Схемы металлоискателей с дискриминацией металлов своими руками

Обновлено: 08.07.2024

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.

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.

Принцип действия металлоискателя

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:

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:

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

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.

До щелчка

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

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

О размерах катушки

Монопетля

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.

Номограмма для расчета многослойных катушек

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

Пошаговая и подробная инструкция подскажет, как сделать простой металлоискатель своими руками. В статье представлены схемы, видео, а также пошаговые фото.

Простой металлоискатель Малыш FM в домашних условиях — схема, монтаж

Малыш ФМ — это один из самых простых металлоискателей на сегодняшний день. Схема отлично подходит для создания пинпойнтера.

Работает Малыш ФМ по принципу частотомера (до этого его применяли в МИ Кощей ФМ). Схема металлоискателя простая, поисковую катушку также несложно сделать своими руками в домашних условиях. Именно по этой причине Малыш ФМ сыскал популярность сред радиолюбителей, несмотря на небольшие недостатки, о которых поговорим ниже.

Схема металлоискателя Малыш ФМ

Схема металлоискателя Малыш ФМ

Все детали просты и доступны. Главное, использовать термостабильные конденсаторы, их можно взять из сгоревшего мультиметра или советские К71. А вот керамические конденсаторы не подходят.

Обратите внимание! Чем лучше будет качество конденсаторов, тем стабильнее будет работать металлоискатель!

Плата металлоискателя Малыш ФМ очень проста и выглядит вот так:

Плату и прошивку для металлоискателя Малыш ФМ можно скачать ниже.

Изготовление катушки для металлоискателя МАЛЫШ ФМ

Катушка для металлоискателя Малыш ФМ также важна, как и качественные конденсаторы. Вместе с конденсаторами она образует колебательный контур с частотой 19 кГц.

Схему металлоискателя Малыш ФМ можно использовать в качестве пинпойнтера или пляжного металлодетектора.

Данные для намотки катушки: на обод диаметром 70 мм используется провод сечением 0.1–0.18 мм (95 витков).

На фото ниже пример серийно выпускаемых пинпойнтеров Малыш ФМ:

Для пляжника: на обод диаметром 180 мм используется провод ПЭТ 155 0.1–0.18 (55 витков).

Видео, как работает металлоискатель Малыш ФМ:

Как сделать металлоискатель своими руками — схема МИ ШАНС, подробная инструкция

Представляем вашему вниманию схему импульсного металлоискателя с дискриминацией металлов ШАНС. По сравнению с другими подобными устройствами, он имеет огромное преимущество, связанное с относительной простотой изготовления поисковой катушки.

Собранный своими руками металлоискатель ШАНС с катушкой диаметром 25 сможет найти обручальное кольцо на расстоянии 18 см, а каску — 40–45 см. Максимальная глубина поиска — 1 метр.

Схема металлоискателя ШАНС

Схема металлоискателя ШАНС

Также приводим схему кнопок управления металлоискателем:

Схема кнопок управления металлоискателя ШАНС

Схема имеет средний уровень сложности. Для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях понадобится некоторый опыт.

Необходимые компоненты для сборки металлоискателя ШАНС своими руками

Схема МИ ШАНС содержит микроконтроллер, поэтому для его успешной сборки понадобится внутрисхемный программатор. Также в схеме имеется ряд достаточно дорогих компонентов: экран, процессор и АЦП.

По самой сборке прибор не сложнее, чем Tracker PI-2 и Clone PI-W, а по настройке — даже проще, поскольку в нём нет даже традиционного подстроечника для балансировки ОУ.

Особое внимание следует уделить именно АЦП MCP3201, только после его приобретения можно переходить к дальнейшей сборке прибора, поскольку найти его весьма непросто.

По схеме — МСР3201, но есть и аналоги — ADS7816, ADS7817, ADS7822, LTC1285, LTC1286, SP8528 (могут чем-то отличаться).

Теперь, что касается остальное комплектации, из ОУ (по схеме он ОР37) пока что рабочей оказалась только NE5534P, которая намного дешевле указанной ОР37 и более распространённая. Преобразователь положительного напряжения с +12 В в отрицательное -12 В можно применить без буквы S в названии. Вместо полевичка КП505 идёт КП501А.

