Как сделать простой металлоискатель своими руками – пошаговая инструкция. Схема металлоискателя: как сделать своими руками простой и эффективный металлоискатель Металлоискатель на биениях на транзисторах

Без сомнения, многих начинающих радиолюбителей заинтересует конструкция простого металлоискателя, основой для которого послужила схема, неоднократно публиковавшаяся в отечественных и зарубежных специализированных изданиях в середине 70-х годов прошлого столетия. С помощью этого металлодетектора, выполненного всего на двух транзисторах, можно обнаруживать металлические предметы, удаленные от поисковой катушки на несколько десятков сантиметров.

Принципиальная схема

Данная конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип измерения девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом оценка изменения частоты осуществляется на слух (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Принципиальная схема простого металлоискателя на двух транзисторах

Основу схемы прибора составляют генератор высокой частоты и приемник, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к металлическим предметам.

Генератор высокой частоты собран на транзисторе Т1 по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур опорного генератора состоит из цепочки последовательно включенных конденсаторов С1, С2 и С3, к которым подключена катушка L1. Рабочая частота ВЧ-генератора определяется индуктивностью этой катушки, которая одновременно является поисковой катушкой.

Одной из особенностей данного устройства можно считать то, что в качестве анализатора в нем используется приемник гетеродинного типа, который выполнен всего на одном транзисторе. При этом каскад на транзисторе Т2 совмещает функции гетеродина и детектора. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является возможность использования катушки индуктивности без отводов, что хоть и незначительно, но упрощает конструкцию. Колебательный контур гетеродина содержит катушку индуктивности L2 и емкость, составленную из последовательно соединенных конденсаторов С4, С5 и С6. Частоту гетеродина можно изменять, вращая подстроечный сердечник катушки L2.

С коллектора транзистора Т2 продетектированный сигнал подается на головные телефоны BF1.

Если вблизи катушки L1 окажется металлический предмет, то ее индуктивность изменится. Это приведет к изменению частоты опорного генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником металлоискателя. В результате тональность сигнала в телефонах BF1 изменится.

Детали и конструкция

Все детали простого металлоискателя на двух транзисторах за исключением поисковой катушки L1, катушки гетеродина L2, разъема Х1 и выключателя S1 расположены на печатной плате размерами 70х40 мм (рис. 2.5), изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита.

К деталям, применяемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Желательно использовать любые малогабаритные конденсаторы и резисторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате. Как видно из принципиальной схемы, в этом металлодетекторе применяются устаревшие ВЧ-транзисторы типа П422, П401 или П402. Вместо них можно использовать любые современные ВЧ-транзисторы проводимости p-n-p, предназначенные для работы во входных каскадах радиоприемников.

Поисковая катушка L1, используемая в опорном генераторе, представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, на которую намотаны 32 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,35 мм или, например, ПЭЛШО диаметром 0,37 мм.

В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки ферритового стержня типа 400НН или 600НН диаметром 7 мм. Длина первого из них, закрепленного постоянно, составляет около 20-22 мм. Второй стержень подвижен и используется для регулировки индуктивности катушки. Его длина составляет 35-40 мм. Каркасы стержней обернуты бумажной лентой, на которую наматываются 55 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,2 мм. Также можно использовать провод типа ПЭВ-1 или ПЭВ-2.

Катушку L2 (рис. 2.6) следует установить на расстоянии 5-7 мм от плоскости расположения витков катушки L1.

В качестве источника звуковых сигналов можно использовать головные телефоны с сопротивлением 800-1200 Ом. Подойдут и широко известные телефоны ТОН-1 или ТОН-2, однако при их применении оба капсюля нужно включить не последовательно, а параллельно, то есть подключить плюс одного капсюля к плюсу другого, а минус - к минусу. При этом общее сопротивление телефонов должно составить примерно 1000 Ом.

