний;
- усилитель колебаний;
- катушка для передачи изменений магнитного поля (дискриминации металла);
- катушка для приема информации о состоянии магнитного поля в зоне излучения;
- приемник с усилителем сигнала;
- приборы для учета дискриминирующего сигнала или устройства для индикации.
Довольно часто функции некоторых элементов объединяют в одном и том же приборе:
- прием и передача производятся одним усилителем;
- одна и та же катушка выдается переменное электромагнитное поле в зону исследования, а затем принимает сигнал о наличии или отсутствии искажений.
При изменении магнитного поля катушка воспринимает измененный сигнал.
Его регистрируют по показаниям на шкале прибора или по звуку в микрофоне
Общее представление, как работает прибор можно изложить в следующей последовательности:
- Катушкой в зоне поиска создается переменное магнитное поле (см. поз. А).
- При попадании на исследуемую территорию предмета, имеющего какие-либо отличительные свойства по сравнению с окружающими, внутри поля катушки возникают вихревые токи (их еще называют токами Фуко).
- Возникающие токи создают иное электромагнитное поле (ЭМП).
- В результате само поле изменяется по своим характеристикам (см. поз. Б).
- Все изменения регистрируются приборами (оптическими или звуковыми индикаторами). Оператор по изменению сигналов может определить наличие предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Определяются также металлы, проводящие электрический ток.
Для металлоискателя главным является наличие определенных отличий в токопроводимости окружающего грунта от имеющегося в толще земли предмета. Прибор определяет разницу между электрическими и магнитными свойствами.
Несколько слов о геосканерах
Геосканеры – это специальные приборы, способные прорисовывать трехмерную картинку о состоянии грунта на значительной территории и глубине. Это довольно дорогие приборы, которые используют для получения информации о наличии источников воды, проложенных магистральных трубопроводах на значительной глубине. Получаемая информация выводится на экран компьютера или ноутбука.
Подобные исследования проводят специальные выездные лаборатории. Принято называть их боковым картонажем.
Какими бывают металлоискатели?
Общие параметры
Основной принцип действия, в котором анализируется величина электромагнитной индукции в определенной части пространства, реализуется разным техническим исполнением. Прибор для поиска пляжного золота, включая и другие драгоценные материалы (серебро, платина), а также устройства для поиска трубопроводов, спрятанных в глубине, внешне могут выглядеть одинаково. Но при внимательном ознакомлении с конструкцией будут видны кардинальные отличия в схемах и техническим возможностям.
Приступая к созданию собственного металлодетектора, нужно довольно четко определиться с требованиями, которые будут предъявляться к прибору. Специалисты выделяют ряд характерных параметров для поисковых устройств:
- Глубина проникновения сигнала в толщу грунта (проникающая способность). Эта характеристика зависит от свойств, заложенных в приемную катушку.
- Территория поиска по размеру следа активной катушки, излучающей электромагнитное поле.
- Уровень чувствительности характеризует способность обнаруживать небольшие по размеру и массе предметы (монеты, гильзы, пули, крестики, небольшие украшения).
- Избирательные показатели. Для некоторых категорий поисковиков важна особая реакция на драгоценные (изделия из золота или серебра) или цветные металлы. Создают даже специальные фильтры, которые пропускают информацию о нахождении в глубине предметов из подобным материалов.
- Помехоустойчивость определяет способность не воспринимать влияние линий электропередач, находящихся недалеко ретрансляторов или телевизионных станций. Возможны и иные источники помех, которые могут ухудшить показатели поискового прибора. Как показывает практика, именно вблизи источников электромагнитных колебаний чаще происходят потери наиболее интересных предметов, которыми интересуются искатели.
- Небольшие размер и способность использовать для работы малогабаритные источники энергии (мобильность устройств) являются довольно важной характеристикой. С тяжелым и громоздким металлоискателем человек довольно быстро устает, производительность труда окажется невысокой. С легким и малогабаритным металлодетектром можно преодолевать небольшие препятствия, перемещаясь по пересеченной местности.