Подробная инструкция по сборке металлоискателя ШАНС своими руками

Собранная плата металлоискателя ШАНС выглядит так:

Плата металлоискателя ШАНС 2D

Плата металлоискателя ШАНС 3D

После изготовления и спайки платы, необходимо прошить микроконтроллер. Последняя версия прошивки 1.2.1.

Все версии прошивок для скачивания: proshivki-dlya-mi-shans.rar

Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляем как на рисунке ниже:

После этого, к металлоискателю подключаем питание, и он должен заработать. Правда пока металл он видеть не будит. Нужно еще изготовить катушку.

А вот так выглядит уже собранный блок:

Металлоискатель ШАНС своими руками — изготовление катушки

Шанс может работать с катушками от любых импульсных металлоискателей, но для хорошей дискриминации металлов подойдут только катушки с низкой паразитной емкостью. Поэтому лучше этот элемент изготовить по приведенной ниже схеме:

Для намотки катушки можно использовать обмоточный провод сечением 0,67–0,85 мм.

После подключения катушки, вы уже можете полностью проверить металлоискатель. Но для полноценной работы с металлоискателем, его стоит засунуть в корпус и изготовить для него штангу.

В работе ШАНС показал себя, как простой и надежный металлоискатель, но с дискриминацией все не очень радужно. Реально прибор отсеивает только мелкий железный мусор и небольшие гвозди, а вот пивные пробки уже вызывают трудности. Также прибор, как и другие импульсные металлоискатели, плохо видит золотые цепочки.

Металлоискатель Шанс себя хорошо зарекомендовал и имеет хорошие отзывы. А некоторые радиолюбители даже наладили его мелкосерийное производство.

Видео с запуском МИ ШАНС на столе:

Металлоискатель Clone PI в домашних условиях — схема и подробная инструкция

Clone PI это импульсный металлоискатель без определения типа металлов, который может работать с катушками различных размеров. При использовании кольца диаметром 20 см, МИ Клон может находить монету на глубине до 25 см, а крупный металл — до 1 метра.

За основу Клона взята схема металлоискателя Tracker PI-2 с внесением в нее некоторых изменений.

Металлоискатель Clone PI имеет следующие отличия от оригинала (Металлоискателя Tracker PI-2):

Использование микроконтроллера AVR вместо PIC-контроллера.
Использование ЖКИ экран без светодиодов для индикации.
Наличие быстрой и медленной автоподстройки.
Все управление металлоискателем кнопочное (без переменных резисторов).

Схема металлоискателя Clone PI

Схема металлоискателя Clone PI

Схема металлоискателя Клон содержит несколько дорогостоящих элементов: ЖКИ экран, АЦП MCP3201 и микроконтроллер. Перед началом изготовления металлоискателя, обязательно приобретите АЦП, так как с его покупкой могут возникнуть трудности!

Также схема металлоискателя, содержит программируемый микроконтроллер, поэтому для его изготовления вам понадобится программатор с поддержкой программирования микроконтроллеров — PIC18F252 и умение им пользоваться.

На экране, металлоискатель Клон Пи выводит следующую информацию:

Для питания металлоискателя рекомендуется использовать аккумулятор 12 В, батарейки плохо для этого подходят из-за большого энергопотребления!

Сборка металлоискателя Clone PI своими руками

Сборку металлоискателя Clone PI, как уже сказано выше, следует начать с поиска и покупки деталей, для изготовления печатной платы. После этого можно переходить к непосредственному процессу изготовления и сборки.

Первым делом, необходимо вытравить печатную плату:

Печатная плата металлоискателя Clone PI

После изготовления печатной платы в нее необходимо впаять все радиодетали. Микросхемы лучше установить на панельки. Также к плате подключаем кнопки управления, экран, динамик и разъемы для катушки и питания металлоискателя. После окончания пайки плату необходимо промыть спиртом и хорошо просушить.

Прошивки, рисунки печатной платы и прочие материалы, которые могут понадобиться при создании металлоискателя Клон Пи своими руками в домашних условиях, вы можете скачать ниже.

Файлы для скачивания: klon-pi.rar

После программирования, микроконтроллер устанавливаем на плату, и уже можно увидеть первые плоды своего труда.