Рис. 2.5. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) простого металлоискателя на двух транзисторах

Питание простого металлоискателя на двух транзисторах осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В. В качестве такого источника можно использовать, например, так называемую квадратную батарейку типа 3336Л или три элемента типа 316, 343, соединенные последовательно.

Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются выключатель S1 и разъем Х1 для подключения головных телефонов BF1.

Катушки L1 и L2 соединяются с платой гибким многожильным изолированным проводом.

Налаживание

Настройку металлоискателя следует проводить в условиях, когда металлические предметы удалены от поисковой катушки L1 на расстояние не менее 1,5 м.

Рис. 2.6. Конструкция катушки L2

После включения питания следует проверить напряжения на эмиттерах транзисторов. На эмиттере транзистора Т1 должно быть напряжение -2,1 В, а на эмиттере транзистора Т2 - около -1 В.

Далее, медленно перемещая подстроечный сердечник катушки L2, необходимо добиться появления в телефонах громкого чистого сигнала низкой частоты. Если первоначально генератор настроен, например, на частоту 465 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой около 500 Гц.

При приближении катушки L1 к металлическому предмету, в качестве которого в процессе настройки может использоваться, например, консервная банка, тон звучания низкочастотного сигнала в головных телефонах будет изменяться. Начало изменения тона сигнала необходимо хотя бы приблизительно зафиксировать. После этого, перемещая сердечник катушки L2 для более точной подстройки частоты гетеродина, следует добиться наибольшей чувствительности устройства.

На этом процесс настройки простого металлодетектора на двух транзисторах заканчивается.

Порядок работы

Проведение поисковых работ с помощью данного прибора не имеет каких-либо особенностей. Если в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, то высота тона в головных телефонах изменится. При приближении к одним металлам частота сигнала будет увеличиваться, а при приближении к другим - уменьшаться. По изменению тона сигнала биений, имея определенный опыт, можно легко определить, из какого металла, цветного или так называемого черного, изготовлен обнаруженный предмет.

Металлодетекторы используются для поиска металла в почве на определенной глубине. Данное устройство можно собрать самостоятельно в домашних условиях, имея хотя бы минимальный опыт в этом деле или же следуя четким указаниям инструкции. Главное - желание и наличие необходимых инструментов.

Подробная инструкция металлоискателя терминатор 3 своими руками

Данный тип конструкции предназначен для поиска монет. Процесс его сборки совсем несложен. Однако опыт по сборке такого инструмента все же необходим. Терминатор способен обнаружить предмет, даже если цель захвата минимальна.

Для начал следует подготовить необходимое оборудование, а именно:

мультиметр, который измеряет скорость.
LC метр.
Осциллограф.

Далее необходимо найти схему с разбивкой на узлы. Теперь можно изготовить печатную плату, в которую следует впаять по порядку перемычки, резисторы, панели под микросхемы и остальные детали. Следующим шагом будет промывка спиртом платы . Обязательно стоит проверить на наличие дефектов. В рабочем ли состоянии плата можно проверить следующим образом:

Включить питание.
Выкрутить регулятор чувствительности до того, как в динамике не будет слышен звук.
Коснуться пальцами разъема датчика.
При включении должен мигнуть, а затем погаснуть светодиод.

Если все действия произошли, то все сделано правильно. Теперь можно делать катушку. Необходимо подготовить обмоточный эмальпровод 0,4 мм диаметром, который надо сложить вдвое. На листе фанеры рисуется круг, имеющий диаметр 200 мм и 100 мм. Теперь по кругу надо вбить гвозди, расстояние между ними должно быть 1 см.

Далее можно перейти к наматыванию витков. На 200 мм следует сделать их 30, а на 100 - 48. Затем первую катушку надо пропитать лаком, когда он высохнет, можно обмотать ниткой. Нитку можно снять, и, спаяв середину, получится цельная обмотка из 60 витков. После катушку надо обмотать изолентой довольно плотно . А сверху накладывается фольга в размере 1 см, это будет экран, на нее сверху мотается еще изолента. Концы должны выходить наружу.

