Самодельные металлоискатели: простые и посложнее – на золото, черный металл, для стройки. Схема металлоискателя: как сделать своими руками простой и эффективный металлоискатель Простой и мощный металлоискатель советских времен

ЛУЧШИЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Почему именно Volksturm был назван лучшим металлоискателем? Главное - схема реально простая и реально рабочая. Из множества схем металлоискателей, которые я лично делал, именно здесь всё просто, глубинобойно и надёжно! Тем более при своей простоте, в металлодетекторе есть хорошая схема дискриминации - определение железо или цветной металл находится в земле. Сборка металлоискателя заключается в безошибочной пайке платы и настройке катушек в резонанс и в ноль на выходе входного каскада на LF353. Ничего тут суперсложного нет, было бы желание и мозги. Смотрим конструктивное исполнение металлоискателя и новую усовершенствованную схему Volksturm с описанием.

Так как по ходу сборки возникают вопросы, чтоб сэкономить ваше время и не заставлять перелистывать сотни страниц форума, здесь приведены ответы на 10 самых популярных вопросов. Статья в процессе написания, так что некоторые пункты будут дополнены позже.

1. Принцип работы и обнаружения целей этого металлоискателя?
2. Как проверить Работает ли плата металлоискателя?
3. Какой резонанс выбрать?
4. Какие конденсаторы лучше?
5. Как настроить резонанс?
6. Как сводить катушки в ноль?
7. Какой провод для катушек лучше?
8. Какие детали и чем можно заменить?
9. От чего зависит глубина поиска целей?
10. Питание металлоискателя Volksturm?

Принцип работы металлоискателя Volksturm

Постараюсь в двух словах о принципе работы: передача,прием и баланс индукции. В поисковом датчике металлоискателя устанавливают 2 катушки - передающую и приемную. Присутствие металла изменяет индуктивную связь между ними (в том числе и фазу), что влияет на принимаемый сигнал, который затем обрабатывается блоком индикации. Между первой и второй микросхемой стоит коммутатор управляемый импульсами генератора сдвинутого по фазе относительно передающего канала (т.е. когда передатчик работает, приемник отключен и наоборот если приемник включен передатчик отдыхает, а приемник спокойно ловит отраженный сигнал в этой паузе). Итак, вы включили металлоискатель и он пищит. Отлично, если пищит - значит многие узлы работают. Давай разберёмся почему именно он пищит. Генератор на у6Б постоянно генерирует тональный сигнал. Далее он поступает на усилитель на двух транзисторах, но унч не откроется (не пропустит тон) пока напряжение на выходе у2Б (7-й вывод) не разрешит ему этого. Данное напряжение выставляется изменением режима с помощью этого самого резистора трэш. Им надо выставить такое напряжение, чтоб унч почти открылся и пропустил сигнал с генератора. И входные пару милливольт с катушки металлоискателя пройдя усилительные каскады, превысят этот порог и он откроется окончательно и динамик запищит. Теперь проследим прохождение сигнала, точнее сигнала отклика. На первом каскаде (1-у1а) будет пару милливольт, можно до 50. На втором каскаде (7-у1Б) это отклонение увеличится, на третьем(1-у2А) будет уже пару вольт. Но без отклика везде на выходах по нулям.

Как проверить работает ли плата металлоискателя

Вообще усилитель и ключ (CD 4066) проверяется пальцем на входной контакт RX при максимальном сопротивлении сенс и максимальным фоном на динамике. Если изменение фона есть при нажатии пальцем на секунду, то ключ и операционники работают, далее подключаем катушки RX с конденсатором контура параллельно, конденсатор на катушке TX последовательно, ложим одну катушку на другую и начинаем сводить в 0 по минимальному показанию переменного тока на первой ноге усилителя U1A. Далее берем что-нибудь большое и железное и проверяем есть в динамике реакция на металл или нет. Проверим напряжение на у2Б (7-й вывод) оно должно регулятором трэш, меняться +-пару вольт. Если нет - проблема в данном каскаде ОУ. Для начала проверки платы отключаем катушки и включаем питание.

1. Должен идти звук при положении регулятора сенс на максимальное сопротивление, коснёмся пальцем на РХ - если есть реакция, все операционники работают, если нет - проверяем пальцем начиная с u2 и меняем (обследуем обвязку) нерабочего ОУ.

2. Работа генератора проверяется программой частотомер. Штекер от наушников припаять к 12 выводу CD4013 (561ТМ2) предусмотрительно выпаяв р23 (чтоб звуковую карту не спалить). В звуковой плате использовать In-lane. Смотрим частоту генерации, ее стабильность на 8192 гц. Если она сильно смещена, то надо выпаивать конденсатор с9, если и после она не четко выделена и/или много частотных всплесков рядом - заменяем кварц.

3. Проверили усилители и генератор. Если все исправно, но все равно не работает - меняем ключ (CD 4066).

Какой резонанс катушек выбрать

При подключении катушки в последовательный резонанс,увеличивается ток в катушке и общее потребление схемы. Увеличивается расстояние обнаружения цели, но это только на столе. На реальном грунте, земля будет чувствоваться тем сильнее, чем больше ток накачки в катушке. Лучше включение параллельного резонанса, а поднимать чутье входными каскадами. Да и батареек хватит намного дольше. Не смотря на то, что последовательный резонанс применяется во всех фирменных дорогих металодетекторах, в Штурме нужен именно параллельный. В импортных, дорогих приборах, хорошая схематика отстройки от земли, поэтому в этих приборах можно позволить последовательный.

Какие конденсаторы лучше установить в схему металлоискателя

Тип подключаемого к катушке конденсатора не при чём, а если экспериментально поменяли два и увидели что с одним из них резонанс лучше, то просто один из якобы 0,1 мкФ реально имеет 0,098 мкФ, а другой 0,11. Вот и разница между ними по резонансу получается. Я использовал советские К73-17 и зелёные импортные подушки.

Как настроить резонанс катушек металлоискателя

Катушка, как самый лучший вариант, получается из штукатурных терок, склеенных эпоксидной смолой с торцов до нужного вам размера. Причем, центральная ее часть с куском ручки этой самой терки, которая обрабатывается до одного широкого ушка. На штанге же, наоборот, вилка из двух ушек крепления. Такое решение позволяет решить проблему деформирования катушки, при затягивании пластикового болта. Пазы для обмоток делают обычным выжигателем, затем установка ноля и заливка. От холодного конца ТХ, оставим 50 см. провода, который изначально не заливать, а свить из него маленькую катушечку (диаметром 3 см.) и разместить ее внутри RX, перемещая и деформируя ее в небольших пределах, можно добиться точного ноля, но делать это лучше на улице, размещая катушку у земли (как при поиске) при отключенном GEBе, если он есть, затем окончательно залить смолой. Тогда отстройка от земли, работает более- менее сносно (исключение сильно минерализованный грунт). Такая катушка получается легкой, прочной, мало подверженной термодеформации, а обработанная и окрашенная очень симпатичная. И еще одно наблюдение: если металлоискатель собран с отстройкой от грунта (GEB) и при центральном расположении движка резистора выставить ноль очень маленькой шайбой, диапазон регулировки GEBа +- 80-100 мВ. Если установить ноль большим предметом- монета 10-50 коп. диапазон регулировки увеличивается до +- 500-600 мВ. За напряжением в процессе настройки резонанса не гонитесь - у меня при 12в питания около 40В при последовательном резонансе. Чтоб появилась дискриминация конденсаторы в катушках включаем параллельно (последовательное включение нужно только на этапе подбора кондеров для резонанса) - на черные металлы будет протяжный звук, цветные - короткий.

Или ещё проще. Подключаем катушки по очереди к передающему ТХ выходу. Настраиваем в резонанс одну, а настроив её - другую. Пошагово: Подключили, параллельно катушке ткнули мультиметром на пределе переменные вольты, так-же параллельно катушке припаяли конденсатор 0.07-0.08 мкф, смотрим показания. Допустим 4 В - очень слабо, не в резонансе с частотой. Ткнули параллельно первому конденсатору второй небольшой ёмкости - 0.01 мкф (0.07+0.01=0.08). Смотрим - уже показал вольтметр 7 В. Отлично, увеличим ещё ёмкость, подключим на 0.02 мкФ - смотрим на вольтметр, а там 20 В. Великолепно, едем дальше - ещё докинем пару тысяч пик ёмкости. Ага. Уже начало падать, откатим назад. И так добиться максимальных показаний вольтметра на катушке металлоискателя. Затем аналогично с другой (приёмной) катушкой. Настроить на максимум и подключить обратно к приёмному гнезду.

Как сводить катушки металлоискателя в ноль

Для настройки нуля подключаем тестер на первую ногу LF353 и понемногу начинаем сжимать, растягивать катушку. После залива из эпоксидки - нолик точно убежит. Поэтому надо заливать не всю катушку, а оставить места для регулировки, и после высыхания доводить до нуля и заливать окончательно. Взять кусок шпагата и половину катушки обвязать одним витком к середине (к центральной части,месту соединения двух катушек) вставить в петлю шпагата кусочек палочки после чего ее крутить (натягивать шпагат) - катушка будет сжиматься, поймав нолик шпагат пропитать клеем, после почти полного высыхания опять подправить нолик повернув палочку еще чуть-чуть и залить шпагат окончательно. Или проще: Передающая закреплена в пластмассе неподвижно, а приёмную накладываем на первую на 1 см, типа как свадебные кольца. На первом выводе U1A будет писк 8 кГц - можно контролировать вольтметром переменного тока, но лучше просто высокоомными наушниками. Так вот приёмную катушку металоискателя надо то надвигать, то сдвигать с передающей до тех пор, пока на выходе ОУ писк не стихнет до минимума (или показания вольтметра не упадут до нескольких милливольт). Всё, катушка сведена, фиксируем.

Какой провод для поисковых катушек лучше

Провод для намотки катушек не имеет значения. От 0.3 до 0.8 пойдёт любой, всё равно придётся немного подбирать ёмкость для настройки контуров в резонанс и на частоту 8.192 кГц. Конечно и более тонкий провод вполне подходит, просто чем он толще, тем добротность и, как следствие чутьё - лучше. Но если намотать 1 мм - будет довольно тяжеловато таскать. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. От левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. С правым верхним и нижними углами проделываем тоже самое, но откладываем по 3 см. По средине нижней части ставим точку и по точке слева и справа на расстоянии 1 см. Берем фанеру, накладываем этот эскиз и вбиваем гвоздики во все точки указанные. Берем провод ПЭВ 0,3 и мотаем 80 витков провода. Но честно говоря без разницы сколько витков. Всё равно частоту 8 кГц будем выставлять в резонанс конденсатором. Сколько намотали - столько и намотали. Я мотал 80 витков и конденсатор 0.1 мкф, если намотаете допустим 50 - ёмкость соответственно где-то 0.13 мкф поставить придётся. Далее, не снимая с шаблона обматываем катушку толстой ниткой - типа как обматывают жгуты проводов. После покрываем катушку лаком. Когда высохнет, снимаем катушку с шаблона. Затем идёт обмотка катушки изоляцией - фум лента или изолента. Далее - обмотка приёмной катушки фольгой, можно взять ленту из электролитических конденсаторов. TX катушку можно не экранировать. Не забудьте оставить РАЗРЫВ в экране 10 мм, по середине катушки. Дальше идёт обмотка фольги луженым проводом. Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5мГ. Емкость получается около 0,1мкф. Что касается заливки катушки эпоксидкой, то я не заливал её вообще. Просто туго замотал изолентой. И ничего, два сезона отходил с этим металлоискателем без ухода настроек. Обратите внимание на влагоизоляцию схемы и поисковых катушек, ведь придётся по мокрой траве косить. Всё должно быть герметично - иначе попадёт влага и настройка поплывёт. Ухудшится чувствительность.

Какие детали и чем можно заменить

Транзисторы :
BC546 - 3шт или КТ315.
BC556 - 1шт или КТ361
Операционники :

LF353 - 1шт или меняйте на более распространенную TL072.
LM358N - 2шт
Цифровые микросхемы :
CD4011 - 1шт
CD4066 - 1шт
CD4013 - 1шт
Резисторы постоянные , мощностью 0,125-0,25 Вт:
5,6К - 1шт
430К - 1шт
22К - 3шт
10К - 1шт
390К - 1шт
1К - 2шт
1,5К - 1шт
100К - 8шт
220К - 1шт
130К - 2шт
56К - 1шт
8,2К - 1шт
Резисторы переменные :
100К - 1шт
330К - 1шт
Конденсаторы неполярные :
1нФ - 1шт
22нФ - 3шт (22000пФ = 22нФ = 0.022мкФ)
220нФ - 1шт
1мкФ - 2шт
47нФ - 1шт
10нФ - 1шт
Конденсаторы электролитические :
220мкФ на 16В - 2шт

Динамик миниатюрный.
Кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Два сверхярких светодиода разного цвета.

Если вы не можете достать импортные микросхемы, вот отечественные аналоги: CD 4066 - К561КТ3, CD4013 - 561ТМ2, CD4011 - 561ЛА7, LM358N - КР1040УД1. У микросхемы LF353 - прямого аналога нет, но смело ставим LM358N или лучше TL072, TL062. Совсем не обязательно ставить операционный усилитель именно - LF353, я просто поднял усиление на U1A заменив резистор в цепи отрицательной обратной связи 390 кОм на 1 мОм - чувствительность значительно возросла на процентов 50, правда после этой замены ушёл ноль, пришлось на катушку в определённом месте приклеить скотчем кусочек алюминиевой пластинки. Советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 25 сантиметров и это при питании 6 вольт, потребляемый ток без индикации - 10 мА. И не забудь про панельки - удобство и простота настройки значительно повысятся. Транзисторы КТ814, Кт815 - в передающую часть металлоискателя, КТ315 в УНЧ. Транзисторы - 816 и 817 желательно подобрать с одинаковым коэффициентом усиления. Заменимы на любые соответствующей структуры и мощности. В генераторе металлоискателя установлен специальный часовой кварц на частоту 32768 Гц. Это стандарт абсолютно для всех кварцевых резонаторов, которые стоят в любых электронных и электромеханических часах. В том числе и наручных и дешёвых китайских настенных/настольных. Архивы с печатной платой для варианта и для (вариант с ручной отстройкой от земли).

От чего зависит глубина поиска целей

Чем больше диаметр катушки металлоискателя, тем глубже чутьё. А вообще, глубина обнаружения цели данной катушкой, зависит прежде всего от размера самой цели. Но при увеличении диаметра катушки наблюдается уменьшение точности обнаружения объекта и даже иногда потеря мелких целей. Для объектов с монету, этот эффект наблюдается при увеличении размера катушки свыше 40 см. Итого: большая поисковая катушка, имеет большую глубину обнаружения и больший захват, но менее точно обнаруживает цель, чем маленькая. Большая катушка идеальна для поиска глубоких и больших целей, таких как клады и крупные объекты.

По форме катушки делятся на круглые и эллиптичные (прямоугольные). Эллиптичная катушка металлоискателя обладает лучшей избирательностью по сравнению с круглой, потому что ширина магнитного поля у нее меньше и в поле ее действия попадает меньше посторонних объектов. Но круглая имеет большую глубину обнаружения и лучшую чувствительность к цели. Особенно на слабо минерализованных грунтах. Круглая катушка наиболее часто используется при поиске с металлоискателем.

Катушки диаметром меньше 15 см называют маленькими, катушки диаметром 15-30 см называют средними и катушки свыше 30 см - большие. Большая катушка генерирует большее электромагнитное поле, поэтому она имеет большую глубину обнаружения, чем маленькая. Большие катушки генерируют большое электромагнитное поле и соответственно, имеют большую глубину обнаружения и покрытие при поиске. Такие катушки используются для просмотра больших площадей, но при их использовании, может возникнуть проблема на сильно замусоренных площадках потому, что в поле действия больших катушек может попасться сразу несколько целей и металлоискатель среагирует на более крупную цель.

Электромагнитное поле маленькой поисковой катушки тоже маленькое, поэтому с такой катушкой лучше всего искать на территориях сильно замусоренных всякими мелкими металлическими предметами. Маленькая катушка идеальна для обнаружения маленьких объектов, но имеет небольшую площадь покрытия и сравнительно небольшую глубину обнаружения.

