Селективный металлоискатель своими руками. Схемы изготовления металлоискателя своими руками

Наверное, для чего предназначено это электронное устройство, рассказывать не нужно. Все всем понятно. Эти устройства используются саперами, в аэропортах, в спецслужбах, в различных учреждениях, так или иначе связанных с безопасностью. Но это еще не все.

Металлоискатель в 90-х

Данные устройства в 90-х годах ХХ века помогали людям не умереть с голоду. В то тяжелое время часто можно было увидеть молодых людей и не только, которые ходили по улицам с металлоискателями. Прибор использовался для поиска металлов и сплавов. В частности, в городах, рядом с которыми располагались крупные производства, можно было при помощи него откопать настоящие богатства.

В основном такие парни делали металлоискатели своими руками и искали отходы металлургических заводов или самородные металлы, которые остались в недрах земли. Последние использовали при строительстве трасс. Ведь множество асфальтовых, да и грунтовых, дорог засыпали шлаком, а часто в составе его можно было найти металл и сплав железа с марганцем - ферромарганец. В конце 90-х он уже достаточно подорожал. За один день такой работы по городским и проселочным дорогам можно было заработать столько, сколько рабочий на заводе зарабатывал за неделю. Так как многие люди сидели без работы, данное занятие стало особенно популярным. Ведь этот сплав является одним из компонентов для создания на все тех же металлургических производствах сталей различных марок.

Металлоискатели сегодня

На сегодняшний день тема искательства при помощи электронных устройств развита не настолько массово. Однако эти приборы все еще популярны среди определенных групп людей. Они бродят по местам былой славы доблестных советских воинов, пытаясь откопать что-то ценное из предметов истории. Например, можно отыскать монеты времен Отечественной войны, немецкие естественно. А кое-кто умудряется выкапывать действительно ценные штуки. Просто нужно знать, где искать.

Что реально можно найти?

Если вы сами не возьмете прибор в руки и не пройдетесь по дорогам города или по памятным и историческим местам, вы вряд ли поверите в то, насколько много интересных предметов хранит земля. А для этого стоит соорудить металлоискатель своими руками.

Монеты

Часто можно выкопать именно их. Во времена Древней Руси для торговли применяли монеты арабского Востока. Затем использовали монеты византийского и татарского производства. В виде денег сейчас находят серебро в слитках.

Сегодня в Крыму (а именно там можно найти хорошо сохранившиеся предметы) можно увидеть людей с этими устройствами.

Кресты, иконы, змеевики

Крест в Древней Руси носил каждый уважающий себя христианин. Все кресты были между собой различны, в зависимости от типа и его назначения. Часто можно найти так называемые тельники.

Пряжки, пуговицы, различные предметы быта

Эта группа предметов очень многочисленна. Большинство из них использовали со времен бронзового века и применяют до сегодняшних дней. Часто предметы были из бронзы, медными или же железными.

Эхо войны

Это самая популярная группа предметов, которые ищут целенаправленно. Особенно они популярны среди коллекционеров. Энтузиасты занимаются поиском, достают, реставрируют. Что-то попадает в музеи, что-то оседает на руках.

Как сделать металлоискатель своими руками

В эпоху популярности ферромарганца и больших цен на него чумазая молодежь не чуралась покопаться в земле, чтобы заработать немного деньжат. Чаще приобретали устройства для поиска своей добычи на многочисленных рынках или у различных специалистов, которые по воле случая были уволены с радиозаводов или ателье по ремонту телевизоров. Так или иначе, металлоискатель своими руками собирали эти профессионалы из оставшихся в магазинах радиодеталей по различным схемам и технологиям. Парни частенько спорили, у кого прибор лучше и технологичней. Ведь тогда это был фактически рабочий инструмент, а не устройство для хобби, как в нынешнее время.

Самостоятельно металлоискатель своими руками также делали те, кто хоть немного разбирался в электронике. Но эти парни не интересовались выкапыванием из земли металлургического ингредиента. Но, похоже, мы отклонились от темы.

Принцип работы

Прежде чем перейти к сборке различных схем, нужно посмотреть принцип работы этих приборов.

Работа металлодетектора основывается на принципах магнитного притяжения. Прибор через одну катушку создает магнитное поле. Вторая принимает обратные сигналы. Затем, в случае находки, посылает обратный сигнал через звуковой сигнализатор. Можно сделать даже специальный металлоискатель цветных металлов своими руками.

Чем больших размеров катушка, тем большей чувствительностью будет обладать прибор. Хотя в современных устройствах, а особенно в промышленных моделях, катушка небольшая. Но есть усилители на микросхемах.

Типы

Сверхнизкочастотный искатель - это простейшее устройство. О том, как сделать металлоискатель своими руками по сверхнизкочастотной схеме, знает каждый школьник. Но это не значит, что такой искатель неэффективен. Как раз наоборот. При грамотной настройке можно добиться хороших результатов.

Импульсный искатель - это более глубинный аппарат. С его помощью можно легко найти драгоценности, монеты и другие мелочи на больших глубинах. Такие схемы популярны среди профессиональных кладоискателей.

Устройство, работающее на биениях, позволяет обнаружить в недрах земли совершенно любой предмет из металла или минерал на глубине до метра. Он рассчитан на определенные виды сплавов. Это дешевый в сборке аппарат.

Радиодетектор способен находить металлы на глубине до метра. Сделать его просто. Это подходящее устройство для новичков, но не является популярным среди копателей.

Примитивный металлоискатель на одном транзисторе

Если у вас дома еще остался длинноволновой радиоприемник в рабочем состоянии, то если даже вы слабо разбираетесь в электронике, вы сможете собрать для этого приемника приставку-металлоискатель.

Чтобы сделать металлоискатель своими руками, схема рисуется без особого труда. Принципиальная схема представляет собой самый обычный генератор LC, рассчитанный на частоты в районе 140 КГц. Катушка для прибора, которая используется в качестве колебательного контура, должна содержать 16 витков самого простого изолированного провода до 0,5 мм в диаметре. Витки необходимо уложить на фанере подходящих размеров. Фиксируют полученный контур к основанию при помощи клея. Так обычно изготавливается катушка для металлоискателя своими руками.

Необходимые детали

Резисторы и конденсаторы для этого прибора можно использовать совершенно любые. В качестве транзистора достаточно будет маломощного высокочастотного с обратной проводимостью. Это может быть популярный и легко доступный КТ315. Или же КТ3102 с любым буквенным индексом.

Чтобы собрать этот простой металлоискатель своими руками, схема собирается либо навесным монтажом, либо на предварительно подготовленной плате из гетинакса или текстолита.

Настройка простого металлоискателя

После того как деталь будет готова, нужно расположить ее рядом с нашей катушкой. Прибор должен обладать удобной ручкой. Радиоприемник нужно закрепить на ручке искателя, а затем настроить его на частоту в районе 140 кГц. Вы услышите писк либо скрип. Если приблизить катушку к предмету из металла, звук в наушниках будет менять свою тональность.

Несмотря на то что по конструкции и схеме это простейшие металлоискатели, своими руками их сделать элементарно просто, чувствительность таких аппаратов дает возможность работать на глубинах до 200 мм.

Высокочастотный искатель

Эта схема сборки немного сложней предыдущей. Но и гораздо эффективней. Отличие ее в том, что здесь две катушки.

Первая - внешний контур. В этой катушке создается непосредственно магнитное поле. Вторая - принимающий контур. Эта деталь призвана принимать, обрабатывать, усиливать сигналы, которые поступают из земли.

Делаем глубинный металлоискатель своими руками

Для начала нужно собрать так называемый командный блок. Для его создания подойдет старый компьютер, такой же старый ноутбук или радиоприемник. Затем нужно отыскать самую высокую частоту в диапазоне AM. Нужно убедиться, чтобы на частоте не было радиостанции.

Поисковая головка

Для сборки поисковой головки нужно вырезать два круга из тонкой фанеры. Один из них должен иметь диаметр около 15 см, второй нужно сделать чуть поменьше. Так делается для того, чтобы кольца можно было вставить друг в друга. Затем нужно вырезать небольшие детали из дерева, чтобы наши кольца головки расположились параллельно.

После этого следует отвести от пластин 10-15 витков эмалированного провода сечением в 0,25 мм от внешнего круга. Также нужно закрепить полученную конструкцию. Чтобы все заработало, необходимо подключить головку снизу, а детектор - сверху.

Пора включать нашу частоту. При этом будет слышен слабый тональный звук. Лучше использовать наушники.

Металлоискатель «Пират»

Собрать аппарат совсем нетрудно. В схеме устройства не содержится программируемых микросхем, просто изготовить и настроить этот металлоискатель своими руками. Подробная инструкция в этом поможет. Также эта схема не содержит дорогих или дефицитных деталей. «Пират» по своим параметрам может превосходить зарубежные, достаточно дорогие промышленные аналоги.

Параметры

Для питания понадобится от 9 до 12 В. Ток, который потребляет устройство, - до 40 мА. Чувствительность составит до 150 см при условии крупных металлических предметов.

Как делается элементная база на металлоискатель?

Схема типа «Пирата» представляет собой два узла. Это передающий контур, который состоит из импульсного генератора на КР1006ВИ1 и ключа из транзистора IRF740. Приемник изготовлен на базе микросхемы К157УД2 и транзистора ВС547.

Катушка должна иметь 190 мм в диаметре. Количество витков на проводе ПЭВ 0,5 - 25. Транзистор в схеме можно вытянуть из обычной лампочки-экономки или любого зарядного для мобильных. Правильно собранный металлоискатель «Пират» своими руками практически не нужно настраивать.

«Терминатор»

Устройство обладает неплохими возможностями. Например, монету номиналом в 5 российских рублей прибор обнаружит с 25 см. Военную немецкую каску искатель распознает с 80 см. Эти величины даны при условии катушки диаметром в 240 мм. «Терминатор» может распознавать металлы даже на предельной глубине работы.

Стоит сказать, что новички собрать металлоискатель своими руками «Терминатор» вряд ли сумеют. Прибор требует тщательной настройки. Даже опытные мастера иногда ошибаются при сборке этой схемы. Здесь главное - не спешить.

Для того чтобы собрать «Терминатор», нужен будет мультиметр, а также осцилограф и LC-метр. Они не доступны каждому человеку. Однако можно попытаться создать специальный программно-аппаратный комплекс на базе обычного домашнего персонального компьютера.

Описание

Терминатор - это однотональное устройство, которое работает от импульсных биений. Искатель отлично подходит для поиска монет. Также, если внести небольшие доработки, можно искать золото на пляжах, при этом полностью игнорируя любые другие металлы. «Терминатор» подходит и для поиска любых других предметов из любых сплавов.

В завершение

Итак, мы выяснили, как сделать металлоискатель «Пират» своими руками, также рассмотрели «Терминатор». Как видите, уделив сборке минимальное количество свободного времени и усилий, можно получить довольно интересный, а главное - работоспособный инструмент, при помощи которого можно находить древние предметы, а возможно, и дорогостоящие монеты.

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.

Среди радиолюбительских конструкций особым интересом пользуются разработки, помогающие обнаруживать скрытые в земле металлические предметы. Особенно если последние - небольшие по величине, залегают на значительной глубине и являются к тому же неферромагнетиками.

Добротных электрических схем подобных устройств, называемых по аналогии с известными военными разработками металлоискателями, и описаний вполне работоспособных конструкций немало опубликовано в различных технических
Изданиях, но рассчитаны они зачастую на подготовленных, опытных самодельщиков, имеющих хорошую материальную базу, дефицитные детали.

А вот предлагаемую нами конструкцию вполне сможет повторить-изготовить даже новичок. Тем более что и детали нужные (включая кварцевый резонатор на 1 МГц) приобрести будет вполне по силам. Ну а чувствительность собранного металлоискателя... О ней можно судить хотя бы по тому факту, что с помощью предлагаемого устройства легко отыскивается, например, медная монета диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм на глубине 0,9 м.

Принцип действия

Он основан на сравнении двух частот. Одна из них эталонная, а другая - изменяющаяся. Причем отклонения ее зависят от появления в поле высокочувствительной поисковой катушки металлических предметов. У современных металлоискателей, к которым можно вполне обоснованно отнести и рассматриваемую конструкцию, эталонный генератор работает на частоте, на целый порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки. В нашем случае эталонный генератор (см. принципиальную электрическую схему) реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ интегральной DD2. Частота его стабилизирована и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц). Генератор же с изменяющейся частотой выполнен на первых двух элементах ИС DD1. Колебательный контур здесь образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и СЗ, а также варикапом VD1. А для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое напряжение варикапу VD1.

Рис.1. Принципиальная электрическая схема высокочувствительного самодельного металлоискателя.

В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный телефонный капсюль BF1. А конденсатор С10 используется как шунт для высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.

Конфигурация печатной платы приведена на соответствующей иллюстрации. А схема расположения радиоэлементов на стороне, обратной печатным проводникам, дана здесь другим цветом.

Рис.2. Печатная плата самодельного металлоискателя, с указанием расположений элементов.

Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В. А так как высокая стабилизация здесь не обязательна, используется батарея типа «Крона». В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.

Поисковая катушка требует особой точности и внимания при изготовлении. Наматывается она на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним - 10 мм, согнутой в форме окружности 0 200 мм. Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0,27. Когда намотка будет выполнена, она обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана (уменьшения влияния емкости между катушкой и землей). При этом важно не допустить электрического контакта между проводом намотки и острыми краями фольги. В частности, поможет здесь «обвивка наискось». А для защиты самого алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку дополнительно обвивают изоляционной бандажной лентой.

Диаметр катушки может быть и другим. Но чем он меньше, тем чувствительность всего устройства становится выше, зато площадь поиска скрытых металлических предметов сужается. При увеличении же диаметра катушки эффект наблюдается обратный.

Работают с металлоискателем следующим образом. Расположив поисковую катушку в непосредственной близости от поверхности земли, настраивают генератор потенциометром R2. Причем так, чтобы в телефонном капсюле звук не прослушивался. При движении же катушки над поверхностью земли (почти вплотную к последней) и отыскивается заветное место - по появлению звука в телефонном капсюле.

При использовании рассмотренного выше устройства для отыскания скрытых в земле предметов, представляющих археологическую и национальную культурную ценность, требуется предварительное на то разрешение от соответствующих органов.

Внимание!!! Информация, содержащаяся на данной странице, добавлена из непроверенных источников, может быть устаревшей и содержать ошибки. Поэтому приводиться исключительно в ознакомительных целях.

Н. Кочетов, по материалам «Млад Конструктор»

При необходимости отыскать предметы, свойства которых отличаются от тех, что обычно присутствуют в почве, используют металлоискатель (металлодетектор). Принцип действия подобных приборов основан на определении отличий в магнитном поле соленоида, который оказывается в зоне расположения аномального предмета.

При желании нетрудно приобрести недорогой анализатор наличия металла. Сделать металлоискатель своими руками сумеет любой человек, способный держать в руках паяльник и отвертку.

Зачем нужен металлодетектор?

Многие полагают, что подобные инструменты нужны только для поиска металлов (монеты, оружие, предметы быта на местах боев), взрывчатых веществ там, где могли устанавливаться мины. На самом деле круг использования подобных средств гораздо шире. Ими пользуются при досмотре пассажиров в аэропортах, геологи ищут залежи руды, врачи определяют присутствие стали или сплавов в теле человека. При прокладке магистралей внутри населенных пунктов уточняется расположение трубопроводов с водой, газом или канализационных стоков.

Металлоискатель востребован у любителей, желающих проводить поиски за пределами собственного дома:

• кладоискателей можно увидеть в местах, где производится снос старых зданий. Там возможны предметы и денежные средства, откладываемые на «черный» день. Почти каждую неделю появляются сообщения о находках тех или иных кладов, в которых присутствуют монеты и украшения;
• поисковики на местах былых сражений ищут оружие, снаряды и патроны, каски, предметы быта. Прибор помогает найти случайные захоронения участников боев. По наградам и иным источникам определяют имена погибших. Ищут родственников, чтобы сообщить им о месте захоронения их отца, деда, а чаще и прадеда;
• представители вооруженных сил ведут поиск минно-взрывных предметов, представляющих опасность для мирных жителей. За последние несколько месяцев на территории Сирии были извлечены более 120 тонн опасных веществ, снарядов и мин. Страшные закладки не сработали, они не унесли жизнь детей, женщин и остального населения, желающего жить мирной жизнью.

У молодежи и людей среднего возраста может возникнуть идея по поиску каких-либо предметов. Некоторые интересуются возможностью создания металлоискателя, которым можно пользоваться не только на суше, но и под водой. В прибрежной зоне, особенно около пляжей часто находят монеты, потерянные крестики и кольца.

«Металлисты» (люди сдающие металлолом в больших количествах) заняты поиском забытых труб, металлоконструкций и крупных залежей ненужного металла. Сдавая подобные предметы, они зарабатывают на жизнь.

Внимание! Не стоит отчаиваться тем, кто практически не сталкивается с электротехникой или радиоэлектроникой. Здесь будут изложены варианты изготовления простейших металлодетекторов, которые можно самостоятельно сделать своими руками, не прибегая к использованию сложной аппаратуры. Если с пайкой есть определенные сложности, то проводки можно скручивать между собой, получая неплохой результат.

Принцип работы

Принцип действия металлоискателя основан на исследовании изменений электромагнитной индукции. В конструкции прибора имеются:

• синтезатор электромагнитных колебаний;
• усилитель колебаний;
• катушка для передачи изменений магнитного поля (дискриминации металла);
• катушка для приема информации о состоянии магнитного поля в зоне излучения;
• приемник с усилителем сигнала;
• приборы для учета дискриминирующего сигнала или устройства для индикации.

Довольно часто функции некоторых элементов объединяют в одном и том же приборе:

• прием и передача производятся одним усилителем;
• одна и та же катушка выдается переменное электромагнитное поле в зону исследования, а затем принимает сигнал о наличии или отсутствии искажений.

При изменении магнитного поля катушка воспринимает измененный сигнал.
Его регистрируют по показаниям на шкале прибора или по звуку в микрофоне

Общее представление, как работает прибор можно изложить в следующей последовательности:

1. Катушкой в зоне поиска создается переменное магнитное поле (см. поз. А).
2. При попадании на исследуемую территорию предмета, имеющего какие-либо отличительные свойства по сравнению с окружающими, внутри поля катушки возникают вихревые токи (их еще называют токами Фуко).
3. Возникающие токи создают иное электромагнитное поле (ЭМП).
4. В результате само поле изменяется по своим характеристикам (см. поз. Б).
5. Все изменения регистрируются приборами (оптическими или звуковыми индикаторами). Оператор по изменению сигналов может определить наличие предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Определяются также металлы, проводящие электрический ток.

Для металлоискателя главным является наличие определенных отличий в токопроводимости окружающего грунта от имеющегося в толще земли предмета. Прибор определяет разницу между электрическими и магнитными свойствами.

Несколько слов о геосканерах

Геосканеры – это специальные приборы, способные прорисовывать трехмерную картинку о состоянии грунта на значительной территории и глубине. Это довольно дорогие приборы, которые используют для получения информации о наличии источников воды, проложенных магистральных трубопроводах на значительной глубине. Получаемая информация выводится на экран компьютера или ноутбука.

Подобные исследования проводят специальные выездные лаборатории. Принято называть их боковым картонажем.

Какими бывают металлоискатели?

Общие параметры

Основной принцип действия, в котором анализируется величина электромагнитной индукции в определенной части пространства, реализуется разным техническим исполнением. Прибор для поиска пляжного золота, включая и другие драгоценные материалы (серебро, платина), а также устройства для поиска трубопроводов, спрятанных в глубине, внешне могут выглядеть одинаково. Но при внимательном ознакомлении с конструкцией будут видны кардинальные отличия в схемах и техническим возможностям.

Приступая к созданию собственного металлодетектора, нужно довольно четко определиться с требованиями, которые будут предъявляться к прибору. Специалисты выделяют ряд характерных параметров для поисковых устройств:

1. Глубина проникновения сигнала в толщу грунта (проникающая способность). Эта характеристика зависит от свойств, заложенных в приемную катушку.
2. Территория поиска по размеру следа активной катушки, излучающей электромагнитное поле.
3. Уровень чувствительности характеризует способность обнаруживать небольшие по размеру и массе предметы (монеты, гильзы, пули, крестики, небольшие украшения).
4. Избирательные показатели. Для некоторых категорий поисковиков важна особая реакция на драгоценные (изделия из золота или серебра) или цветные металлы. Создают даже специальные фильтры, которые пропускают информацию о нахождении в глубине предметов из подобным материалов.
5. Помехоустойчивость определяет способность не воспринимать влияние линий электропередач, находящихся недалеко ретрансляторов или телевизионных станций. Возможны и иные источники помех, которые могут ухудшить показатели поискового прибора. Как показывает практика, именно вблизи источников электромагнитных колебаний чаще происходят потери наиболее интересных предметов, которыми интересуются искатели.
6. Небольшие размер и способность использовать для работы малогабаритные источники энергии (мобильность устройств) являются довольно важной характеристикой. С тяжелым и громоздким металлоискателем человек довольно быстро устает, производительность труда окажется невысокой. С легким и малогабаритным металлодетектром можно преодолевать небольшие препятствия, перемещаясь по пересеченной местности.
7. Дискриминация – этот параметр характеризует возможность разделять по типу получаемого сигнала основные параметры находки, расположенной на некоторой глубине. Эффективность поиска возрастает.

Среди специалистов дискриминацию прибора принято соотносить по показателям информационных табло и звукового сопровождения. Она должна уметь определять свойства найденного предмета. Принято выделять составляющие:

1. Пространственная характеристика определяет особенности расположение объекта в зоне поисковых работ. Показывает возможную глубину расположения.
2. Геометрические характеристики дают представление о массе и возможных размерах находки.
3. Качественная определяет свойства материала, из которого изготовлен найденный предмет. Для золота желателен один тип сигнала, а для железосодержащих изделий – другой.

Рабочая частота

Наличие переменного магнитного поля, создаваемого самим поисковым устройством, определяет особенности работы. Например, при понижении частоты глубина проникновения магнитных волн в глубину грунта возрастает. Можно добиться и большей ширины захвата прибора. Однако, невозможно значительно снижать величину частоты. Металлоискатель потребует больших затрат энергии для сохранения работоспособности. Это приведет к необходимости использовать более массивный аккумулятор. Принято считать, что основные параметры металлодетектора зависят от рабочей частоты. Поэтому классификация по рабочей частоте представляется в виде:

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) работают до 100…150 Гц. Такие приборы относят к профессиональным устройствам. Реализовать на практике мобильный металлоискатель пока не удалось. Энергопотребление измеряется десятками Ватт (ВТ). Подобные поисковые средства располагают на автотранспорте. Сигнал анализируется с помощью компьютеров.
2. Низкочастотные (НЧ) работают в диапазоне 150…2000 ГЦ. Эти устройства отличаются несложной схемой исполнения, собрать сумеет даже начинающий мастер. Конструкция довольно проста. Отличается довольно большой глубиной проникновения электромагнитного импульса (до 4…5 м). Однако, подобные приборы обладают малой чувствительностью. Дискриминация по размерам и составу материала практически отсутствует. Подобные металлоискатели хорошо реагируют черные металлы, в составе которых присутствует железо в разных видах соединений. Но при нахождении крупных бетонных или каменных конструкций поисковик найдет и их. Подобные приборы классифицируют под названием магнитодетекторы. Подобные приборы хуже различают свойства грунтов и находящихся в них предметов.
3. Повышенной частоты (ПЧ) приборы используют рабочий диапазон 1700…75000 Гц. Конструкция подобных металлоискателей гораздо сложнее. Их сигнал проникает на глубину до 1,0…1,5 м. Сравнительно неплохая помехоустойчивость. Чувствительность оценивается довольно высоко. Дискриминация также довольно высокая. Недостатки подобных приборов поиска проявляются при наличии неоднородной породы в толще грунта. Возможны нестабильные показатели при высоком стоянии грунтовых вод. Подобные металлоискатели применяют для работы в импульсном режиме, к которому придется прийти несколько позже.
4. Высокой частоты (ВЧ), иногда профессионалы называют подобные приборы, работающими на радиочастотах (РЧ). В этих устройствах дискриминация на тяжелые драгоценные металлы работает отлично. Глубина поиска может достигать 0,5…0,8 м. Глубже обычно они просветить не в состоянии. Эти металлоискатели довольно требовательны к качеству изготовления катушки. Любая небрежность приведет к резкому ухудшению показателей прибора.

Для приборов по пунктам 2…4 отмечается низкое энергопотребление. Комплект батарей типа АА (пальчиковые) могут работать непрерывно до 12 часов.

Особенностью импульсных металлоискателей является работа не в постоянной подаче сигнала заданной частоты. Подаются периодические импульсы. Можно настроить периодичность посыла и длительность воздействия. Создавая подобный прибор, можно получить устройство, в котором будут получены положительные характеристики от устройств НЧ, ПЧ и ВЧ. Однако, подобные схемы требуют специальной сборки и наладки. Для начинающих поисковиков и мастеров подобные устройства могут оказаться сложными в исполнении. Поэтому самодельнуюконструкцию начинать нужно с простых приборов.

Метод поиска

На практике существует около десятка методов поиска предметов, располагающихся в глубине грунта с применением электромагнитного поля. К сожалению, часть из них довольно сложные. Исполнить предложенные методики под силу крупным предприятиям, где имеется возможность приобретать дорогостоящие комплектующие.

Для реального использования используют приборы со сравнительно недорогими комплектующими и схемами. Их может реализовать даже начинающий мастер:

• параметрический метод поиска, осуществляется по сопоставлению параметров до и после;
• приемо-передающий основан на использовании отраженного сигнала, который предварительно был послан передающим устройством;
• с накоплением фазы обычно оборудуют двумя катушками;
• на биениях. Этот метод реализуется на двух сигналах.

Без приемника (параметрические устройства)

Параметрический метод не требует наличия приемника. Отсутствует даже сама приемная катушка. При поиске изменяется индуктивность, которая воспринимается самой генерирующей катушкой. При нахождении предмета с определенными свойствами, меняющими индуктивность в зоне воздействия электромагнитного поля, происходит частотная модуляция в колебаниях приборов. Изменяются:

• частота колебаний, это изменение можно услышать в динамике или наушниках;
• увеличивается амплитуда, что ведет к получению большей громкости на детекторном устройстве звукового сигнала.

Подобные металлоискатели отличаются дешевизной. У них неплохая помехоустойчивость. Однако, пользователю придется потренироваться, чтобы суметь воспользоваться таким прибором. Слабая чувствительность ограничивает возможности использования.

С приемником и передатчиком

Приборы, в которых реализован принцип приема и передачи сигнала, позволяют получать значительно лучшие показатели в работе. При определенной сложности в изготовлении (катушки нужно создавать, строго следуя описанию и конструктивным особенностям).

Принято определять устройства по таким показателям:

• металлоискатели с одной катушкой принято называть индукционными. Недостаток – это трудность определения вторичный сигнал;
• металлоискатели с двумя катушками настраивать сложнее. Здесь важно обеспечить полную идентичность обеих соленоидов. Но вторичный сигнал определяется гораздо лучше, че может предложить однокатушечная схема.

Если реализуется импульсное приемопередающее устройство, то легче проявляются дискриминационные свойства. По типу вторичного сигнала в начале или конце фазы легче предположить тип найденного металла.

До щелчка (с накоплением фазы)

Метод реализуется в устройствах с накоплением фазы. Конструктивно исполнение бывает:

• однокатушечным с импульсной подачей сигналов;
• двухкатушечным, оснащенным двумя генераторами сигналов (каждый подается питание к своей катушке).

В первом варианте происходит некоторая задержка между излучаемыми и воспринимаемыми импульсами. Оператор слышит щелчок. Он соответствует разнице между поданным импульсом и принятым. Когда в зоне поиска появляется интересующий объект, частота щелчков увеличивается. Если масса найденного предмета довольно большая, и он расположен довольно близко, то щелчки сливаются в шум определенной частоты звучания.

Внимание! Металлоискатели под общим названием «Пират» построены на подобной схеме.

При наличии двухкатушечного устройства необходимость в создании импульсного прибора отпадает. Генераторы работают каждый на свой соленоид. Если происходит искажение ЭМП, то также возникают щелчки. Можно настроить на дополнительное получение звучания определенного тона.

На пляжах и в местах, где наблюдается пребывание большого количества туристов, курортные старатели используют чаще всего подобные металлоискатели. Их даже делают защищенными от пресной и морской воды. Тогда возможен поиск небольших предметов в воде.

Практика показывает, что подобные приборы способны почувствовать небольшие серьги, имеющие массу всего 0,3 г на глубине до 40 см.

К сожалению, подобные устройства плохо работают в местах, где структура грунта неоднородная. Здесь они начинают реагировать даже на ветки.

По писку (на биениях)

Наличие двух сигналов, подаваемых с разной частотой, позволяет слышать не сами подаваемые частоты, а их разность.

1. На один подается частота 1 МГц = 1 000 000 Гц.
2. На второй частота 1,0005 Мгц = 1 000 500 Гц.
3. Пользователь будет слышать сигнал, равный разности между вторым и первым значением подаваемых частот – 1 000 500 – 1 000 000 = 500 Гц.

На разных типах устройства подбирают свои частоты, которые используют в дальнейшей работе.

В системе управления имеется возможность настраивать одну из частот, что позволяет слышать звуки (биения) разной частоты. Можно даже свести эту разность к нулю, если обеспечить равенство подаваемых колебаний.

Перед поиском сводят различия к порогу слышимости. У некоторых людей он составляет 20-25 Гц. Когда металлоискатель оказывается в зоне воздействия металлического предмета, то разность между частотами сигналов меняется. Оператор слышит тон иного звучания.

Для распознания свойств найденного объекта можно менять настройку на втором генераторе. Тогда будут слышаться иные звуки от взаимодействия с найденным объектом. Оператор по ряду предварительных тренировок может достаточно точно определить, что располагается в толще грунта, какова масса и размеры находки.

Рекомендуется выполнять настройку на звук «ля» первой октавы, которому соответствует частота 432 Гц. Этот тон звучит на радиостанциях в момент кратковременного перерыва. Практика показывает, что приборы, настроенные на подобное звучание улавливают даже довольно мелкие предметы, масса которые составляет несколько десятых грамма.

Многие «золотоискателя» на пляжах пользуются подобными приборами. Они надежнее работают в неоднородных почвах.

Влияние катушки на работоспособность установки

Среди мастеров, изготавливающих катушки для своих приборов, имеются разные мнения о том, как следует изготавливать эту часть металлоискателя. Новички часто не задумываются о конструкции. Они могут приобрести брендовое изделие, рассчитывая потом получать только дивиденды от своего вложения. К сожалению, даже самая «крутая» катушка может показать невысокую работоспособность. Должно быть соответствие между соленоидом и остальной схемой устройства.

Разрабатывая конструкцию металлодетектора, стараются подогнать параметры каждого элемента между собой. Иногда приходится подбирать некоторые параметры опытным путем. Разброс в характеристиках радиодеталей бывает весьма значительным. Нужна не только грубая, но и тонкая настройка.

Какие размеры нужны катушке?

Чем больше размер катушки, тем большую площадь охватывает ее сигнал. Есть некоторые мастера, которые изготавливают соленоиды диаметром 1500 мм и более. Они утверждают, что подобный прибор позволяет охватывать широкую площадь. Но носить такой инструмент приходится на плечах. При необходимости перемещаться в лесу или в насаждениях такой прибор не позволит проникнуть между кустами и деревьями. Проще несколько раз провести рукой катушкой, размещаемой на штанге.

• Ø 20…100 мм используется для поиска арматуры и профилей, закопанных в земле;
• Ø 130…150 мм применяют золотодобытчики на пляжах и в людный местах;
• Ø 200…600 мм изготавливают катушки металлисты, ведущие поиск металлолома в больших количествах.

Монопетля в качестве катушки

Распространены конструкции, в которых за основу взята монопетля. Для изготовления используется длинный провод. Толщина намотки должна быть в 15-20 раз меньше, чем диаметр используемой петли.

Пользователи отмечают преимущества подобного устройства:

• работа металлоискателя, оснащенного подобным принимающим устройством практически не зависит от свойств грунта;
• масса подобного приспособления сравнительно невысокая, поэтому ее можно перемещать в течение длительного времени по территории;
• обнаружив в глубине металл, можно меняя настройки передающего устройства, распознать ценность находки.

Есть и недостатки:

• приходится постоянно вносить коррективы в настройку прибора;
• любые радиоприборы вносят помехи в работу. Поэтому на пляжах охотники за «золотом» часто испытывают воздействие от работающих устройств;
• для эффективного использования необходимо тренироваться с разными предметами из различных материалов, чтобы научиться распознавать нужный предмет и начать его добывать.

Указанные недостатки не снижают ценности подобного соленоида. Начинающие пользователи могут взять монопетлю за основу своей первой конструкции. Сделать ее несложно. В руках окажется вполне добротный металлоискатель.

Пошаговое изготовление простейшей катушки

На практике применяют много разных вариантов изготовления. Одним из них будет такой, где используются современные материалы: пластиковые трубы. Они изначально позволяют предотвратить попадание влаги на провода соленоида.

	Нужно иметь следующие материалы: провод эмалированный диаметром 0,5 мм. Его длина рассчитывается из необходимости намотать 25 витков на окружность Ø150 мм. 3,14·150·25 = 11775 мм. С учетом выхода концов можно принять 12 м; трубка пластиковая с внутренним диаметром 12,5 мм, ее длина должна быть не менее 3,15·150 = 471 мм; тройник от полипропиленовых труб Ø 20 мм; фрагменты полипропиленовой трубы Ø 20 мм (2 шт., длиной по 15 мм); экранированный телевизионный провод длиной 120 см.
	Перед началом работы следует проверить, насколько удобно можно изготовить из пластиковой трубки круг. Если имеется жесткая заготовка, тогда при изготовлении нужно будет ее прогревать горячей водой или с помощью фена. Сворачивается пробное кольцо, оценивается вид получаемой окружности.
	В тройнике нужно просверлить отверстие Ø6 мм. Через него будут вводится провода внутрь будущей катушки. Края желательно зачистить от заусенцев.
	Дополнительные вставки из полипропиленовой трубы аккуратно обрабатываются. Их нужно впаять в тройник. При этом в каждый фрагмент нужно вставить пластик.
	Придется подбирать длину пластиковой трубки, чтобы получить окружность точно заданного диаметра. Если не подогнать размеры, то может не хватить провода. Делаются пробные вводы во фрагменты.
	Проверяется, насколько плотно можно вставить трубки друг в друга. После окончательной примерки можно прогреть стыки и спаять их между собой.
	Небольшая подвижность при соединении позволит корректировать размер будущего изделия. Приходится проверять получаемый диаметр.
	Пришло время проталкивать провод внутрь пластиковой трубки. Это самый трудоемкий процесс.
	Когда провод установлен на место, можно оценить, насколько качественно выполнена работа. Возможно, придется подтянуть некоторые витки. Желательно, чтобы укладка выглядела лучше.
	Концы провода следует припаять к экранированному кабелю.
	Катушка готова. Следует подумать, как закрепить ее на штанге.

Если подобный процесс кажется сложным, то можно подойти к вопросу изготовления катушки иначе.

	На листе ориентированно-стружечной плиты (OSB) нужно вычертить контуры будущей катушки.
	Лобзиком выпиливается окружность необходимого диаметра.
	Провод наматывается по внешнему контуру получившегося круга.
	Из полипропиленовых труб сваривается штанга. Ее нетрудно закрепить к самой катушке.
	В результате металлоискатель приобретает товарный вид.
	После изоляции катушки ее желательно покрасить алкидной эмалью. Слоя краски предотвратить попадание влаги на OSB.

Как рассчитать индуктивность катушки?

При разработке конструкции металлоискателя может возникнуть необходимость рассчитать значение индуктивности. Для точного расчета имеется специальная методика, где в расчет берутся основные параметры. Но для быстрого определения искомой величины проще применить номограмму.

Номограмма для оперативного определения индуктивности катушек

• индуктивность L = 10 мГн;
• средний диаметр кольца D = 20 см;
• высота и толщина кольца, l = t = 1 см.

Пользуясь номограммой, определяют количество витков w, которое следует намотать при изготовлении катушки. Задаются плотность укладки k = 0,5. По принятым размерам определяется площадь сечения S = klt , здесь l – высота слоев катушки; t – ширина слоев.

Разделив значение S на w величину, получают диаметр d (намоточного провода). При получении d = 0,5…0,8 мм расчет прекращается. Если получилось больше, то корректируют толщину и ширину кольца.

Помехоустойчивость катушки

Схожесть с рамочной антенной обуславливает высокую активность катушки. Она восприимчива к помехам, возникающим со стороны. Для устранения возможного внешнего воздействия изготовленную катушку помещают внутрь металлической оплетки. Создают специальный экран, придуманный Фарадеем.

Наличие подобного экрана предотвращает поступление внешних электромагнитных импульсов.

Новичкам следует внимательно изучить конструкцию. Положение заземляющего контакта должно быть строго по оси симметрии. Иначе возможны сбои в работе самой поисковой катушки. Конец от экранирующего провода соединяется в общую схему устройства. Если пренебречь требованиям симметрии, то ухудшатся характеристики соленоида, а помехи окончательно подавят искомые сигналы.

Наличие экрана несколько снижает величину электромагнитного поля. Чувствительность несколько снижается. Приходится увеличивать напряжение питания, подаваемого на обмотку.

Экранированным проводом соединяют саму катушку со схемой устройства. Тогда влияние помех максимально снижается. Металлоискатель работает более надежно.

На приведенном рисунке показаны способы намоток: а – бифилярная; б – перекрестная.

Из практики использования катушек в поисковых приборах установлено, что привычная бифилярная намотка неэффективна. При нахождении в толще почвы ферромагнетиков сигнал начинает угасать. Если же использована перекрестная намотка, то при нахождении предмета строго по центру катушки сигнал усиливается.

Поэтому некоторые радиолюбители не берутся наматывать перекрестным способом множество витков. Они предпочитают создавать катушку корзиночного типа. Она проще в изготовлении.

Катушка-корзинка

К недостаткам самодельщики относят необходимость точного изготовления подобного устройства. Нужна довольно прочная оправка. При натяжении проводов, когда производится намотка, возможна деформация.

При создании корзинки у изготовителя имеются варианты:

• получить объемную конструкцию;
• изготовить плоскую корзиночную катушку.

У довольно известного металлоискателя «Пират» используется корзиночка объемного типа. Новичкам проще изготовить плоское изделие. Они получили название «бабочка».

Конструкция корзиночной катушки

Расчет проводят по формулам:

1. Сначала нужно задаться значением диаметра D₂. Он принимается равным диаметру имеющейся оправки за минусом 2…4 мм.
2. Значение D₁ определяется, как D₁ = 0,5·D₂.
3. Рассчитывают число витков по формуле:

где L – индуктивность катушки, рассчитанная по формуле

k – поправочный коэффициент, определяемый по таблице.

Таблица: определение поправочного коэффициента

Зная разность D₂ – D₁, рассчитывают диаметр провода. Полагают, что плотность укладки составляет 0,85.

Монопетля и двойная петля

Обозначение ДД свидетельствует об использовании двойной петли (Double Detector). Наличие двух обмоток позволяет значительно усилить восприимчивость катушки. Она анализирует не сам новый возникающий сигнал. В этих схемах производится анализ искажений, которые возникают при попадании металла в зону действия соленоидов.

Предварительно их балансируют так, чтобы в разных плечах существовали одинаковые импульсы. Размещают подобные петли параллельно.

При попадании черного металла генерируются низкие звуки. А если присутствует цветной металл или золото, то оператор услышит изменение сигнала к звукам более высокой частоты.

Во всех металлоискателях, обозначенных символами GOLD, применяется Double Detector. С ними работать интереснее. Но следует помнить, что в рыхлых грунтах подобные катушки могут запищать даже от скопления муравьев.

Как самостоятельно закрепить катушку?

При желании специальный каркас для своей катушки можно заказать в сети. Цены варьируют в довольно широких пределах. Поэтому многие используют фанеру в качестве основы.

Варианты изготовления каркаса: а – из фанеры; б – из CD-дисков

1. Многим кажется, что проще всего использовать обычную фанеру. Ее легко пилить. Она обладает достаточной прочностью.
   На практике оказывается, что фанера способна впитывать влагу. В результате работоспособность прибора может оказаться крайне низкой.
2. Лучшие результаты получаются при использовании CD-дисков. Между ними оставляют зазор около 5…7 мм. Можно вклеить кусочки пенопласта. Потом по образующей обматывают скотчем или изоляционной лентой. Получается надежная и прочная объемная конструкция.
3. При использовании сотового поликарбоната толщиной 6 или 8 мм получается легкий и довольно прочный каркас. Нужно только закрыть соты, чтобы в них не попадала влага. Подойдет обычный скотч. Профессионалы используют силиконовый герметик, он надежно заполнит отверстия на входе в соты. Доказано, что такой каркас самый удачный. Он не наводит дополнительные помехи.

Несколько конструкций металлоискателей

Параметрический прибор обнаружения металлов

Для поиска черного металла и трубопроводов в земле. Нахождения электропроводки в стенах используют простые и надежные схемы. В их основе применяют транзистор МП40, цена которого сегодня составляет несколько рублей (дешевле, чем проехать на трамвае). Возможна замена на более мощную модель КТ361 (учитывать, что у него обратная полярность, при подключении питания следует поменять способ включения батарейки).

Простейший металлоискатель

Этот прибор работает на низкой частоте. Подбор частоты звучания осуществляется изменением емкости конденсатора С₁. При нахождении металла тон заметно понижается. Поэтому при начальной настройке стараются задать писк, подобный комариному.

Когда в зоне работы прибора окажется металл, оператор услышит низкий басовитый звук. Его частота соответствует 50 Гц. Именно такой ток протекает в бытовой и промышленной электропроводке.

Импульсный параметрический прибор

Схема прибора для поиска металлов с простым кварцевым фильтром

Данная конструкция реализуется на базе старого транзисторного приемника, работающего на средних волнах. Его используют только потому, что внутри имеется ферритовая антенна. Именно она задает нужную частоту колебаний.

Все устройство питается от двух батареек типа АА (пальчиковые). Энергопотребление довольно низкое.

Схема довольно простая, спаять ее нетрудно. Детали стоят недорого. Набор комплектующих обойдется (отечественные детали) в пределах 200 руб.

Многих отпугивает подобная конструкция тем, что требуется длительная и тщательная отладка. Приходится подбирать резисторы и конденсаторы. Раньше подобные радиоприборы использовали детали с большим разбросом показателей. С той поры разброс никто не устранял.

Приемопередающие металлоискатели

Схема приемопередающего прибора

При желании создать эффективный прибор для поиска цветных и драгоценных металлов ориентируются на использование металлоискателей, оснащенных передатчиком и приемником.

Здесь работают ДД катушки, на которые подается питание с частотой 2000-2500 Гц. Подобные устройства могут обнаруживать сплавы цветных металлов на глубине 9-11 см. Черные металлы массой до 100 г диагностируются на глубине около 20 см. Крупные предметы из чугуна или стали можно обнаруживать на глубине до 60-70 см.

Иногда подобные устройства помещают в герметичные оболочки, получают глубинные металлоискатели для работы под водой. Подводный металлодетектор расширяет круг поиска ценных предметов

При создании подобных металлоискателей катушки наматывают по специальным шаблонам

Пошаговая технология изготовления и испытания металлоискателя

	Заготавливается провод Ø 0,65 мм. Его потребуется немногим более 14 м. Будет уложено 30 витков на диаметре 150 мм.
	В качестве образца для вычерчивания окружности нужного диаметра используется крышка от пластикового ведра. Она имеет необходимый диаметр.
	На доске получается окружность. Она послужит основой для последующих действий.
	Для наматывания проволоки нужно вбить гвозди. Используются метизы длиной 30 мм. Для получения качественной окружности желательно забить их не менее 16 шт. Можно и больше.
	Можно начинать наматывать провод. Один конец закрепляется.
	При наматывании нужно стараться плотнее укладывать витки.
	Полученную катушку следует изолировать. Сначала ее обматывают малярным скотчем.
	Изготовив первую катушку, подобным образом изготавливают и вторую.
	Приемопередающее устройство изготавливается по предлагаемой схеме.
	Для получения звукового сигнала нужен наушник от телефона.

	На одной плате собирается вся схема прибора.
	Подбирается подходящая металлическая коробка, в которой будет располагаться плата.
	Внутри имеется место не только для платы. Здесь помещается батарейка. Профессионалы стараются пользоваться малогабаритными аккумуляторами.Их можно заряжать. Имея с собой два-три аккумулятора, можно не беспокоиться, что прибор окажется обесточенным.
	Катушки размещаются листе, вырезанном из сотового поликарбоната.
	Штанга изготавливается из полипропиленовых труб.
	Для удобства пользования рукоятка имеет полукольцо. Им проще управлять при поиске металлических предметов.
	Разбросав разные предметы, можно провести диагностику работоспособности металлоискателя. Оценить расстояния определения каждого вида металла. Проводится настройка прибора.
	Можно приступать к поиску металлов на природе. Идти следует, не торопясь. Катушки перемещаются по сторонам, стараются охватить максимальную ширину.
	Обнаружив предмет в грунте, можно приступать к его откапыванию. Находясь в местах, где были бои, следует придерживаться правил безопасного извлечения предметов.
	Даже небольшие монеты, можно найти в глубине.

Поиск простых решений

Если есть желание попробовать себя в новом деле, а желания создавать схемы пока не пришло, то можно изготовить самый простой металлодетектор без микросхем и пайки.

Самый простой металлодетектор

Понадобятся:

1. Самый дешевый радиоприемник. В нем должен быть средневолновый диапазон. Его обычно помечают АМ. В таких приемниках устанавливали ферритовую магнитную антенну.
2. Калькулятор, выпущенный в конце 20 века. Их можно купить на развалах у старушек.
3. Небольшая книжка или только ее обложка. Картонная будет предпочтительнее. У нее будет определенная прочность.

Теперь придется немного повозиться. Устроен подобный прибор крайне просто:

1. Раскрывается обложка.
2. На каждую сторону нужно наклеить двухсторонний скотч.
3. С одной стороны подклеивается калькулятор.
4. На другой стороне приклеивается радиоприемник. Нужно следить, чтобы в закрытом состоянии они точно совпадали.
5. Включается приёмник на самую высокую громкость. Нужно найти диапазон, в котором нет никаких радиостанций. Желательно, чтобы эфирные шумы отсутствовали.
6. Включается калькулятор. При включении второго устройства в приемнике будет наводиться сигнал. Он должен отреагировать на включение второго прибора. Послышится рев или какой-то иной шум. Если шумов нет, придется поискать диапазон, где будет слышно включение калькулятора.
7. Нужно сложить обложку до тех пор, пока тон не станет тише. Он может исчезнуть совсем. Обычно такое наблюдается, когда приборы будут расположены под углом 90 ⁰.
8. Теперь нужно зафиксировать это положение. Используют резинки или иной подсобный материал.

Теперь можно начинать поиск. При поднесении подобного устройства к металлическим предметам появится шум. В зависимости от вида металла будет синтезироваться разный шум. После экспериментов с железными предметами, можно послушать, какая реакция будет у цветных металлов и золота.

Остается обложку закрепить на штанге и приступать к поиску сокровищ.

Еще идеи по созданию металлоискателя

Весьма необычные конструкции предлагают пользователи из интернета. Можно попробовать и их.

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

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

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

• Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
• Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
• Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

• Параметрическим.
• Приемо-передающим.
• С накоплением фазы.
• На биениях.

Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».

Монопетля

Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

• Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
• По номограмме определяем количество витков w.
• Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
• Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
• Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.

Помехоустойчивость

Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.

Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.

Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:

• Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
• По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
• По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.

Как не надо и надо мотать корзинки

Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.

ДД катушки

ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».

Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Несколько конструкций

Параметрические

Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.

Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.

Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.

Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.

Приемопередающий

Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.

Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.

Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.

Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:

Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.

Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.

Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.

Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.

Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.

Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.

Еще о «Пирате»

Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.

Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:

Видео: металлоискатель “Пират”

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”

На биениях

Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.

ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:

• Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
• Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
• Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.

Проще не бывает

Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.

Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.

Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.

1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
2. На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
3. Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
6. Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
7. Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.

Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.

А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.

Нечто странное напоследок

Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:

попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!

В качестве приложения

Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:

• Клон.
10 оценок, среднее: 4,90 из 5)