Как сделать металлоискатель из подручных средств. Как сделать металлоискатель в домашних условиях Миноискатель в домашних условиях

Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.

Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.

Еще не так давно, такие приборы можно было чаще всего увидеть у саперов, то теперь, ими пользуются спасатели, кладоискатели, работники коммунальных служб при поиске труб, кабелей и пр. Более того, многие «кладоискатели» применяют металлодетекторы, которые они собирают своими руками.

Конструкция и принцип работы прибора

Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.

Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

простота конструкции;
большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
технологические сложности при производстве изделия.

Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.

Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.

Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.

Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.

Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.

Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.

Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.

Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.

Разновидности металлодетекторов

На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:

Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.

Частота работы

Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.

Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.

Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.

Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.

Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.

Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.

Как собрать самодельный металлоискатель своими руками

На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.

Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:

контроллер;
резонатор;
конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
резисторы;
излучатель звука;
стабилизатор напряжения.

Металлоискатель простейший своими руками

Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.

Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.

Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.

Металлоискатель без микросхем

Если у начинающего «кладоискателя» нет желания связываться с микросхемами, существуют схемы и без них.

Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.

Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.

Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:

конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
резисторы разного номинала;
полупроводники – транзисторы и диоды.

Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.

Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.

После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.

Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.

Немного о смартфонах

Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.

Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.

Число кладоискателей неуклонно растёт. И хоть всё уже давно перекопано, остаются такие энтузиасты, которые желают попытать своё счастье и отправляются на очередной поиск золота, элементов старины или монет. Это не странно, ведь сама процедура обладает своеобразной атмосферой и доставляет каждому участнику массу незабываемых эмоций. Достаточно зарядить аккумуляторы, выехать подальше от города, сделать пару первых взмахов катушкой и дождаться звукового сигнала о находке. Вот он, секрет хорошего настроения каждого кладоискателя.

В настоящее время существует большой выбор приборов для поиска металлов. В продаже несложно найти модели стоимостью меньше сотни долларов. Но кроме этого, есть и дорогие изделия, которые продаются по цене свыше 1000 долларов. Есть ли смысл покупать новичку такое дорогое устройство? Конечно, нет. Чем дороже прибор, тем сложнее он в настройке. Естественно, начинающий копатель не сможет разобраться со всеми возможностями такого изобретения, не обладая соответствующим опытом и минимальными навыками. А может попытаться сделать простой металлоискатель своими руками? Ведь это вполне выполнимая процедура и она под силу каждому желающему.

Как сделать металлоискатель своими руками

Перед тем как сделать простой металлоискатель в домашних условиях, следует разобраться с принципом его работы .

Металлоискатель (металлодетектор, сканер металлов и т.д.) представляет собой специальный прибор для быстрого определения металлических объектов под землей. На рынке доступно несколько разновидностей таких изобретений, которые отличаются характеристиками и возможностями. В большей степени, ключевые отличия заключаются в глубине обнаружения и удобстве эксплуатации. Естественно, чем глубже «видит» прибор, тем дороже он будет стоить.

Принцип действия базируется на использовании закона магнитного притяжения объектов. Устройство генерирует магнитное поле и отправляет его в конкретную область под землей. Если там находится какой-либо предмет с металлическими свойствами, сигнал отображается от него и возвращается обратно, оповещая кладоискателя о находке.

Чтобы соорудить высокочастотный инструмент необходимо собрать качественный командный блок . В его качестве используется ноутбук или радиоприемник, на котором максимальная частота АМ. Предварительно убедитесь, что волна «чистая» и на ней нет никаких радиостанций.

Следующий шаг подразумевает создание головки для поиска, которую несложно изготовить из тонкого фанерного листа. Вырезаем два круга в диаметре 15 и 10 сантиметров и плотно закрепляем их между собой.

Затем нужно вырезать палочки из дерева, чтобы расположить кольца параллельно друг к другу. Эмалированным медным проводом необходимо обмотать пластину, сделав 10-15 витков. После этого подделку можно прикрепить непосредственно к самому блоку. Запускаем самую высокую частоту. Если процедура выполнена успешно, можно будет услышать негромкий сигнал. Для более чёткого воспроизведения лучше использовать внешний динамик или наушники. Выполнить монтаж металлоискателя по такой инструкции очень просто. К тому же, в Сети можно скачать обучающие видео и схемы для выполнения действия.

Металлоискатель своими руками: схема

Найти схемы простого металлоискателя с поддержкой дискриминации очень просто. Чтобы сделать прибор, необходимо запастись:

Для изготовления катушки с диаметром 90 миллиметров, нужно обмотать медной проволокой круги из картона, сделав 250 витков. Если речь идёт о катушке в диаметре 70 мм, то здесь придётся сделать от 290 витков. В результате удастся получить 10 мГн.

После того как вы соберете схему, необходимо убедиться в её работоспособности. После этого можно приступить к изготовлению печатной платы, куда будут установлены все остальные элементы металлоискателя.

Следующий этап подразумевает подготовку ручки. Её можно сделать из картона, вырезав три одинаковых заготовки в виде бумеранга. В ручке необходимо вырезать отверстия для аккумуляторов, после чего три отдельных часто можно зафиксировать между собой клеем. Также следует вырезать место для кнопки включения и выключения. После прикрепления схемы, батарейки и выключателя, можно завершить изготовление катушки.

Металлоискатель своими руками из DVD -дисков

Изготовить простой металлоискатель своими руками можно с помощью двух дисков CD и DVD . Инструкция отличается особой простотой и не нуждается в применении дополнительных схем или сложных инструкций. Всё, что потребуется для изготовления, это:

Калькулятор. Неважно какой тип такого устройства попадётся вам под руки. Можно взять самую простую и дешевую модель ;

Наушники;
Аккумулятор «Крона»;
Клей и моток изоленты;

Последовательность действий при создании металлодетектора из DVD-дисков:

Берём наушники и отрезаем штекер.
Затем нужно зачистить 10-сантиметров изоляционного провода и разделить на два, чтобы получить две пары проводов;
После этого следует прикрепить по одному проводу из пары на диске. Если вы используете односторонний диск, закреплять нужно на пишущую сторону;
Фиксируем провода изолентой, а остаток «голой» части соединяем с аккумулятором, к контактам плюс и минус.
На следующем этапе нужно тщательно заизолировать оголённый кабель;
К поверхности CD -диска плотно прикрепляем заранее включенный и заряженный калькулятор;
Затем на него нужно поместить DVD -диск, а на конечном этапе обмотать конструкцию с помощью изоленты;
На конечном этапе необходимо зафиксировать батарейку «Крону» на поверхности диска;

Вот и всё, схема самого простого, но очень эффективного металлоискателя готова. Остаётся протестировать её в реальных условиях и убедиться, что всё работает без сбоев. Конечно же, искать монеты на глубине полметра с таким прибором не удастся, но всё же, для домашнего использования он вполне подойдёт.

Металлоискатель «Пират» своими руками

Среди самодельных металлоискателей особо большим спросом пользуется вариант под названием «Пират» . Пират представляет собой импульсный металлодетектор, который построен на простой и доступной схеме. В конструкции применяется несколько маленьких элементов и небольшая катушка. Если оснастить устройство катушкой в диаметре 280 мм, то оно сможет «видеть» монеты на глубине до 20 сантиметров. Крупные металлические предметы прибор найдёт и на полутораметровой глубине.

Название «Пират» (PIRAT) походит от разработчиков схемы – PI – обозначает принцип действия, а RAT – является сокращенным обозначением «Радио Скот» – сайта разработчиков.

Самодельный прибор «Пират» не способен дискриминировать металлы. Но для поиска крупных объектов вполне сойдёт. Особенно ценится такой прибор среди начинающих искателей металла. Всё определяется простотой использования и неплохими результатами поиска. Найти схемы и купить комплектующее для создания «Пирата» можно на любом рынке или в магазине деталей для радиоприемников и прочего радиооборудования. Для изготовления такого прибора необязательно обладать высоким уровнем подготовки.

В конце концов, можно с уверенностью заявить, что собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях вполне реально. Для этого следует изучить подробные инструкции и разобраться со схемой изготовления. Важно понимать, что самодельные приборы не подойдут для более серьёзных поисков, например, монет или антикварных вещей небольшого размера. Это объясняется небольшим радиусом действия. В любом случае, изготовление металлоискателя своими руками позволит создать весьма неплохой прибор, который сгодится для обретения начальных навыков настоящего кладоискателя.

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

Использование металлоискателя

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

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

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

Простые магнитные детекторы

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

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

На схеме показано строение простейшего низкочастотного магнитного детектора.

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

Металлоискатель из подручных средств

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

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

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

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

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

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

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

Сборка металлоискателя

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

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

Обратите внимание!

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

Фото металлоискателей своими руками

Обратите внимание!

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.

4,90

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

Металлоискатель, его устройство и принцип работы

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

Катушка

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

Электронная схема

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

Основные параметры

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

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

Глубина обнаружения

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

Частота работы

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

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

Сборка металлоискателя своими руками

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

Возможно ли сделать металлоискатель своими руками?

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

Самостоятельное изготовление печатной платы

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

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

Более подробно с данным методом можно ознакомиться в нашей статье:

Монтаж радиодеталей на плату

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

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

И так, начнем:

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

Изготовление катушки

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

Каркас и дополнительные элементы

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

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

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

Схемы самых популярных металлоискателей

Схема Бабочка

Схема Кощей

Схема Квазар

Схема Шанс