Для универсального поиска хорошо подойдут средние катушки. Такой размер поисковой катушки сочетает в себе достаточную глубину поиска и чувствительность к целям с разными размерами. Я делал каждую катушку диаметром примерно 16 см и обе эти катушки укладывал в круглую подставку из-под старого монитора 15". В таком варианте глубина поиска этого металлоискателя будет такая: алюминиевая пластина 50x70 мм - 60 см, гайка М5-5 см, монетка - 30 см, ведро - около метра. Данные значения получены на воздухе, в земле будет на 30% меньше.

Питание металлоискателя

Отдельно схема металлоискателя тянет 15-20 мА, при подключенной катушке + 30-40 мА, итого вместе до 60 мА. Конечно в зависимости от типа применяемого динамика и светодиодов это значение может изменяться. Простейший случай - питание взял 3 (или даже две) последовательно подключенные литий ионные батарейки от мобил на 3,7В и при заряде разряженных аккумуляторов, когда подключаем любой блок питания на 12-13в, ток заряда начинается от 0,8А и падает до 50ма за час и тогда вообще не надо что-то добавлять, хотя ограничительный резистор конечно же не помешает. Как вообще самый простейший вариант - крона на 9В. Но учтите, что металлоискатель съест её за 2 часа. Но для настройки этот вариант питания самое оно. Крона при любых обстоятельствах не выдаст большой ток, который может спалить что-то в плате.

Самодельный металлоискатель

А теперь описание процесса сборки металлодетектора от одного из посетителей. Так как из приборов имею только мультиметр, скачал с инета виртуальную лабораторию Записных О.Л. Собрал адаптер, простенький генератор и прогнал в холостую осциллограф. Вроде показывает какую-то картинку. Далее занялся поиском радиодеталей. Так как печатки в основном выкладывают в формате «lay», скачал «Sprint-Layout50». Выяснил, что такое лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат и как их травить. Вытравил плату. К этому времени все микросхемы были найдены. Что не нашел у себя в сарайчике, пришлось покупать. Приступил к пайке перемычек, резисторов, сокетов микросхем, и кварца из китайского будильника на плату. Периодически проверяя сопротивление на шинах питания чтобы не было соплей. Решил для начала собрать цифровую часть прибора, как наиболее легкую. То-есть генератор, делитель и коммутатор. Собрал. Поставил микросхему генератора (К561ЛА7) и делитель (К561ТМ2). Микросхемы б/ушные, выдрал из каких-то плат, обнаруженных в сарайчике. Подал питание 12В контролируя ток потребления по амерметру, 561ТМ2 стала теплой. Заменил 561ТМ2, подал питание - ноль эмоций. Меряю напряжение на ногах генератора - на 1 и 2 ногах 12В. Меняю 561ЛА7. Включаю - на выходе делителя, на 13 ноге есть генерация (наблюдаю на виртуальном осциллографе)! Картинка правда не ахти какая, но за неимением нормального осциллографа - пойдет. Но на 1, 2 и 12 ногах ничего нет. Значит генератор работает, нужно менять ТМ2. Установил третью микросхему делителя - красота на всех выходах есть генерация! Для себя сделал вывод, что выпаивать микросхемы нужно как можно аккуратнее! На этом первый шаг постройки сделан.

Теперь настраиваем плату металлоискателя. Не работал регулятор "SENS" - чувствительность, пришлось выкинуть конденсатор C3 после этого регулировка чувствительности заработала как надо. Не нравился звук возникающий в крайнем левом положении регулятора "THRESH" - порог, избавился от этого заменив резистор R9 цепочкой из последовательно соединённых резистор на 5,6 кОм + конденсатор на 47,0 мкФ (отрицательный вывод конденсатора со стороны транзистора). Пока нет микросхемы LF353 вместо неё поставил LM358, с ней советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 15 сантиметров.

Поисковую катушку на передачу я включил как последовательный колебательный контур, а на приём как параллельный колебательный контур. Настраивал первой передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключил на приёмную катушку и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы на RX. Настройка контуров в резонанс занимает, при наличии осциллографа, несколько минут. Обмотки TX и RX у меня содержат по 100 витков провода диаметром 0,4. Начинаем сведение на столе, без корпуса. Просто чтоб было два обруча с проводами. А чтоб убедиться в работоспособности и возможности сведения вообще - разведём катушки друг от дрга на полметра. Тогда ноль будет точно. Затем наложив катушки внахлёст примерно 1см (как свадебные кольца) сдвигать - раздвигать. Точка нуля может быть довольно точная и поймать её сразу нелегко. Но она есть.

Когда, я поднял усиление в RX тракте МД, он начал работать неустойчиво на максимальной чувствительности, это проявлялось в том что после прохождения над целью и её обнаружении выдавался сигнал, но он продолжался и после того когда цели перед поисковой катушкой ни какой уже небыло, это проявлялось в виде прерывистых и колеблющихся звуковых сигналов. При помощи осциллографа была обнаружена и причина этого: при работе динамика и незначительной просадке питающего напряжения уходит "ноль" и схема МД переходит в автоколебательный режим, выйти из которого можно только загрубив порог срабатывания звукового сигнала. Это меня не устраивало поэтому я поставил по питанию КР142ЕН5А + сверх яркий белый светодиод чтобы поднять напряжение на выходе интегрального стабилизатора, стабилизатора на более высокое напряжение у меня небыло. Такой светодиод можно использовать даже для подсветки поисковой катушки. Динамик подключил до стабилизатора, МД после этого стал сразу очень послушный всё начало работать как надо. Думаю Volksturm действительно лучший самодельный металлоискатель!

Недавно была предложенна данная схема доработки, что позволит превратить Volksturm S в Volksturm SS + GEB. Теперь прибор станет обладать хорошим дискриминатором а также селективностью металлов и отстройкой от грунта, прибор паяется на отдельной плате и подключается вместо конденсаторов с5 и с4. Схема доработки и в архиве. Отдельная благодарность за информацию по сборке и настройке металлоискателя всем, кто принимал участие в обсуждении и модернизации схемы, особенно помогли в подготовке материала Электродыч, феска, xxx, slavake, ew2bw, redkii и другие коллеги радиолюбители.

Предлагаемый к повторению импульсный металлоискатель Шанс разработан извесным конструктором Андреем Федоровым и получил признание радиолюбителей как в нашей стране, так и за ее пределами. Данный металлоискатель является своего рода продолжением серии приборов Клон и воплотил в себе самые передовые наработки в области построения этих металлоискателей. Помимо селекции по металлам, аппарат имеет функцию дискриминации: включением программно встроенных масок можно добиться отстройки от черных металлов при поиске.

Индикация показаний прибора осуществляется при посрестве ЖК индикатора (шкала VDI, шкала Amplitude (размер, месторасположение объекта), индикация напряжения аккумулятора (уровень заряда батареи)) и разных по тональности звуковых сигналов. Сердцем металлоискателя является уже извесный нам микроконтроллер Atmega8-16PI в связке с внешним АЦП. Применение внешнего АЦП обусловлено расширением набора функций прибора - введение такого набора функций без внешнего АЦП физически невозможно в силу малого внутреннего ресурса микроконтроллера.


Приведу некоторые характеристики прибора. Чуствительность для монеты 5коп СССР до 25см. Селекция по металлам при идеальных условиях: чем ""чернее"" металл - тем меньше его проводимость, и тем ближе к левому краю шкалы VDI будут показания; чем ""цветнее"" металл - тем больше его проводимость, соответственно показания на шкале будут ближе к правому краю (показания на шкале зависят от выбора прошивки прибора и могут меняться). Функция дискриминации: включая поочередно одну из четырех масок, можно указать прибору, чтобы он в нужной степени не реагировал на ""черные"" металлы (вплоть до полного устранения влияния чермета). Функция барьер: на 16 уровнях помогает отстроиться от влияния ""земли"" и других внешних факторов.


Для повторения Шанс, прежде всего, необходимо посетить страничку автора fandy.vov.ru, где располагаются схемы, прошивки, конфигурационные биты для прошивки микроконтроллера, описание работы кнопок и другая полезная информация. Основные, редкие и самые дорогие детали прибора - микросхема АЦП и ЖК-индикатор. Аналогом микросхемы АЦП (MCP3201) является микросхема ADS7816, под которую автор написал подкорректированную прошивку (0.8.4). Следующая важная деталь металлоискателя - ЖК индикатор. При всем многообразии и нынешнем изобилии таких компонентов наиболее подходящими, на мой взгляд, являются надежные и достаточно дешевые индикаторы фирмы Winstar, превосходящие в соотношении цена/качество индикаторы отечественного производителя МЭЛТ. Выбирать индикатор при покупке следует исходя из следующих указаний: знакосинтезирующий индикатор, 2 строки по 16 символов, поддержка кирилицы (возможность применить индикатор в любой другой разработке), наличие встроенного контроллера HD44780. Посмотреть и скачать даташиты и цоколевку можно на сайте компании Winstar. В архиве находится и список деталей.


Операционный усилитель OP37 можно заменить более дешевым и распространенным аналогом NE5534P. DC/DC преобразователь ICL7660S можно, хотя и не желательно, заменить на аналогичный без буквы S (с буквой S на 12вольт, без нее на 10 вольт, работать будет, но с перегрузкой). Микроконтроллер - наш старый знакомый Atmega8-16PI (Atmega8-16PU,Atmega8A-PU). Программация контроллера осуществляется при помощи простейшего программатора, который применялся при программации микроконтроллера для прибора Клон. Вот , параметры устройства и пошаговое описание процесса программирования данного контроллера. Здесь самое важное не забыть про конфигурационные биты! Архив с для микроконтроллера.


Планарная катушка металлоискателя изготавливается на диэлектрическом каркасе толщиной 4 мм и мотается проводом диаметром 0,65 - 0,8мм. Шаблон катушки показан на рисунке ниже. Штанга прибора изготавливается по технологии описанной в статье . Собирать металлоискатель можно на печатной плате автора или воспользоваться гораздо более простой в повторении (для начинающих) платой от DesAlex - рисунок смотрите на форуме. Сам я переделал 5 штук таких катушек - менял количество витков, толщину каркаса от 2 до 6мм. Наилучший результат получился на каркасе 4мм, количество витков как у автора, индуктивность получается 389uH. Опыты с домоткой/отмоткой на конечный результат не повлияли (подмечено многими, повторившими этот прибор), то есть разброс в +-10% ни на что не влияет. Хотя у каждого результат получится отличный от другого (диаметр провода, качество провода наличие примесей, качество намотки, гидроизоляция катушки (лак,эпоксидка,краска)), качество и длина подводящего кабеля - все влияет на добротность поискового элемента.


Правильно собранный прибор не нуждается в налаживании и полностью работоспособен! В заключении хочется поблагодарить автора металлоискателя (AndyF) за прекрасный импульсный металлоискатель с дискриминацией а так же DesAlex"а за надежную печатную плату, без которой прибор не получил бы такую массовость среди радиолюбителей и любителей активного отдыха, коим является поиск исторических реликвий! Материал предоставил Электродыч.

Обсудить статью МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ ШАНС

Многие люди необоснованно считают, что самодельные металлоискатели по многим параметрам уступают фирменным образцам, произведенным на заводе.

Но по факту, правильно собранные своими руками конструкции, порой, оказываются не только лучше, но и дешевле «заводских» конкурентов.

Стоит знать: большинство кладоискателей и краеведов, чтобы сэкономить денежные средства, стараются выбрать наиболее дешевые варианты. В результате они либо сами собирают металлоискатели, либо приобретают самодельные кастомные устройства.

Новичков, а также людей, не разбирающихся в электронике, на первых порах пугает обилие не только специальной терминологии, но и различных формул и схем. Однако если немного вникнуть, то все сразу становится понятно, даже имея знания, полученные на школьных уроках по физике.

Поэтому стоит, прежде всего, разобрать принцип действия металлоискателя, что он собой представляет и как его можно самостоятельно собрать в домашних условиях.

Как работает

Принцип функционирования данного устройства заключается в использовании электромагнитного поля. Оно создается катушкой передатчика и после столкновения с предметом, который проводит ток (а это большинство металлов), создаются вихревые токи, которые вносят искажение в ЭПМ катушки.

В тех случаях, когда предмет не является электропроводящим, однако обладает своим магнитным полем, создающиеся им помехи будут также уловлены за счет экранирования.

После этого изменения электромагнитного поля поступают непосредственно на блок управления, который для оповещения о находке человека издает специальный звуковой сигнал, а в более дорогих моделях выводит данные на дисплей.


Стоит разобрать, как происходит создание подобных устройств по примеру металлоискателя типа «Пират».

Металлоискатель «Пират»

Делаем печатную плату своими руками

Сначала необходимо создать печатную плату, где в дальнейшем будут находиться все узлы металлоискателя. Лучше всего подходит метод лазерно-утюжной технологии или просто ЛУТ.

Для этого будет необходимо выполнить этапы изготовления в следующей последовательности:

  1. В начале необходимо, используя исключительно лазерный принтер, напечатать соответствующую схему, созданную через программу Sprint-Layout. Лучше всего использовать для этого фотобумагу маленькой плотности.
  2. Проводим подготовку заготовки из текстолита, сначала ошкуриваем, после чего проводим очистку раствором. Она должна иметь размеры 84х31.
  3. Теперь на заготовку сверху кладем фотобумагу со схемой лицевой стороной, на которой она была напечатана. Накрываем листом А4 и начинаем проглаживать горячим утюгом, для того, чтобы перенести на текстолит схему разметки.
  4. После закрепления схемы из тонера помещаем все это в воду, где аккуратно пальцами убираем бумагу.
  5. Далее при наличии размазанных участков исправляем их с помощью обычной иголки.
  6. Теперь плату нужно положить на несколько часов в раствор медного купороса (можно также хлорного железа).
  7. Тонер удаляется без проблемы любым растворителем, например, ацетоном.
  8. Сверлим отверстия для размещения в дальнейшем конструктивных элементов (сверло должно быть очень тонким).
  9. Последний этап заключается в луде дорожек платы. Для этого на поверхность намазывается специальный раствор «ЛТИ-120», который нужно размазать припой паяльника.

Установка элементов на плату

Данный этап создания металлоискателя заключается в монтаже всех элементов на созданную плату:

  1. Главной микросхемой является отечественная КР1006ВИ1 или её иностранный аналог NE555. Учтите, до монтажа под ней нужно запаять перемычку.
  2. Дальше устанавливается двухканальный усилитель К157УД2. Его можно купить или взять из советских магнитофонов.
  3. После этого монтируют 2 SMD-конденсатора, а также один резистор типа МЛТ С2-23.
  4. Теперь нужно произвести пайку двух транзисторов. Один должен быть NPN-структуры, а другой PNP. Желательно использовать ВС557 и ВС547. Однако подойдут и аналоги. В качестве полевого транзистора рекомендуется брать IRF-740 или иные варианты, имеющие схожие характеристики.
  5. Последними устанавливаются конденсаторы. Их стоит брать с минимальным показателем ТКЕ, что увеличит термостабильность всей конструкции.

Примите к сведению: тяжелее всего будет достать из этой схемы усилитель К157УД2. Причина в том, что это уже старая микросхема. Именно поэтому можно попробовать найти аналогичные современные варианты со схожими параметрами.

Создание самодельной катушки производится на оправе диаметром в 20 см. Общее количество витков должно составлять примерно 25 шт. Данный показатель исходит из того, что используется проволока ПЭВ, которая имеет диаметр в 0,5 мм.

Однако есть определенная особенность. Общее количество витков можно изменить в большую или меньшую сторону. Чтобы найти наиболее оптимальный вариант, нужно взяв монетку проверить, в каком случае будет самое большое расстояние её «улавливания».

Иные элементы

Сигнальный динамик можно использовать, взятый от портативного радио. Важно, чтобы он имел сопротивление 8 Ом (возможно использование китайских вариантов).

Для проведения настройки понадобятся две разные по мощности модели потенциометра: первый на 10 кОм, а второй уже на 100 кОм. Для минимизации влияния помех (исключить их полностью буде тяжело), рекомендуется использовать экранированный провод, который будет соединять схему и катушку. Источник питания металлоискателя должен составлять минимум 12 В.

Когда вся конструкция будет проверена на работоспособность, необходимо сделать каркас для будущего металлоискателя. Однако здесь можно дать лишь некоторые рекомендации, ведь каждый будет его создавать из имеющихся под руками предметов:

  • чтобы сделать штангу удобней, стоит приобрести метров 5 обычной трубы из ПВХ (которые применяются в водопроводе), а также несколько перемычек. На её верхнем конце стоит установить специальную подставку для рук, чтобы более удобно было держать. Для платы можно найти любую коробку соответствующего размера, которую нужно закрепить на штанге;
  • чтобы запитать систему, можно использовать аккумулятор от обычного шуруповерта. Его преимущества заключается в малом весе и большой емкости;
  • при создании корпуса и конструкции учтите, что в них не должно присутствовать никаких лишних металлических элементов. Причина в том, что они значительным образом искажают получаемое электромагнитное поле будущего прибора.

Проверка металлоискателя

Прежде всего, необходимо настроить чувствительность, используя потенциометры. Порогом будет равномерное, при этом не очень частое, потрескивание.

Так, пятирублёвую монету он должен будет «находить» с расстояния приблизительно 30 см, а вот если монета имеет размеры как советский рубль, то уже где-то с 40 см. Металл больших и объемных размеров он «увидит» с расстояния более метра.

Такой прибор не сможет искать на значительной глубине мелкие предметы. К тому же он не будет способен различать размеры и тип найденного металла. Именно поэтому, занимаясь поиском монет, можно будет натыкаться и на обычные гвозди.

Такая модель самодельного металлоискателя подойдет для людей, которые только начинают осваивать азы кладоискания или не имеют нужных средств для приобретения дорогостоящего прибора.

Их этого видео Вы узнаете, как сделать самодельный металлоискатель:

Металлодетекторы глубинного типа способны обнаружить предметы в грунте на большом расстоянии. Современные модификации в магазинах стоят довольно дорого. Однако в данном случае можно попробовать изготовить металлодетектор своими руками. С этой целью в первую очередь рекомендуется ознакомиться с конструкцией стандартной модификации.

Схема модификации

Собирая металлодетектор своими руками (схема показана ниже), нужно помнить, что основными элементами устройства являются демпфер на микроконтроллере, конденсатор и ручка с держателем. Блок управления в устройствах состоит из набора резисторов. Некоторые модификации производятся на приводных модуляторах, которые работают при частоте 35 Гц. Непосредственно стойки выполнены с узкими и широкими пластинами тарельчатой формы.

Инструкция по сборке простой модели

Собрать металлодетектор своими руками довольно просто. В первую очередь рекомендуется заготовить трубку и приделать к ней ручку. Для установки потребуются резисторы высокой проводимости. Рабочая частота устройства зависит от многих факторов. Если рассматривать модификации на диодных конденсаторах, то у них высокая чувствительность.

Рабочая частота таких металлоискателей составляет около 30 Гц. Максимальное расстояние обнаружения предмета у них равняется 25 мм. Работать модификации способны на батарейках литиевого типа. Микроконтроллеры для сборки потребуются с полярным фильтром. Многие модели складываются на датчиках открытого типа. Также стоит отметить, что эксперты не рекомендуют использовать фильтры высокой чувствительности. Они сильно снижают точность обнаружения металлических предметов.

Модель серии "Пират"

Сделать металлодетектор "Пират" своими руками можно только на базе проводного контроллера. Однако в первую очередь для сборки заготавливается микропроцессор. Для его подключения понадобится Многие эксперты рекомендуют применять сеточные конденсаторы с емкостью 5 пФ. Проводимость у них должна поддерживаться на уровне 45 мк. После можно приступать к пайке блока управления. Стойка должна быть прочной и выдерживать вес пластины. Для моделей на 4 В не рекомендуются применять тарелки диаметром более 5,5 см. Индикаторы системы не обязательно устанавливать. После закрепления блока останется лишь установить батарейки.

Использование рефлекторных транзисторов

Сделать с рефлекторными транзисторами металлодетектор своими руками довольно просто. В первую очередь эксперты рекомендуют заняться установкой микроконтроллера. Конденсаторы в данном случае подойдут трехканального типа, а проводимость у них не должна превышать 55 мк. При напряжении 5 В они обладают сопротивлением примерно 35 Ом. Резисторы у модификаций применяются в основном контактного типа. Они обладают отрицательной полярностью и хорошо справляются с электромагнитными колебаниями. Также стоит отметить, что при сборке разрешается использовать Максимальная ширина пластины для такой модификации равняется 5,5 см.

Модель с конвекционными транзисторами: отзывы специалистов

Собрать металлодетектор своими руками можно только на базе коллекторного контроллера. При этом конденсаторы используются на 30 мк. Если верить отзывам экспертов, то лучше не стоит применять мощные резисторы. В данном случае максимальная емкость элементов должна составлять 40 пФ. После установки контроллера стоит заняться блоком управления.

Данные металлоискатели получают хорошие отзывы за надежную защиту от волновых помех. С этой целью используется два фильтра диодного типа. Модификации с системами индикации очень редко встречаются среди самодельных модификаций. Также стоит отметить, что блоки питания должны работать при низком напряжении. Таким образом, батарея долго прослужит.

Использование хроматических резисторов

Своими руками? Модель с хроматическими резисторами собрать довольно просто, но следует учитывать, что конденсаторы для модификаций разрешается применять лишь на предохранителях. Также эксперты указывают на несовместимость резисторов с проходными фильтрами. Перед началом сборки важно сразу заготовить для модели трубку, которая будет ручкой. Затем устанавливается блок. Целесообразнее подбирать модификации на 4 мк, которые работают при частоте 50 Гц. У них малый коэффициент рассевания и высокая точность измерения. Также стоит отметить, что искатели данного класса смогут успешно работать в условиях повышенной влажности.

Модель с импульсным стабилитроном: сборка, отзывы

Устройства с импульсными стабилитронами выделяются высокой проводимостью. Если верить отзывам специалистов, то самодельные модификации способны работать с предметами разного размера. Если говорить про параметры, то точность обнаружения у них равняется примерно 89 %. Начинать сборку устройства стоит с заготовки стойки. Затем монтируется ручка для модели.

Следующим шагом устанавливается блок управления. Затем монтируется контроллер, который работает от литиевых батарей. После установки блока можно заняться пайкой конденсаторов. Отрицательное сопротивление у них не должно превышать 45 Ом. Отзывы экспертов указывают на то, что модификации данного типа можно производить без фильтров. Однако стоит учитывать, что у модели будут серьезные проблемы с волновыми помехами. При этом будет страдать конденсатор. В итоге батарея у моделей данного типа быстро разряжается.

Применение низкочастотного трансивера

Низкочастотные трансиверы у моделей значительно снижают точность работы приборов. Однако стоит отметить, что модификации данного типа способны успешно работать с предметами небольшого размера. При этом у них малый параметр саморазряда. Для того чтобы собрать модификацию своими руками, рекомендуется воспользоваться проводным контроллером. Передатчик чаще всего используется на диодах. Таким образом, проводимость обеспечивается на отметке в 45 мк при чувствительности 3 мВ.

Некоторые эксперты рекомендуют устанавливать сеточные фильтры, которые повышают защищенность моделей. Для поднятия проводимости используются модули только переходного типа. Основными недостатками таких устройств считается перегорание контроллера. При такой поломке проблематично сделать ремонт металлодетектора своими руками.

Использование высокочастотного трансивера

На высокочастотных трансиверах собрать простой металлодетектор своими руками можно только на базе переходного контроллера. Перед началом установки стандартно заготавливается стойка под пластину. Проводимость контроллера в среднем равняется 40 мк. Многие специалисты не используют при сборке контактные фильтры. У них высокие тепловые потери, и они способы работать при частоте 50 Гц. Также стоит отметить, что для сборки металлоискателя используются литиевые батарейки, которые подзаряжают блок управления. Непосредственно датчик у модификаций устанавливается через конденсатор, у которого емкость не должна превышать 4 пФ.