- Дискриминация – этот параметр характеризует возможность разделять по типу получаемого сигнала основные параметры находки, расположенной на некоторой глубине. Эффективность поиска возрастает.
Среди специалистов дискриминацию прибора принято соотносить по показателям информационных табло и звукового сопровождения. Она должна уметь определять свойства найденного предмета. Принято выделять составляющие:
- Пространственная характеристика определяет особенности расположение объекта в зоне поисковых работ. Показывает возможную глубину расположения.
- Геометрические характеристики дают представление о массе и возможных размерах находки.
- Качественная определяет свойства материала, из которого изготовлен найденный предмет. Для золота желателен один тип сигнала, а для железосодержащих изделий – другой.
Рабочая частота
Наличие переменного магнитного поля, создаваемого самим поисковым устройством, определяет особенности работы. Например, при понижении частоты глубина проникновения магнитных волн в глубину грунта возрастает. Можно добиться и большей ширины захвата прибора. Однако, невозможно значительно снижать величину частоты. Металлоискатель потребует больших затрат энергии для сохранения работоспособности. Это приведет к необходимости использовать более массивный аккумулятор. Принято считать, что основные параметры металлодетектора зависят от рабочей частоты. Поэтому классификация по рабочей частоте представляется в виде:
- Сверхнизкочастотные (СНЧ) работают до 100…150 Гц. Такие приборы относят к профессиональным устройствам. Реализовать на практике мобильный металлоискатель пока не удалось. Энергопотребление измеряется десятками Ватт (ВТ). Подобные поисковые средства располагают на автотранспорте. Сигнал анализируется с помощью компьютеров.
- Низкочастотные (НЧ) работают в диапазоне 150…2000 ГЦ. Эти устройства отличаются несложной схемой исполнения, собрать сумеет даже начинающий мастер. Конструкция довольно проста. Отличается довольно большой глубиной проникновения электромагнитного импульса (до 4…5 м). Однако, подобные приборы обладают малой чувствительностью. Дискриминация по размерам и составу материала практически отсутствует. Подобные металлоискатели хорошо реагируют черные металлы, в составе которых присутствует железо в разных видах соединений. Но при нахождении крупных бетонных или каменных конструкций поисковик найдет и их. Подобные приборы классифицируют под названием магнитодетекторы. Подобные приборы хуже различают свойства грунтов и находящихся в них предметов.
- Повышенной частоты (ПЧ) приборы используют рабочий диапазон 1700…75000 Гц. Конструкция подобных металлоискателей гораздо сложнее. Их сигнал проникает на глубину до 1,0…1,5 м. Сравнительно неплохая помехоустойчивость. Чувствительность оценивается довольно высоко. Дискриминация также довольно высокая. Недостатки подобных приборов поиска проявляются при наличии неоднородной породы в толще грунта. Возможны нестабильные показатели при высоком стоянии грунтовых вод. Подобные металлоискатели применяют для работы в импульсном режиме, к которому придется прийти несколько позже.
- Высокой частоты (ВЧ), иногда профессионалы называют подобные приборы, работающими на радиочастотах (РЧ). В этих устройствах дискриминация на тяжелые драгоценные металлы работает отлично. Глубина поиска может достигать 0,5…0,8 м. Глубже обычно они просветить не в состоянии. Эти металлоискатели довольно требовательны к качеству изготовления катушки. Любая небрежность приведет к резкому ухудшению показателей прибора.
Для приборов по пунктам 2…4 отмечается низкое энергопотребление. Комплект батарей типа АА (пальчиковые) могут работать непрерывно до 12 часов.
Особенностью импульсных металлоискателей является работа не в постоянной подаче сигнала заданной частоты. Подаются периодические импульсы. Можно настроить периодичность посыла и длительность воздействия. Создавая подобный прибор, можно получить устройство, в котором будут получены положительные характеристики от устройств НЧ, ПЧ и ВЧ. Однако, подобные схемы требуют специальной сборки и наладки. Для начинающих поисковиков и мастеров подобные устройства могут оказаться сложными в исполнении. Поэтому самодельнуюконструкцию начинать нужно с простых приборов.