На второй катушке также необходимо спаять середину. Для того чтобы запустить генератор, надо первую катушку подключить к плате. Вторую катушку следует обмотать проводом в 20 витков, затем подключаем ее к плате. Теперь требуется подключить осциллограф минус на минус к плате, а плюс подключается к катушке. Обязательно посмотрите какая частота будет при включении и запомните ее или зафиксируйте на бумаге.

Теперь катушки надо положить в специальную форму, чтобы потом залить их смолой. Далее осциллограф подключается к плате, минусовым полюсом, амплитуда должна достигнуть нулевого значения. Катушки в форме заливают смолой примерно на половину глубины. Когда все готово, проводится настройка шкалы дискриминации металлов.

Список деталей для металлоискателя терминатор 3

В качестве деталей для металлоискателя трио понадобятся:

При наличии данных деталей можно собирать металлодетектор терминатор про самостоятельно.

Схема металлоискателя с дискриминацией металлов

Металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками можно сделать, воспользовавшись схемой для импульсного прибора Шанс. Процесс изготовления катушки довольно прост.

Саму схему можно найти в интернете. Но все же опыт в сборке таких устройств будет нелишним. Сборку металлоискателя следует начать с платы.

После того как плата будет изготовлена, предстоит прошить микроконтроллер. И по окончании работы подключаем к питанию устройство по обнаружению металла.

Самодельное оборудование можно изготовить и без сложных микросхем, а использовав простой транзисторный генератор. Металлоискатель будет без дискриминации. Предметы он будет обнаруживать в грунте на 20 сантиметров в глубину, а в сухом песке - на 30 сантиметров. В данном аппарате передающая и приемная катушки работают одновременно.

Катушка для металлоискателя терминатор 3

Для начала следует взять эмаль обмоточный, имеющий диаметр 0,4 мм. Сложить его так, чтобы было два конца и два начала. Далее стоит мотать с двух катушек в раз.

Теперь надо сделать передающую и принимающую катушки, для этого на фанерном листе чертится два круга 200 мм и 100 мм. По данным окружностям вбиваются гвоздики, расстояния между ними должны быть 1 см. На большую оправку наматываются 30 витков эмальпроводом. Затем следует нанести на катушку лак и умотать ниткой, затем сняв с обмотки, спаять серединку. Так получаются провода один средний и крайних два.

Полученную катушку стоит обмотать изолентой и наложить поверх кусок фольги, и сверху еще раз фольгу. Концы обмоток должны выходить наружу.

Теперь стоит перейти к приемной катушке. Здесь уже наматываются 48 витков. Для запуска генератора надо подключить передающую катушку к плате. Средний провод подключается к минусу. А у приемной катушки средний вывод не используется. Для передающей катушки нужна компенсирующая, на которую мотается 20 витков.

Осциллограф к плате подключаем так: щуп с минусом на минус платы, а плюсовой щуп - к катушке. Обязательно следует замерить частоту катушек и записать ее.

После подключения катушек по схеме, их надо поместить в специальную емкость и залить смолой. Теперь на осциллографе устанавливается время деления (10 мс и 1 вольт на клетку). Теперь следует уменьшить амплитуду до нулевого значения. Сматываем витки, пока значение вольт не достигнет нуля. Делаем компенсирующую петлю у катушки, которая будет снаружи.

Форму наполовину следует пролить смолой. Когда все застынет, надо подключить осциллограф и загнуть петлю внутрь. Далее крутить ее, пока значение амплитуды не станет минимальным. После петлю надо приклеить, проверить баланс, и теперь можно залить смолой вторую половину емкости. Катушка готова к работе.

Перед тем как приступить к ремонту, следует подготовить следующие инструменты:

Нож канцелярский;
Лампа накаливания;
Емкость для клея, желательно плоская;
Специальная или эпоксидная смола;
Средний и мелкий наждак;
Небольшой шпатель.