Питание металлоискателя лучше подавать через предохранитель (2–5 А). В случае замыкания или ошибки при пайке он может спасти вашу плату!

Если металлоискатель включился, на экране все показывает, подает звук и реагирует на кнопки управления, то можно переходить к изготовлению поисковой катушки. Если что-то не работает, то возвращаемся к этапу визуального осмотра, проверке платы по схеме и выявлению дефектов сборки!

Изготовление поисковой катушки для металлоискателя Клон ПИ

Простую поисковую катушку для металлоискателя Clone PI своими руками можно изготовить из обмоточного эмаль провода диаметром 0,6–0,8 мм, намотав 25 витков на оправку диаметром 25–27 см. В качестве оправки можно использовать кастрюльку или другой подходящий круглый предмет.

Затем витки катушки туго уматываем изолентой или скотчем. К концам катушки подпаиваем свитый многожильный провод сечением 0,75 мм и длиной 1–1,3 метра. Для удобства работы, защиты катушки от ударов и придания ей эстетического вида, можно ее засунуть в такой корпус:

К концу катушки подпаиваем разъём и подсоединяем ее к металлоискателю. Включаем его и проверяем наличие реакции на металл. Если реакция есть и у вас хорошая чувствительность, то можно произвести подстройку металлоискателя и приступать к окончательной сборке металлоискателя в корпус. На фото ниже приведен пример расположения элементов металлоискателя внутри корпуса.

После сборки металлоискателя и катушки в корпус остается изготовить к нему штангу и приступать к поискам!

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.

Работа сапера с металлоискателем

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.

Принцип работы металлоискателя

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.

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:

Грунтовая модель Глубинный металлоискатель Подводный аппарат Охранное устройство Металлодетектор промышленного назначения

Использование современных материалов позволяет проектировать и изготавливать приборы с высокой точности обнаружения металлов в разных средах. Применение микроэлектроники позволило минимизировать их габаритно-весовые параметры. Кроме этого, простота электрической схемы позволяет с минимальными затратами изготовить металлодетектор своими руками.

Основные параметры

Как и любое техническое устройство металлодетектор обладает определенными параметрами, характеризующими их функциональные свойства.

Глубина обнаружения

На первом месте стоит глубина обнаружения металла. Кстати, многие компании, производящие подобные устройства не показывают предельную глубину, на которой их продукция может обнаружить металлические изделия. И если такая цифра и указана, то, скорее всего, это данные полученные во время лабораторных испытаний. То есть, реальные, полевые условия существенно отличаются от лабораторных (полигонных).

Это значит, что при выполнении реальной работы своими руками, глубина обнаружения будет несколько меньше, чем указано в паспорте. Почему так происходит? Дело в том, что состав грунта оказывает существенное влияние на способности металлодетектора. В самом деле, одно дело вести поиск в речном песке, а другое в грунте с высоким содержанием железа. Металлические изделия, особенно те, которые длительное время находятся на глубине, окисляются и изменяют свои свойства и это оказывает влияние на возможности обнаружения объекта.

Глубина обнаружения металлоискателем

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.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

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.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

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.

Металлоискатель простейший в домашних условиях

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

Металлоискатель без микросхем

Простая схема на тронзисторных генераторах

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

Схема глубинного металлоискателя

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

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

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.

Увлечения людей бывают разными, и среди различных видов хобби встречается поиск кладов, старинных монет, артефактов и просто металлических предметов. Для получения эффективного результата действий изыскателей применяется особый вид оборудования – металлоискатель. Профессиональные заводские инструменты, с различными наборами функций, стоят недешево и могут не окупить себя в тех случаях, когда приобретаются в целях заработка на продаже металлов. Если человек обладает даже небольшим запасом начальных сведений из области радио-механики, то сможет самостоятельно собрать полезный инструмент, потратив на него намного меньше средств.

Назначение и особенности металлоискателя

Первые попытки создать детектор для обнаружения металлов в различных средах предпринимались еще в начале 20-го века. Поначалу с его помощью владельцы заводов следили за утечкой деталей с производства. Но впоследствии появились различные разновидности прибора, которые приносили пользу военным и промышленным специалистам. Слишком объемные габариты затрудняли широкое использование приборов, но в 60-х годах начали появляться легкие модели с более простым устройством, принципы которых сохранились до сих пор.