Метод поиска
На практике существует около десятка методов поиска предметов, располагающихся в глубине грунта с применением электромагнитного поля. К сожалению, часть из них довольно сложные. Исполнить предложенные методики под силу крупным предприятиям, где имеется возможность приобретать дорогостоящие комплектующие.
Для реального использования используют приборы со сравнительно недорогими комплектующими и схемами. Их может реализовать даже начинающий мастер:
- параметрический метод поиска, осуществляется по сопоставлению параметров до и после;
- приемо-передающий основан на использовании отраженного сигнала, который предварительно был послан передающим устройством;
- с накоплением фазы обычно оборудуют двумя катушками;
- на биениях. Этот метод реализуется на двух сигналах.
Без приемника (параметрические устройства)
Параметрический метод не требует наличия приемника. Отсутствует даже сама приемная катушка. При поиске изменяется индуктивность, которая воспринимается самой генерирующей катушкой. При нахождении предмета с определенными свойствами, меняющими индуктивность в зоне воздействия электромагнитного поля, происходит частотная модуляция в колебаниях приборов. Изменяются:
- частота колебаний, это изменение можно услышать в динамике или наушниках;
- увеличивается амплитуда, что ведет к получению большей громкости на детекторном устройстве звукового сигнала.
Подобные металлоискатели отличаются дешевизной. У них неплохая помехоустойчивость. Однако, пользователю придется потренироваться, чтобы суметь воспользоваться таким прибором. Слабая чувствительность ограничивает возможности использования.
С приемником и передатчиком
Приборы, в которых реализован принцип приема и передачи сигнала, позволяют получать значительно лучшие показатели в работе. При определенной сложности в изготовлении (катушки нужно создавать, строго следуя описанию и конструктивным особенностям).
Принято определять устройства по таким показателям:
- металлоискатели с одной катушкой принято называть индукционными. Недостаток – это трудность определения вторичный сигнал;
- металлоискатели с двумя катушками настраивать сложнее. Здесь важно обеспечить полную идентичность обеих соленоидов. Но вторичный сигнал определяется гораздо лучше, че может предложить однокатушечная схема.
Если реализуется импульсное приемопередающее устройство, то легче проявляются дискриминационные свойства. По типу вторичного сигнала в начале или конце фазы легче предположить тип найденного металла.
До щелчка (с накоплением фазы)
Метод реализуется в устройствах с накоплением фазы. Конструктивно исполнение бывает:
- однокатушечным с импульсной подачей сигналов;
- двухкатушечным, оснащенным двумя генераторами сигналов (каждый подается питание к своей катушке).
В первом варианте происходит некоторая задержка между излучаемыми и воспринимаемыми импульсами. Оператор слышит щелчок. Он соответствует разнице между поданным импульсом и принятым. Когда в зоне поиска появляется интересующий объект, частота щелчков увеличивается. Если масса найденного предмета довольно большая, и он расположен довольно близко, то щелчки сливаются в шум определенной частоты звучания.
Внимание! Металлоискатели под общим названием «Пират» построены на подобной схеме.
При наличии двухкатушечного устройства необходимость в создании импульсного прибора отпадает. Генераторы работают каждый на свой соленоид. Если происходит искажение ЭМП, то также возникают щелчки. Можно настроить на дополнительное получение звучания определенного тона.
На пляжах и в местах, где наблюдается пребывание большого количества туристов, курортные старатели используют чаще всего подобные металлоискатели. Их даже делают защищенными от пресной и морской воды. Тогда возможен поиск небольших предметов в воде.
Практика показывает, что подобные приборы способны почувствовать небольшие серьги, имеющие массу всего 0,3 г на глубине до 40 см.
К сожалению, подобные устройства плохо работают в местах, где структура грунта неоднородная. Здесь они начинают реагировать даже на ветки.
По писку (на биениях)
Наличие двух сигналов, подаваемых с разной частотой, позволяет слышать не сами подаваемые частоты, а их разность.
- На один подается частота 1 МГц = 1 000 000 Гц.
- На второй частота 1,0005 Мгц = 1 000 500 Гц.
- Пользователь будет слышать сигнал, равный разности между вторым и первым значением подаваемых частот – 1 000 500 – 1 000 000 = 500 Гц.
На разных типах устройства подбирают свои частоты, которые используют в дальнейшей работе.
В системе управления имеется возможность настраивать одну из частот, что позволяет слышать звуки (биения) разной частоты. Можно даже свести эту разность к нулю, если обеспечить равенство подаваемых колебаний.
Перед поиском сводят различия к порогу слышимости. У некоторых людей он составляет 20-25 Гц. Когда металлоискатель оказывается в зоне воздействия металлического предмета, то разность между частотами сигналов меняется. Оператор слышит тон иного звучания.
Для распознания свойств найденного объекта можно менять настройку на втором генераторе. Тогда будут слышаться иные звуки от взаимодействия с найденным объектом. Оператор по ряду предварительных тренировок может достаточно точно определить, что располагается в толще грунта, какова масса и размеры находки.
Рекомендуется выполнять настройку на звук «ля» первой октавы, которому соответствует частота 432 Гц. Этот тон звучит на радиостанциях в момент кратковременного перерыва. Практика показывает, что приборы, настроенные на подобное звучание улавливают даже довольно мелкие предметы, масса которые составляет несколько десятых грамма.
Многие «золотоискателя» на пляжах пользуются подобными приборами. Они надежнее работают в неоднородных почвах.
Влияние катушки на работоспособность установки
Среди мастеров, изготавливающих катушки для своих приборов, имеются разные мнения о том, как следует изготавливать эту часть металлоискателя. Новички часто не задумываются о конструкции. Они могут приобрести брендовое изделие, рассчитывая потом получать только дивиденды от своего вложения. К сожалению, даже самая «крутая» катушка может показать невысокую работоспособность. Должно быть соответствие между соленоидом и остальной схемой устройства.
Разрабатывая конструкцию металлодетектора, стараются подогнать параметры каждого элемента между собой. Иногда приходится подбирать некоторые параметры опытным путем. Разброс в характеристиках радиодеталей бывает весьма значительным. Нужна не только грубая, но и тонкая настройка.
Какие размеры нужны катушке?
Чем больше размер катушки, тем большую площадь охватывает ее сигнал. Есть некоторые мастера, которые изготавливают соленоиды диаметром 1500 мм и более. Они утверждают, что подобный прибор позволяет охватывать широкую площадь. Но носить такой инструмент приходится на плечах. При необходимости перемещаться в лесу или в насаждениях такой прибор не позволит проникнуть между кустами и деревьями. Проще несколько раз провести рукой катушкой, размещаемой на штанге.
- Ø 20…100 мм используется для поиска арматуры и профилей, закопанных в земле;
- Ø 130…150 мм применяют золотодобытчики на пляжах и в людный местах;
- Ø 200…600 мм изготавливают катушки металлисты, ведущие поиск металлолома в больших количествах.
Монопетля в качестве катушки
Распространены конструкции, в которых за основу взята монопетля. Для изготовления используется длинный провод. Толщина намотки должна быть в 15-20 раз меньше, чем диаметр используемой петли.
Пользователи отмечают преимущества подобного устройства:
- работа металлоискателя, оснащенного подобным принимающим устройством практически не зависит от свойств грунта;
- масса подобного приспособления сравнительно невысокая, поэтому ее можно перемещать в течение длительного времени по территории;
- обнаружив в глубине металл, можно меняя настройки передающего устройства, распознать ценность находки.
Есть и недостатки:
- приходится постоянно вносить коррективы в настройку прибора;
- любые радиоприборы вносят помехи в работу. Поэтому на пляжах охотники за «золотом» часто испытывают воздействие от работающих устройств;
- для эффективного использования необходимо тренироваться с разными предметами из различных материалов, чтобы научиться распознавать нужный предмет и начать его добывать.