В первую очередь надо просушить катушку с помощью лампы накаливания. И при помощи канцелярского ножа расширить трещины на ней. Клей выдавить на плоскую поверхность и смешать шпателем. Нанести данное вещество на катушку. В местах трещин можно накладывать побольше смолы. Теперь стоит подождать, пока все это тщательно застынет. И затем обработать наждаком, используя сначала средний, а затем мелкий. Такая процедура поможет сгладить все неровности. Таким довольно несложным способом можно реанимировать самую старую катушку от устройства для поиска металла.

Печатная плата для устройства терминатор 3

Печатную плату для такого вида оборудования можно изготовить и произвести настройку самостоятельно. Схема платы для терминатора 3 есть в интернете. После того как она будет найдена, можно приступить к изготовлению печатной платы. После этого в нее впаиваются перемычки, смд резисторы и панели под микросхемы. Конденсаторы в плате обязательно должны обладать высокой термостабильностью.

Датчик для металлодетектора своими руками

Перед началом работы необходимо подготовить прибор, который будет точно мерить емкость и индуксивность. Теперь следует взять корпус для катушки и сделать вставки из текстолита в ушки. Для уплотнения используются куски ткани. Верхнюю поверхность ушек следует отшкурить. Ткань необходимо пропитать эпоксидной смолой. Когда все высохнет, следует все отшлифовать и вставить гермоввод, сделав таким образом заземление. Далее надо нанести специальный лак Дракон.

Теперь делаются обмотки, которые увязываются нитками. Все обмотки кладут в катушку и приклеивают конденсаторы. Можно все соединять и настраивать. Для заливки необходим корпус. Обязательно: металла рядом быть не должно. После заливки эпоксидку следует отшлифовать и тщательно просушить. Датчик подойдет для металлодетектора терминатор 3 и терминатор 4, которые являются самыми популярными моделями приборов.

Металлоискатель терминатор 3: отзывы

Многие считают данную модель аппарата популярной. В качестве положительных качеств выделяют:

Нахождение объектов из цветного металла.
Отстутствие ложных срабатываний.

А в качестве отрицательных черт выделяют:

Ржавое железо определяет довольно плохо.
Можно потерять часть находок.

Глубина поиска у прибора выше, чем у других похожих моделей. В основном это 30 сантиметров на примере монеты.

Металлоискатель Соха 3: схема и описание

Металлодетектор имеет от 5 до 17 кГц рабочую частоту. Питание его составляет 12 Вольт. Баланс грунта у него ручной.

Схема данного прибора не совсем проста, так как она содержит два микроконтроллера. Схему можно найти в интернете. Сам прибор имеет неплохие характеристики. Однако из- за отсутствия подробной информации по сборке могут возникнуть трудности при изготовлении аппарата.

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:

Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
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:

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.
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.
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.
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.

Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
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.
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).
Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
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.
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.

4,88

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

Этот металлоискатель способен обнаруживать: крупные металлические предметы (железное ведро, крышку от люка, водопроводную трубу) на глубине до одного метра, а также мелкие предметы (монеты или шурупы) на глубине до 15—20 см.

Прибор построен на основе самых распространенных деталей, которые имеются в запасах любого радиолюбителя. Металлоискатель выполнен по известному и широко применяемому в таких приборах принципу биений между частотами двух высокочастотных генераторов. Частота одного из них (опорного) постоянна, а частота второго (поискового) меняется под действием внешних металлических предметов, изменяющих индуктивность его катушки при попадании в зону ее действия.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя показана на рис. 1. Опорный генератор выполнен на транзисторе VT1. Частота его колебаний определяется параметрами контура L1C3 и составляет около 1 МГц.

Поисковый генератор выполнен на транзисторе VT2, он тоже вырабатывает сигнал примерно той же частоты. Разница состоит в том, что в контуре опорного генератора используется небольшая катушка с ферритовым сердечником.

Рис 1. Принципиальная схема простого самодельного металлоискателя.

Поэтому на ее индуктивность внешние металлические предметы практически не оказывают существенного действия.