Действие детекторного устройства основано на силе притяжения металлов 2-мя магнитными катушками, первая из которых создает магнитный импульс, направляя его в почву. Другая играет роль приемника отраженного сигнала от находящихся на глубине предметов с сильной проводимостью электрического тока, к которым относятся практически все металлы.

Для предотвращения попадания издаваемого магнитного излучения сразу на приемный элемент прибора, создается индукционное равновесие, в котором система сбалансирована таким образом, что на выходе сигнал равен 0. При условии, что в такую уравновешенную схему попадает металлический предмет, происходит дисбаланс, о чем сообщает поступающий сигнал.

Когда искомые предметы оказываются в зоне воздействия магнитного импульса, возникает соответствующий сигнал, который передается через наушники.

Его сила может меняться, в зависимости от дальности нахождения или глубины залегания металлических фрагментов.

Чувствительность металлоискателя напрямую зависит от величины первой катушки, создающей магнитное поле – увеличение ее размеров расширяет возможности приборов.

С помощью простого электронного устройства можно находить, недоступные обычному восприятию, ценные предметы и металлолом в нейтральной среде, а также влажной почве, обладающей слабой проводимостью. Металлоискатель подает сигнал о наличии железа, серебра, меди или подобных материалов в различных грунтах, воде, старых стенах, среди свалки разных вещей и в живых организмах.

Материалы и инструменты для работы

Современные металлодетекторы отличаются от своих предшественников компактными габаритами и легким весом, что делает их максимально удобными для длительной работы в поле.

Уменьшить механические параметры прибора помогло развитие микроэлектроники, которая усиливает действие электрических импульсов.

Многие искатели кладов, имеющие представление о физической науке в объеме школьной программы, самостоятельно собирают детекторы для обнаружения металлов.

Некоторые детали для сборки прибора, а также обычные инструменты из запаса умелого хозяина, можно найти практически в каждом доме. Для работы потребуются следующие предметы:

медные провода разного сечения;
два генератора тока, или магнитные катушки;
паяльник с припоем и канифолью;
отвертки;
кусачки;
плоскогубцы;
изоляционная лента;
кусок трубы или деревянного штыря для корпуса.

Радио-детали для электронной системы устройства можно найти в старых приборах, хранящихся в кладовке, или приобрести на рынке.

Надо запастись куском текстолита для платы, несколькими резисторами 100 кОм, транзисторами КТ 315, конденсаторами С1, 2, 3, 4, стереонаушниками и батарейкой, мощностью 4,5 В.

Конструкция металлоискателя

В отличие от локаторов, где применяется принцип отражения эха, в металлоискателях издаваемый и принимаемый импульсы работают на одних частотах. Одновременная реакция обеих катушек, в этом случае, возникает только на обнаруженные металлические предметы.

Устройство, работа которого основана на отлаженном принципе передачи и приема, воспринимает отраженный от искомых предметов сигнал, который исследователь слышит в наушниках.

Простая схема, в которой присутствуют источник питания в виде батарейки или аккумулятора, передающая и приемная магнитные катушки, прерыватель и наушники, отличается хорошей эффективностью на практике.

Из недостатков простейших детекторов исследователи отмечают излишнюю чувствительность приборов к геологическим особенностям почвы, в которой производится поиск металлов.

Основа или штанга прибора должна быть удобной для длительного ношения и делается из материалов, не проводящих электричество, таких как резина, пластиковый шланг или дерево.

Катушка, передающая энергию, крепится к нижней части держателя, образуя нужный угол наклона к земле.

Средняя штанга может состоять из двух частей с резьбой, чтобы регулировать высоту устройства. Верхняя часть состоит из подлокотника, а также на ней крепится пульт управления.

Блок электронного управления прибором нужен для обработки поступающих данных, а сложность его устройства может быть разной, в зависимости от потребностей изготовителя. От нижней катушки к верхней проходит изолированный провод, который подключается с помощью штекера.