Модель с продольным резонатором

На рынке часто встречаются устройства с продольными резонаторами. Они выделяются среди своих конкурентов высокой точностью определения предметов, и при этом могут работать при повышенной влажности. Для того чтобы самостоятельно собрать модель, заготавливается стойка, а тарелку стоит применять диаметром не менее 300 мм.

Также стоит отметить, что для сборки устройства потребуется контактный котроллер, и один расширитель. Фильтры используются лишь на сеточной подкладке. Многие специалисты рекомендуют устанавливать диодные конденсаторы, которые работают при напряжении 14 В. В первую очередь они мало разряжают батарею. Также стоит отметить, что они обладают хорошей проводимостью по сравнению с полевыми аналогами.

Использование селективных фильтров

Сделать такой глубинный металлодетектор своими руками не просто. Основная проблема заключается в том, что в устройство нельзя установить обычный конденсатор. Также стоит отметить, что пластина для модификации подбирается размером от 25 см. В некоторых случаях стойки устанавливаются с расширителем. Многие эксперты советуют начинать сборку с установки блока управления. Он обязан работать при частоте не более 50 Гц. При этом проводимость зависит от контроллера, который используется в оборудовании.

Довольно часто его подбирают с обкладкой для повышения защищенности модификации. Однако такие модели часто перегреваются, и не способны работать с высокой точностью. Для решения данной проблемы рекомендуется использовать обычные переходники, которые устанавливаются под конденсаторные блоки. Катушка для металлодетектора своими руками изготавливается из блока трансивера.

Применение контакторов

Контакторы в устройства устанавливаются вместе с блоками управления. Стойки для модификаций используются небольшой длины, а тарелки подбираются на 20 и 30 см. Некоторые эксперты говорят о том, что устройства стоит собирать на импульсных переходниках. При этом конденсаторы можно использовать низкой емкости.

Также стоит отметить, что после установки блока управления стоит припаять фильтр, который способен работать при напряжении 15 В. В данном случае у модели будет поддерживаться проводимость на уровне 13 мк. Трансиверы чаще всего используются на переходниках. Перед включением металлоискателя на контакторе проверяется уровень отрицательного сопротивления. Указанный параметр в среднем равняется 45 Ом.

По своей популярности металлопоиск сопоставим с рыбалкой или охотой, не уступая им в азарте с определенной долей меркантильности. Повышение технической культуры населения и широкий ассортимент рынка деталей электротехнического предназначения способствуют росту числа желающих изготовить собственный металлоискатель своими руками, чтобы попробовать себя в роли кладоискателя. На рис. ниже показан энтузиаст металлопоиска, использующий самодельный металлоискатель для обнаружения металлических изделий на морском берегу.

Принцип действия металлоискателя

Металлоискатель (далее по тексту МИ), называемый также металлодетектором, представляет собой электронный прибор, формирующий направленное электромагнитное поле (первичный сигнал) и улавливающий его изменения при контакте поля с металлическими предметами. В процессе распространения электромагнитных волн в неоднородной физической среде они взаимодействуют с металлами, создавая на их поверхности вихревые токи, генерирующие собственные электромагнитные поля. Приемная аппаратура МИ фиксирует эти поля (вторичный сигнал) и информирует поисковика об обнаруженной находке звуковым или визуальным способом.

Как работает металлодетектор

Техническая реализация принципа действия МИ основывается на применении двух базовых функциональных элементов модульного типа:

  • поисковых катушек для генерации первичного электромагнитного поля направленного характера и приема переотраженных вторичных радиосигналов;
  • блоков управления для обработки информации от поисковых катушек и выдачи оператору результата обработки.

В зависимости от предназначения МИ, поисковые катушки работают в следующих частотных диапазонах:

  • низкочастотном диапазоне в пределах 2,5-6,6 кГц – для выявления золота, серебра, меди и их сплавов на глубине до 4 метров;
  • в среднечастотном диапазоне – для поиска металлов любого типа;
  • в высокочастотном диапазоне – для поиска алюминия, никеля и обнаружения мелких мишеней на малой глубине.

Параметры магнитного поля, наведенного на поверхности металлической мишени, изменяются следующим образом:

  • амплитуда сигнала уменьшается по мере удаления от передатчика;
  • фаза наведенного поля определяется удельной электропроводностью металла.

По разнице амплитуды аппаратура МИ вычисляет расстояние до цели, по сдвигу фазы определяется тип металла.

На рис. ниже показана условная схема анализа информации МИ.

Металлоискатель – детектор или сканер

По своей сути МИ являются детекторными устройствами (от лат. detector – обнаружитель), указывающими на изменение параметров первичного направленного радиосигнала. Качество металлодетекции напрямую зависит от уровня сложности аппаратуры металлодетектора, обрабатывающей вторичный сигнал. На начальном этапе появления МИ оператора вполне устраивал писк в наушниках, возникающий при обнаружении металлической мишени. Развитие элементной базы для микроэлектроники существенно расширило возможности ручной металлодетекции. Профессиональные ручные металлодетекторы способны решать следующие задачи:

  • проведение идентификации «находки» по типу металла;
  • определение глубины ее нахождения;
  • оценка размеров и конфигурации обнаруженного предмета.

Используя новейшие программные разработки, ведущие производители запустили продажи МИ с возможностями построения изображения обнаруженной цели. Например, немецкая компания ОКМ разработала глубинный 3D-сканер (от англ. scan – рассматривать) модели ЕХР 6000, выводящий на экран конфигурацию металлического предмета.

На рис. ниже показан монитор МИ модели ЕХР 6000 с выведенным на экран изображением мишени.

Разновидности МИ по назначению

В соответствии с целевым предназначением, МИ подразделяют на следующие типы:

  1. Грунтовые модели, предназначенные для изысканий под землей в верхних слоях почвы. Приборы этой категории наиболее распространены среди поисков металлов и кладоискателей, способных собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Простейшая самоделка обладает низкой точностью и не всегда различает металлы разного вида. Профессиональные приборы могут выявить небольшие золотые крупинки, проигнорировав прочие металлы.
  2. Глубинные модели, рассчитанные на обнаружение целей на глубине до 6 метров. Однако «увидеть» они могут только крупные предметы площадью свыше 400 кв. см. Глубинные приборы востребованы инженерными службами в качестве трассоискателей, геологами – как специализированные георадары для поисков самородного золота и т.п.
  3. Подводные устройства металлопоиска, работающие под водой. К ним предъявляются повышенные требования к герметичности поисковой системы. Условия работы подводного МИ в морской и пресной воде значительно различаются. У подводных детекторов используется только звуковая индикация.

Обратите внимание! Подводные МИ можно применять на поверхности в режиме обычного грунтового металлоискателя. Поисковикам необходимо только подогнать длину штанги и положение упора, чтобы было удобнее пользоваться прибором.

  1. Специальные металлодетекторы:
  • охранные устройства для обнаружения металлоизделий в багаже, в одежде либо на теле человека при досмотре;
  • промышленные металлодетекторы в составе конвейерных линий, сигнализирующие о наличии металлов в продукции;
  • армейские приборы, обобщенно называемые миноискателями;
  • детекторы, настроенные исключительно на золотые предметы.

На рис. ниже показан ручной досмотровый металлодетектор.

Мотивация выбора конструкции самодельного металлодетектора

Задолго до того, как собрать металлоискатель в домашних условиях, умельцу необходимо сопоставить многочисленные факторы, влияющие на работу МИ, и выбрать оптимальный вариант конструкции в полном соответствии своим запросам. При изготовлении металлодетектора своими руками учитываются следующие технико-эксплуатационные показатели:

  • общие параметры поискового прибора, определяющие его функциональные возможности;
  • рабочие частоты, в диапазоне которых предполагается работать;
  • метод поиска, определяющий схемотехническое построение прибора с заданием способа фиксации изменения реакции МИ при приближении его к металлическому объекту.