Катушка контура поискового генератора намотана на большем каркасе в виде рамки. Она не имеет сердечника. В результате ее индуктивность сильно меняется при ее приближении к металлическому объекту, который в этом случае начинает выполнять функции перемещающегося сердечника.

Сигналы от обоих генераторов поступают на диодный смеситель на диоде VD1. В результате на конденсаторе С12 получается продукт вычитания частот генераторов.

Чем ближе величины этих частот, тем ниже звуковой тон на этом конденсаторе, а чем более отличаются частоты генераторов, тем выше тон звука в динамике В1, на который поступает сигнал (продукт работы диодного смесителя).

Сигнал поступает через низкочастотный усилитель на транзисторах ѴТЗ—ѴТ6.

При помощи переменного конденсатора С7 поисковый генератор можно настроить таким образом, чтобы при отсутствии поблизости металлических предметов тон звука в динамике был самым низким.

Затем при приближении катушки L2 к металлу частота генератора на ѴТ2 начинает изменяться. Разность частот генераторов увеличивается, а следовательно, тон в динамике будет подниматься. При точном нахождении металла звук перейдет в пронзительный писк.

Детали и конструкция

Катушку L1 следует наматывать на ферритовом стержне диаметром 8 мм, например, от магнитной антенны радиоприемника. Длина стержня уменьшена до 30 мм.

Предварительно на стержень нужно надевать каркас — гильзу, склеенную из ватмана, которая перемещается по нему с некоторым трением.

Катушка L1 должна содержать 110 витков провода ПЭВ диаметром 0,2—0,3 мм. Отвод необходимо сделать от 16-го витка считая от коллектора VT1.

Катушка L2 — поисковая. Ее нужно намотать на каркасе, представляющем собой рамку размерами 120 х 220 мм, сделанную из оргстекла, пластмассы или дерева.

Намотку нужно вести проводом ПЭВ диаметром 0,4 х 0,6 мм. Катушка должна содержит 45 витков с отводом от 10-го, считая от коллектора VT2.

Катушку необходимо соединить с основным блоком трехжильным экранированным проводом. Катушка должна быть расположена на расстоянии около 1 метра от основного блока (закреплена на алюминиевой трубке или деревянной рейке).

Сам прибор (основной блок, содержащий генератор на VT1 и УЗЧ с динамиком и батареей питания) можно смонтировать в корпусе от радиоприемника. От этого же приемника целесообразно использовать:

динамик;
переменный конденсатор;
стержень для катушки L1.

Конструкция может быть и другой, все зависит от возможностей и желания.

Конденсатор С7 может быть с минимальной емкостью не более 10 пФ, и максимальной не менее 150 пФ.

Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102 или КТ312, КТ316. Транзисторы МП35 можно заменить на МП35—МП38, а транзистор МП39 на МП39—МП42.

Диоды Д9 — с любой буквы, или Д2, Д18, ГД507. Динамик — любой сопротивлением от 4 Ом до 100 Ом, например, динамик от радиоприемника или головные телефоны. Батарея питания на 9 В, можно использовать «Крону» или подходящий аккумулятор.

Внимание: Питание от сетевого источника 220 В не желательно, потому что при этом возникает фон переменного тока и понижается чувствительность прибора в целом.

Настройка

Настройка заключается в подстройке катушки L1 таким образом, чтобы при среднем положении ротора конденсатора С7 и при отсутствии внешних металлических предметов в динамике был слышен звук самого низкого тона.

В дальнейшем при работе подстройка перед началом поиска будет производится конденсатором С7.

При отсутствии колебаний от генератора на VT1 нужно подобрать номинал С4 или (и) подстроить режим работы каскада подбором номинала R2. Если не возбуждается генератор на VT2, нужно подстроить С8 и подогнать режим работы транзистора подбором номинала R6.

Прибор отличается высокой чувствительностью, и работа с ним требует определенных навыков. Так что нужно потренироваться.

При работе важно учитывать, что при приближении к черным металлам (железо, сталь, чугун) частота генератора на VT2 уменьшается, а при приближении к цветным — возрастает.