Указанные недостатки не снижают ценности подобного соленоида. Начинающие пользователи могут взять монопетлю за основу своей первой конструкции. Сделать ее несложно. В руках окажется вполне добротный металлоискатель.
Пошаговое изготовление простейшей катушки
На практике применяют много разных вариантов изготовления. Одним из них будет такой, где используются современные материалы: пластиковые трубы. Они изначально позволяют предотвратить попадание влаги на провода соленоида.
 | Нужно иметь следующие материалы: провод эмалированный диаметром 0,5 мм. Его длина рассчитывается из необходимости намотать 25 витков на окружность Ø150 мм. 3,14·150·25 = 11775 мм. С учетом выхода концов можно принять 12 м; трубка пластиковая с внутренним диаметром 12,5 мм, ее длина должна быть не менее 3,15·150 = 471 мм; тройник от полипропиленовых труб Ø 20 мм; фрагменты полипропиленовой трубы Ø 20 мм (2 шт., длиной по 15 мм); экранированный телевизионный провод длиной 120 см. |
 | Перед началом работы следует проверить, насколько удобно можно изготовить из пластиковой трубки круг. Если имеется жесткая заготовка, тогда при изготовлении нужно будет ее прогревать горячей водой или с помощью фена. Сворачивается пробное кольцо, оценивается вид получаемой окружности. |
 | В тройнике нужно просверлить отверстие Ø6 мм. Через него будут вводится провода внутрь будущей катушки. Края желательно зачистить от заусенцев. |
 | Дополнительные вставки из полипропиленовой трубы аккуратно обрабатываются. Их нужно впаять в тройник. При этом в каждый фрагмент нужно вставить пластик. |
 | Придется подбирать длину пластиковой трубки, чтобы получить окружность точно заданного диаметра. Если не подогнать размеры, то может не хватить провода. Делаются пробные вводы во фрагменты. |
 | Проверяется, насколько плотно можно вставить трубки друг в друга. После окончательной примерки можно прогреть стыки и спаять их между собой. |
 | Небольшая подвижность при соединении позволит корректировать размер будущего изделия. Приходится проверять получаемый диаметр. |
 | Пришло время проталкивать провод внутрь пластиковой трубки. Это самый трудоемкий процесс. |
 | Когда провод установлен на место, можно оценить, насколько качественно выполнена работа. Возможно, придется подтянуть некоторые витки. Желательно, чтобы укладка выглядела лучше. |
 | Концы провода следует припаять к экранированному кабелю. |
 | Катушка готова. Следует подумать, как закрепить ее на штанге. |
Если подобный процесс кажется сложным, то можно подойти к вопросу изготовления катушки иначе.
 | На листе ориентированно-стружечной плиты (OSB) нужно вычертить контуры будущей катушки. |
 | Лобзиком выпиливается окружность необходимого диаметра. |
 | Провод наматывается по внешнему контуру получившегося круга. |
 | Из полипропиленовых труб сваривается штанга. Ее нетрудно закрепить к самой катушке. |
 | В результате металлоискатель приобретает товарный вид. |
 | После изоляции катушки ее желательно покрасить алкидной эмалью. Слоя краски предотвратить попадание влаги на OSB. |
Как рассчитать индуктивность катушки?
При разработке конструкции металлоискателя может возникнуть необходимость рассчитать значение индуктивности. Для точного расчета имеется специальная методика, где в расчет берутся основные параметры. Но для быстрого определения искомой величины проще применить номограмму.
Номограмма для оперативного определения индуктивности катушек
- индуктивность L = 10 мГн;
- средний диаметр кольца D = 20 см;
- высота и толщина кольца, l = t = 1 см.
Пользуясь номограммой, определяют количество витков w, которое следует намотать при изготовлении катушки. Задаются плотность укладки k = 0,5. По принятым размерам определяется площадь сечения S = klt , здесь l – высота слоев катушки; t – ширина слоев.