Все элементы детектора должны быть защищены от влаги изолирующими материалами, чтобы избегать многочисленные помехи и замыкание электрических приборов.

Металлоискатель в домашних условиях своими руками

Многие самодеятельные мастера делятся своим опытом по созданию металлодетекторов своими руками на просторах интернета и в технических журналах.

Среди примеров можно встретить много интересных технических решений, от самых простых, собранных на основе мобильного телефона – до сложных, работающих на глубине 4 метра и производящих дискриминацию металлов.

Простой способ

Если любитель сборки приборов своими руками далек от работы с паяльником, то лучше найти готовые платы. Можно решить проблему, взяв небольшой приемник и калькулятор. Для крепления их на плотную основу подойдет сложенный в виде книжной обложки кусок картона, к которому они крепятся изнутри, при помощи скотча.

Радио надо настроить на частоте АМ, выбрав свободную волну.

Если одновременно включить калькулятор, то динамик радио будет издавать звук помех. Его можно снизить, если сближать два прибора, зафиксировав их на уроне самого низкого шума. Такой прибор начнет издавать более сильные звуки в месте нахождения металлических предметов.

Сложный способ

На изготовление более сложного прибора потребуется больше навыков мастера по радио-технике. В основе устройства должна находиться плата с несколькими электронными деталями, которые надо припаять по определенной схеме.

Среди них – генератор электрического тока, к которому подключается первая катушка. Затем второй генератор эталонного типа, питающий воспринимающую магнитную катушку и работающий на одной частоте с первым. С обоих генераторов сигнал должен поступать на смеситель IС1.2 и далее передаваться на фильтр и усилитель звука для наушников.

С дискриминацией металлов

Некоторые сложные грунтовые детекторы создаются по индукционной технологии, что позволяет им обладать такой функцией, как дискриминатор разных металлов.

С его помощью можно приблизительно оценить качество металла, сразу исключив ненужные виды находок, на глубине от 0,2 до 1,0 метра.

Глубинный металлоискатель

Данный вид детекторов может состоять из одной рамы с большой магнитной катушкой, или из двух разделенных, как в обычном варианте.

С помощью приема и передачи электрических импульсов, глубинный прибор может реагировать не только на залегающие металлы, но также на наличие других материалов, находящихся под землей, таких как камень или бетон.

Правильно собранное устройство может работать на глубине от 0,5 до 3,0 метра.

Благодаря простому и удобному в использовании прибору, можно проводить свободное время с пользой, находя интересные исторические предметы или собирая металлолом, оплата за который может стать хорошим дополнением к личному бюджету.

Для поиска клада в развалинах замка, крепежных деталей в строительных конструкциях и решения других практических задач можно сделать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками. В этой публикации рассмотрены преимущества и недостатки разных конструкций. Практические рекомендации помогут правильно собрать и настроить функциональный измерительный прибор.

Общее устройство металлоискателя

Это устройство работает на принципах изменения характеристик электромагнитного поля при появлении в рабочей зоне посторонних предметов. Классическая схема подразумевает использование следующих компонентов:

генератор, создающий колебания в определенном диапазоне частот;
индукционная катушка;
приемник с усилительным трактом;
блок дешифровки сигналов;
визуальные и звуковые индикаторы;
каркас, на котором закреплены рабочие компоненты установки.

Катушка

Этот функциональный элемент одновременно излучает и принимает электромагнитные волны. Чтобы сделать качественную самоделку, следует изучить фабричные аналоги. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие детали:

круглые модели обеспечивают большую область покрытия;
овальные – удобнее в эксплуатации;
установкой крупной катушки можно увеличить эффективность поиска (рабочую глубину) на 15-25%;
маленькие – обеспечивают узкую диаграмму направленности, что упрощает детекцию нескольких мелких предметов;
лучшую равномерность рабочей зоны в форме цилиндра создает сдвоенная катушка (D-D);
кольцеобразная катушка отличается конусообразной диаграммой направленности.

Электронная схема

В простейших устройствах на одной компактной печатной плате устанавливают генератор и приемник, блок питания. Фиксируют изменения поля с помощью сигнала звуковой частоты.