Общие параметры МИ

Для самодельной поисковой аппаратуры выделяют следующие параметры:

  1. Проникающую способность, характеризующую максимальную глубину проникновения электромагнитного поля, глубже которой прибор уже не в состоянии выявить металлический объект.
  2. Чувствительность, указывающую способность обнаруживать мелкие предметы.
  3. Разрешающую способность, чаще называемую дискриминацией МИ, дающую информацию о конкретных свойствах объекта. Для металлодетектора необходима полноценная реализация трех составляющих дискриминации:
  • геометрической – для суждения о размерах и конфигурации найденной мишени;
  • пространственной – для информации о глубине залегания мишени и месте расположения в поисковой зоне;
  • по качеству – для предположений о виде материала объекта и его вероятных характеристиках.
  1. Размеры зоны поиска, в пределах которой удается обнаружить металл.
  2. Избирательность – повышенная реакция на находки заданного типа (золото, цветные металлы, военные артефакты и т.п.).
  3. Помехоустойчивость – отсутствие реакции на электромагнитные поля посторонних источников.
  4. Энергопотребление, определяющее, на сколько времени активной работы хватит мобильного источника питания прибора.

На рис. ниже в ироничной форме показан процесс металлодетекции (металлопоиска) с применением самодельного МИ:

  • поз. «А» – отсутствие металлических мишеней;
  • поз. «В» – обнаружены металлические предметы, представляющие определенную ценность (ради чего и затевался металлопоиск).

Красным цветом выделена зона поиска металлодетектора.

Рабочие частоты самодельного МИ

Схема металлоискателя и ее сборка привязывают все параметры самодельного металлодетектора к диапазону частот, в котором оператор предполагает работать. Практика любительского металлопоиска показала ограниченную эффективность низкочастотных (vlf) и высокочастотных (hf) металлодетекторов, требующих компьютерной обработки сигналов, потребляющих много энергии и плохо работающих на минерализованных влажных грунтах. Большинство поисковиков, заинтересованных в том, как сделать металлоискатель многофункциональным к выявлению и распознаванию цветмета, чермета, при минимальной восприимчивости к особенностям грунта, ориентируются на низкочастотный и среднечастотный диапазоны в пределах от 30 кГц до 3 МГц. Работа в этом частотном диапазоне позволяет использование простого металлоискателя для обнаружения мишеней любого типа металлов.

Метод поиска

Методик нахождения металлических предметов при помощи направленного электромагнитного поля насчитывается более десятка, включая суперсовременную цифровую обработку на компьютере вторичного сигнала при профессиональном использовании МИ. При сборке самодельных металлодетекторов для металлопоиска на любительском уровне умельцы ориентируются на методики, позволяющие максимально упростить схемотехническое построение детектора и удешевить его комплектацию. Наиболее популярными при изготовлении самоделок являются следующие методы обнаружения металлов:

  • параметрический способ, для реализации которого приемник не нужен;
  • приемо-передающий способ – с использованием передатчика и приемника;
  • способ с накоплением фазы – «до щелчка»;
  • способ на биениях – «по писку».

Параметрический способ

Металлоискатели параметрического типа оснащены только одной катушкой, которая одновременно и передающая, и принимающая. При обнаружении металлической цели изменяются параметры генерирующей катушки: индуктивность, частота и амплитуда вырабатываемых колебаний, что фиксируется аппаратурой МИ. Основной проблемой при эксплуатации детектора без приемника считается выделение сравнительно слабого наведенного сигнала на фоне мощного первичного электромагнитного поля.

Приемо-передающий способ

В конструкции моделей, работающих по способу «прием-передача», предусмотрены две катушки:

  • передающая – для генерации электромагнитного поля;
  • приемная – для регистрации переизлученного от металлической мишени сигнала.

Важно! При сборке приемо-передающего МИ катушки необходимо располагать таким образом, чтобы минимизировать индуктивную связь между ними. Если оси обеих катушек будут взаимно перпендикулярны, сигнал передатчика не попадет напрямую в приемное устройство и прослушиваться не будет.

Металлодетекторы с накоплением фазы (до щелчка)

В работе фазочувствительных приборов используется процесс задерживания импульсов при переизлучении, что приводит к увеличению сдвига фаз. При достижении конкретного значения срабатывает дискриминатор, в наушниках раздается щелчок. При приближении к металлическому объекту щелчки становятся все чаще, сливаясь в звук определенной тональности. При соответствующей настойке звука непосредственно над объектом происходит срыв синхронизации, звук пропадает из-за перехода частоты движения щелчков в ультразвуковой диапазон.

Металлодетекторы на биениях (метод «по писку»)

Если делать металлодетектор на биениях, то в самодельной конструкции необходимо задействовать два генератора электромагнитного поля:

  • опорный генератор, частота которого стабилизирована и является эталонным частотным параметром;
  • рабочий (поисковый) генератор, частота которого зависит от наличия металла в поисковой зоне.

До начала поисковых работ поисковый генератор настраивается на нулевые биения (совпадение частот). При настройке добиваются невысокого звукового тона (писка), чтобы было удобно искать. По изменению тона судят о свойствах обнаруженного объекта и его расположении.

На рис. ниже показан самодельный МИ, изготовленный из подручных материалов.

Схемы самодельных МИ

Металлопоисковая аппаратура заводского изготовления представлена на рынке достаточно дорогими электронными системами профессионального уровня, поэтому энтузиасты постоянно обмениваются информацией, как сделать самодельный металлоискатель у себя дома с минимальными финансовыми затратами. Пошаговая инструкция по сборке и отладке устройства позволяет создать вполне работоспособный металлодетектор из доступных радиодеталей. Металлоискатели, в том числе и миноискатель своими руками, схема которого идентична с разработками для типовых МИ, выполняются на транзисторах и микросхемах. В комплектацию схем для самоделок входят также:

  • конденсаторы различных типов: керамические, пленочные, электролитические;
  • резисторы;
  • резонаторы;
  • контроллеры.

Дополнительная информация. Довольно часто в схемах любительской аппаратуры для металлопоиска используется микросхема NE 555, представляющая собой универсальный таймер, генерирующий одиночные и повторяющиеся импульсы стабильных временных характеристик.

Достойным конкурентом металлодетектору на микросхемах является металлоискатель на транзисторах, в котором генерирование сигналов происходит с использованием транзисторов КТ-361 и КТ-315 или аналогичных радиодеталей, производимых еще с советских времен.

Изготовление своими руками составных частей МИ

При конструировании самодельного металлодетектора мастера ориентируются на создание малогабаритного, конструктивно сбалансированного, сравнительно легкого изделия. Мобильное исполнение и продуманная эргономика должны свести к минимуму утомляемость оператора при многочасовых непрерывных поисковых работах, а качественная сборка самодельной конструкции обеспечит хорошую повторяемость результатов и высокие эксплуатационные характеристики.

МИ кустарного производства состоят из следующих составных частей:

  • блока управления;
  • рамки с поисковой катушкой;
  • штанги-держателя, на которой крепятся поисковая катушка и блок управления.

Блок управления

Для сборки блока управления необходимо подобрать пластиковый корпус коробчатого типа. В корпусе должны компактно разместиться:

  • печатная плата с электронной начинкой, собранной в соответствии со схемой;
  • элементы питания;
  • устройства для звукового и визуального оповещения о находке.

Основным элементом блока управления является печатная плата.

Изготовление своими руками печатной платы МИ

Печатная плата используется для компактного размещения радиодеталей, входящих в состав схемы МИ. Далее обобщенное описание этапов самостоятельного изготовления печатной платы с подробным изложением выполняемых операций:

  1. Выбирается схема металлодетектора. В соответствии со схемой на бумаге прорисовывается от руки либо распечатывается на принтере эскиз платы.
  2. Вырезается кусок листового текстолита под размеры платы.
  3. Любым доступным способом рисунок переносится на текстолитовую заготовку.
  4. На поверхности заготовки делается разметка мест креплений радиодеталей. Сверлятся отверстия диаметром 1,0-1,5 мм.
  5. Перманентным маркером или кисточкой с лаком прорисовываются дорожки в соответствии с бумажным шаблоном.
  6. Плата протравливается хлорным железом или медным купоросом.
  7. После травления плата протирается и зачищается наждачной бумагой.
  8. Проводится операция лужения оловом.

На рис. ниже показана печатная плата металлоискателя после лужения.

Рамка с катушкой

Поисковая рамка металлоискателя представляет собой плоский жесткий корпус с закрепленной на нем поисковой катушкой, предназначена для выполнения следующих задач:

  • жесткой фиксации поисковой катушки относительно штанги-держателя;
  • обеспечения постоянства геометрических размеров излучающей и приемной петель поисковой катушки;
  • предохранения проводов катушек от повреждений при передвижении оператора по пересеченной местности.

Корпус рамки МИ круглой или прямоугольной формы выполняется из пластиковых трубок без применения металлических элементов. Среди умельцев популярны трубки ПВХ диаметром условного прохода ½ дюйма (15 мм). Небольшие рамки делаются неразборными в виде кольца или квадрата. При изготовлении корпуса прямоугольной формы большого размера уместно использовать фитинги, чтобы не деформировать трубки на изгибах. Размер и форма корпуса должны соответствовать размерам и конфигурации катушки с учетом особенностей размещения в ней передающего и приемного контуров.

Наиболее ответственным поисковым элементом МИ, определяющим его эксплуатационные характеристики, является поисковая катушка.

Катушки МИ

Функциональные свойства МИ определяются качеством изготовления поисковой катушки. Параметры катушки и общая схема металлодетектора нуждаются во взаимной подгонке, пока не будет достигнут оптимальный результат. На показатели работы катушки влияют различные факторы, из которых определяющими являются следующие:

  • размеры катушки;
  • конструктивное исполнение кольца катушки;
  • величина индуктивности катушки;
  • степень помехозащищенности;
  • способ намотки провода корзиночной катушки;
  • способ закрепления катушки.
Размеры катушки

Практика показала, что эффективность работы катушки напрямую зависит от ее размеров. Катушки больших размеров способны глубже просветить грунт и охватить более широкую зону поиска, чем их аналоги меньших диаметров. Принята следующая градация размеров поисковых катушек:

  • диаметр 20-90 мм оптимален для поиска чермета (арматура, профили);
  • диаметр 130-150 мм удобен для поиска так называемого «пляжного золота»;
  • диаметр 200-600 мм ориентирован на габаритные металлические объекты.
Конструктивное исполнение катушки

Классической конструкцией поисковой катушки является монопетля (одинарная петля), выполненная в виде одинарного плоского кольца из витков медного провода. Ширина и толщина кольца подбираются в 15-20 раз меньше, чем усредненный диаметр кольца. МИ с монопетлей рекомендуются для начинающих, чтобы приобрести первоначальный поисковый опыт.

Более «продвинутой» конструкцией, по сравнению с монопетлей, является ДД-катушка, представляющая собой двойной детектор (отсюда и название – от англ. Double Detector). Конструктивно DD-катушка выполнена из двух полукругов, сложенных с пересечением. ДД-катушки обладают высокой чувствительностью, однако на неоднородных грунтах могут выдать ложный сигнал.

Индуктивность катушки

При сборке МИ в домашних условиях очень важно добиться соответствия параметров собственноручно изготовленной поисковой катушки тем параметрам, которые заложены в выбранной схеме детектора. На величину индуктивности влияют геометрические размеры катушки, сечение провода, количество витков, плотность укладки и другие факторы. В сетях можно найти различные методы расчета индуктивности, несложные формулы и номограммы с пояснениями, как ими пользоваться. Несоблюдение этих рекомендаций может привести к тому, что собранная схема работать не будет.

Помехоустойчивость катушки

Поскольку монопетля устроена по аналогии с рамочной антенной, она чувствительна к многочисленным помехам. Для расширения помехоустойчивых способностей прибора используются несложные устройства типа:

  • экрана Фарадея, представляющего собой стальную трубку с оплеткой либо с обмоткой из фольги;
  • симметричных намоток бифиллярного или перекрестного типа.
Корзиночные катушки

На рис. ниже показана одна из модификаций корзиночной катушки МИ.

При всех своих достоинствах корзиночная катушка наделена двумя существенными недостатками:

  • сложность и трудоемкость выполнения качественной надежной намотки;
  • методики расчетов плоской и объемной корзинок существенно различаются и требуют применения соответствующих компьютерных программ.

Важно! При кустарной намотке катушки-корзинки оправка должна быть жесткой и прочной, поскольку суммарная сила натяжения всех витков достаточно велика, чтобы деформировать или сломать оправку.

Чтобы натягиваемые при намотке провода не прорезали каркас катушки, рекомендуется предварительно в прорези каркаса вклеить куски прочного пластика и лишь после этого начинать намотку.

Крепление катушки

Крепление провода катушки довольно часто выполняется на самодельных каркасах из фанеры, пластика и других подручных материалов, даже на компьютерных дисках. У фанеры много недостатков, в том числе:

Пластики на поликарбонатной основе этих недостатков лишены. Более того, два склеенных полимерных диска представляют собой герметичный корпус, расширяющий возможности использования МИ.

Самодельная штанга-держатель

Штанга-держатель является несущим элементом металлоискателя – на ней закрепляются поисковая катушка и блок управления. Основным требованием к штанге является прочность материала изготовления, поскольку на держатель в ходе поисковых работ действует постоянная весовая нагрузка от оператора. Повреждения несущей конструкции могут произойти в условиях пересеченной местности, в лесопосадках, в гористом районе. Поломка штанги может привести к вынужденному прекращению поисковых работ.

Обратите внимание! Определенных требований к штанге металлодетектора нет, каждый пользователь МИ вправе подогнать размеры и форму держателя под свой рост и вес.

При самостоятельном изготовлении металлодетектора для корпуса штанги-держателя в качестве исходного полуфабриката нередко используются костыли под локоть (канадки), в конструкции которых уже предусмотрены регулировка высоты стойки и подлокотный упор. Также популярны среди умельцев телескопические удочки и обычные металлопластиковые водопроводные трубы, из которых получаются полноценные держатели МИ.

Самодельный подводный металлоискатель

Процесс изготовления, сборки и наладки металлодетектора, предназначенного для металлодетекции под водой, идентичен работам по созданию обычного МИ. Однако необходимо указать на два существенных отличия, сопровождающих изготовление подводного МИ:

  • вся аппаратура должна размещаться в герметичном корпусе, не допускающем соприкосновения деталей с влагой;
  • для сообщения из-под воды о найденной находке желательно применять специальные световые индикаторы.

Этапы изготовления своими руками подводного МИ:

  1. Выбор схемы для работы в речной и морской воде.
  2. Изготовление печатной платы.
  3. Подсоединение источника питания.
  4. Размещение готовой платы с источником питания в герметичной емкости. Мастера рекомендуют в качестве корпуса применить тубу от герметика. Светодиодные лампочки-индикаторы выводятся на внешнюю поверхность тубы. Каждый стык дополнительно герметизируется силиконовым герметиком.
  5. Изготовление штанги из тонкостенной нержавеющей трубы или обычной пластиковой водопроводной трубы. Довольно часто используют корпус удочки.

Важно! Штанга не должна быть излишне легкой, чтобы не всплывать, но и очень тяжелой, чтобы не уйти ко дну.

  1. Закрепление собранного блока с печатной платой на штанге.
  2. Намотка поисковой катушки. Корпус катушки – стандартная полипропиленовая труба. Намотанный провод заливается герметиком.
  3. Пайка выводов катушки к многожильному проводу.
  4. Визуальная оценка герметичности изделия. Любые щели и стыки, «не внушающие доверия» на предмет герметичности, заливаются/замазываются герметиком.
  5. Проверка герметичности в воде.

Особенности глубинных МИ

В работе глубинных МИ используется RF-технология, эффективная в высокочастотном диапазоне. Передающая и приемная катушки взаимно перпендикулярны, могут работать на нескольких частотах одновременно. К мелким мишеням глубинные приборы нечувствительны, их объекты – крупные предметы, расположенные на местности с перепадами уровней грунта.

Если обратиться к многочисленным форумам любителей металлопоиска, которыми пестрят страницы Интернета, то обращает на себя внимание высокий уровень изготовления и наладки самодельных конструкций, о которых там рассказывается. Изготовленные своими руками металлодетекторы не уступают поисковой аппаратуре заводского исполнения, хотя обходятся во много раз дешевле. На рис. ниже показан самодельный «глубинник», рамка которого выполнена из прочных полимерных трубок.

Видео

Похожие статьи