Разделив значение S на w величину, получают диаметр d (намоточного провода). При получении d = 0,5…0,8 мм расчет прекращается. Если получилось больше, то корректируют толщину и ширину кольца.
Помехоустойчивость катушки
Схожесть с рамочной антенной обуславливает высокую активность катушки. Она восприимчива к помехам, возникающим со стороны. Для устранения возможного внешнего воздействия изготовленную катушку помещают внутрь металлической оплетки. Создают специальный экран, придуманный Фарадеем.
Наличие подобного экрана предотвращает поступление внешних электромагнитных импульсов.
Новичкам следует внимательно изучить конструкцию. Положение заземляющего контакта должно быть строго по оси симметрии. Иначе возможны сбои в работе самой поисковой катушки. Конец от экранирующего провода соединяется в общую схему устройства. Если пренебречь требованиям симметрии, то ухудшатся характеристики соленоида, а помехи окончательно подавят искомые сигналы.
Наличие экрана несколько снижает величину электромагнитного поля. Чувствительность несколько снижается. Приходится увеличивать напряжение питания, подаваемого на обмотку.
Экранированным проводом соединяют саму катушку со схемой устройства. Тогда влияние помех максимально снижается. Металлоискатель работает более надежно.
На приведенном рисунке показаны способы намоток: а – бифилярная; б – перекрестная.
Из практики использования катушек в поисковых приборах установлено, что привычная бифилярная намотка неэффективна. При нахождении в толще почвы ферромагнетиков сигнал начинает угасать. Если же использована перекрестная намотка, то при нахождении предмета строго по центру катушки сигнал усиливается.
Поэтому некоторые радиолюбители не берутся наматывать перекрестным способом множество витков. Они предпочитают создавать катушку корзиночного типа. Она проще в изготовлении.
Катушка-корзинка
К недостаткам самодельщики относят необходимость точного изготовления подобного устройства. Нужна довольно прочная оправка. При натяжении проводов, когда производится намотка, возможна деформация.
При создании корзинки у изготовителя имеются варианты:
- получить объемную конструкцию;
- изготовить плоскую корзиночную катушку.
У довольно известного металлоискателя «Пират» используется корзиночка объемного типа. Новичкам проще изготовить плоское изделие. Они получили название «бабочка».
Конструкция корзиночной катушки
Расчет проводят по формулам:
- Сначала нужно задаться значением диаметра D₂. Он принимается равным диаметру имеющейся оправки за минусом 2…4 мм.
- Значение D₁ определяется, как D₁ = 0,5·D₂.
- Рассчитывают число витков по формуле:
где L – индуктивность катушки, рассчитанная по формуле
k – поправочный коэффициент, определяемый по таблице.
Таблица: определение поправочного коэффициента
| D₂+D₁ | k |
| 1,2 | 3,31 |
| 1,5 | 2,98 |
| 1,8 | 2,72 |
| 2,0 | 2,58 |
| 3,0 | 2,07 |
| 5,0 | 1,57 |
| 8,0 | 2,23 |
| 10,0 | 1,03 |
Зная разность D₂ – D₁, рассчитывают диаметр провода. Полагают, что плотность укладки составляет 0,85.
Монопетля и двойная петля
Обозначение ДД свидетельствует об использовании двойной петли (Double Detector). Наличие двух обмоток позволяет значительно усилить восприимчивость катушки. Она анализирует не сам новый возникающий сигнал. В этих схемах производится анализ искажений, которые возникают при попадании металла в зону действия соленоидов.
Предварительно их балансируют так, чтобы в разных плечах существовали одинаковые импульсы. Размещают подобные петли параллельно.
При попадании черного металла генерируются низкие звуки. А если присутствует цветной металл или золото, то оператор услышит изменение сигнала к звукам более высокой частоты.
Во всех металлоискателях, обозначенных символами GOLD, применяется Double Detector. С ними работать интереснее. Но следует помнить, что в рыхлых грунтах подобные катушки могут запищать даже от скопления муравьев.
Как самостоятельно закрепить катушку?
При желании специальный каркас для своей катушки можно заказать в сети. Цены варьируют в довольно широких пределах. Поэтому многие используют фанеру в качестве основы.
Варианты изготовления каркаса: а – из фанеры; б – из CD-дисков
- Многим кажется, что проще всего использовать обычную фанеру. Ее легко пилить. Она обладает достаточной прочностью.
На практике оказывается, что фанера способна впитывать влагу. В результате работоспособность прибора может оказаться крайне низкой. - Лучшие результаты получаются при использовании CD-дисков. Между ними оставляют зазор около 5…7 мм. Можно вклеить кусочки пенопласта. Потом по образующей обматывают скотчем или изоляционной лентой. Получается надежная и прочная объемная конструкция.
- При использовании сотового поликарбоната толщиной 6 или 8 мм получается легкий и довольно прочный каркас. Нужно только закрыть соты, чтобы в них не попадала влага. Подойдет обычный скотч. Профессионалы используют силиконовый герметик, он надежно заполнит отверстия на входе в соты. Доказано, что такой каркас самый удачный. Он не наводит дополнительные помехи.
Несколько конструкций металлоискателей
Параметрический прибор обнаружения металлов
Для поиска черного металла и трубопроводов в земле. Нахождения электропроводки в стенах используют простые и надежные схемы. В их основе применяют транзистор МП40, цена которого сегодня составляет несколько рублей (дешевле, чем проехать на трамвае). Возможна замена на более мощную модель КТ361 (учитывать, что у него обратная полярность, при подключении питания следует поменять способ включения батарейки).
Простейший металлоискатель
Этот прибор работает на низкой частоте. Подбор частоты звучания осуществляется изменением емкости конденсатора С₁. При нахождении металла тон заметно понижается. Поэтому при начальной настройке стараются задать писк, подобный комариному.
Когда в зоне работы прибора окажется металл, оператор услышит низкий басовитый звук. Его частота соответствует 50 Гц. Именно такой ток протекает в бытовой и промышленной электропроводке.
Импульсный параметрический прибор
Схема прибора для поиска металлов с простым кварцевым фильтром
Данная конструкция реализуется на базе старого транзисторного приемника, работающего на средних волнах. Его используют только потому, что внутри имеется ферритовая антенна. Именно она задает нужную частоту колебаний.
Все устройство питается от двух батареек типа АА (пальчиковые). Энергопотребление довольно низкое.
Схема довольно простая, спаять ее нетрудно. Детали стоят недорого. Набор комплектующих обойдется (отечественные детали) в пределах 200 руб.
Многих отпугивает подобная конструкция тем, что требуется длительная и тщательная отладка. Приходится подбирать резисторы и конденсаторы. Раньше подобные радиоприборы использовали детали с большим разбросом показателей. С той поры разброс никто не устранял.
Приемопередающие металлоискатели
Схема приемопередающего прибора
При желании создать эффективный прибор для поиска цветных и драгоценных металлов ориентируются на использование металлоискателей, оснащенных передатчиком и приемником.
Здесь работают ДД катушки, на которые подается питание с частотой 2000-2500 Гц. Подобные устройства могут обнаруживать сплавы цветных металлов на глубине 9-11 см. Черные металлы массой до 100 г диагностируются на глубине около 20 см. Крупные предметы из чугуна или стали можно обнаруживать на глубине до 60-70 см.
Иногда подобные устройства помещают в герметичные оболочки, получают глубинные металлоискатели для работы под водой. Подводный металлодетектор расширяет круг поиска ценных предметов
При создании подобных металлоискателей катушки наматывают по специальным шаблонам
Пошаговая технология изготовления и испытания металлоискателя
 | Заготавливается провод Ø 0,65 мм. Его потребуется немногим более 14 м. Будет уложено 30 витков на диаметре 150 мм. |
 | В качестве образца для вычерчивания окружности нужного диаметра используется крышка от пластикового ведра. Она имеет необходимый диаметр. |
 | На доске получается окружность. Она послужит основой для последующих действий. |
 | Для наматывания проволоки нужно вбить гвозди. Используются метизы длиной 30 мм. Для получения качественной окружности желательно забить их не менее 16 шт. Можно и больше. |
 | Можно начинать наматывать провод. Один конец закрепляется. |
 | При наматывании нужно стараться плотнее укладывать витки. |
 | Полученную катушку следует изолировать. Сначала ее обматывают малярным скотчем. |
 | Изготовив первую катушку, подобным образом изготавливают и вторую. |
 | Приемопередающее устройство изготавливается по предлагаемой схеме. |
 | Для получения звукового сигнала нужен наушник от телефона. |
 | На одной плате собирается вся схема прибора. |
 | Подбирается подходящая металлическая коробка, в которой будет располагаться плата. |
 | Внутри имеется место не только для платы. Здесь помещается батарейка. Профессионалы стараются пользоваться малогабаритными аккумуляторами.Их можно заряжать. Имея с собой два-три аккумулятора, можно не беспокоиться, что прибор окажется обесточенным. |
 | Катушки размещаются листе, вырезанном из сотового поликарбоната. |
 | Штанга изготавливается из полипропиленовых труб. |
 | Для удобства пользования рукоятка имеет полукольцо. Им проще управлять при поиске металлических предметов. |
 | Разбросав разные предметы, можно провести диагностику работоспособности металлоискателя. Оценить расстояния определения каждого вида металла. Проводится настройка прибора. |
 | Можно приступать к поиску металлов на природе. Идти следует, не торопясь. Катушки перемещаются по сторонам, стараются охватить максимальную ширину. |
 | Обнаружив предмет в грунте, можно приступать к его откапыванию. Находясь в местах, где были бои, следует придерживаться правил безопасного извлечения предметов. |
 | Даже небольшие монеты, можно найти в глубине. |
Поиск простых решений
Если есть желание попробовать себя в новом деле, а желания создавать схемы пока не пришло, то можно изготовить самый простой металлодетектор без микросхем и пайки.
Самый простой металлодетектор
Понадобятся:
- Самый дешевый радиоприемник. В нем должен быть средневолновый диапазон. Его обычно помечают АМ. В таких приемниках устанавливали ферритовую магнитную антенну.
- Калькулятор, выпущенный в конце 20 века. Их можно купить на развалах у старушек.
- Небольшая книжка или только ее обложка. Картонная будет предпочтительнее. У нее будет определенная прочность.
Теперь придется немного повозиться. Устроен подобный прибор крайне просто:
- Раскрывается обложка.
- На каждую сторону нужно наклеить двухсторонний скотч.
- С одной стороны подклеивается калькулятор.
- На другой стороне приклеивается радиоприемник. Нужно следить, чтобы в закрытом состоянии они точно совпадали.
- Включается приёмник на самую высокую громкость. Нужно найти диапазон, в котором нет никаких радиостанций. Желательно, чтобы эфирные шумы отсутствовали.
- Включается калькулятор. При включении второго устройства в приемнике будет наводиться сигнал. Он должен отреагировать на включение второго прибора. Послышится рев или какой-то иной шум. Если шумов нет, придется поискать диапазон, где будет слышно включение калькулятора.
- Нужно сложить обложку до тех пор, пока тон не станет тише. Он может исчезнуть совсем. Обычно такое наблюдается, когда приборы будут расположены под углом 90 ⁰.
- Теперь нужно зафиксировать это положение. Используют резинки или иной подсобный материал.
Теперь можно начинать поиск. При поднесении подобного устройства к металлическим предметам появится шум. В зависимости от вида металла будет синтезироваться разный шум. После экспериментов с железными предметами, можно послушать, какая реакция будет у цветных металлов и золота.
Остается обложку закрепить на штанге и приступать к поиску сокровищ.
Еще идеи по созданию металлоискателя
Весьма необычные конструкции предлагают пользователи из интернета. Можно попробовать и их.