Более сложные схемы металлоискателей с дискриминацией обеспечивают динамическую обработку поступающей информации. Такие приборы способны определить разницу между стальным шурупом и серебряной монетой. Эта селективность значительно повышает эффективность поиска, потому что автоматически устраняет бесполезные трудоемкие земляные работы.

Принцип действия

Генератор вместе с катушкой индукции создает направленное электромагнитное поле определенной формы. Попадание в рабочую область посторонних предметов изменяет силу тока в замкнутом контуре. Это явление фиксирует приемник. Наибольшие возмущения поля вызывают предметы с проводящими и ферромагнитными свойствами.

В блоке обработки устраняются посторонние шумы, и выделяются полезные сигналы. Далее они поступают на устройства индикации. Элементами настройки устанавливают чувствительность и другие параметры детектора.

Разновидности металлодетекторов

Изделия этой категории делят по целевому назначению и другим важным характеристикам на следующие группы:

грунтовые (стандартные и глубинные);
подводные – с надежной герметизацией электронных блоков;
дискриминаторы – детекторы, обеспечивающие селективный поиск;
узкоспециализированные модели для поиска драгоценных металлов;
охранные и военные;
промышленные серии – предназначены для контроля отдельных технологических операций.

Основные параметры

Для определения подходящих критериев самодельной конструкции необходимо изучить базовые технические параметры.

Глубина обнаружения

Эти данные не всегда приведены в сопроводительной документации. Даже при указании глубины в техническом паспорте не следует понимать это значение, как определенную величину. Дело в том, что для контрольных измерений пользуются равномерным составом почвы, поддерживают стабильность температуры и влажности. В реальной ситуации природные и другие внешние факторы значительно ухудшат результаты, полученные в идеальных условиях.

Частота работы

Увеличить глубину поиска можно с применением сниженной частоты. В этом случае значительно ухудшается избирательность рабочего процесса. Однако длинные волны огибают мелкие предметы, что сопровождается ухудшением чувствительности.

К сведению. В профессиональных металлоискателях пользователь может выбирать из более, чем двух десятков разных частот. При таком оснащении упрощается выбор оптимального режима исследований в определенных условиях.

Самостоятельная сборка металлоискателя

Не обязательно получится идеальный внешний вид при создании изделия собственными руками. Тем не менее, хорошую функциональность на современной элементной базе создать не слишком сложно. Ниже рассмотрена модель с функцией дискриминации. Она способна различить алюминиевую пробку и фольгу сигаретной пачки, дешевые копейки из сплавов и ценные золотые монеты.

Конструкция

Катушку делают из двух спиральных обмоток (18 и 24 витка) с размерами по внешнему радиусу 21 и 16 мм, соответственно. Для нанесения разметки и создания каркаса применяют основу из материала с немагнитными свойствами. Герметизация эпоксидной смолой или другим составом продлит срок службы.

Материалы, детали и заготовки

Для катушки подойдет стандартный трансформаторный провод из меди диаметром 0,6-0,9 мм. Блок управления собирают на стандартных микросхемах. Основные узлы – процессор и преобразователь частоты MCP3201. Стабилитроны, транзисторы и другие электронные компоненты указаны на чертеже (картинка выше).

Порядок сборки и дизайн

Для надежного закрепления функциональных блоков подбирают подходящую прочную штагу. Блок электроники рекомендуется поместить в герметичном корпусе, чтобы предотвратить короткие замыкания в неблагоприятных погодных условиях. Оформление выполняют с учетом личных предпочтений, умений и навыков.

Программирование блока управления

Для прошивки устройства применяют специализированный программатор. Печатную плату несложно создать самому. Питание 5 V можно организовать от стандартного компьютерного порта USB.

Сборка

В процессе сборки особое внимание уделяют герметичности и надежности закрепления отдельных компонентов. Следует помнить о сложных условиях эксплуатации в рабочем режиме, возможных ударных воздействиях при перевозке. Разборная конструкция упростит транспортировку и хранение.

Плюсы и минусы самодельного металлодетектора

Преимущества самоделки:

минимальные затраты;
возможность создания уникальных технических и пользовательских параметров;
бесплатное освоение полезных навыков.

Существенный недостаток один – отсутствие официальных гарантий производителя.

Видео

Читайте также: