Как сделать мощный металлоискатель своими руками. Делаем металлоискатель на золото своими руками: схемы и пошаговая инструкция

11.01.2024

В наше время многие люди стараются не покупать металлоискатели, а собирать их своими руками. Как правило, считается, что вещь, сделанная своими руками намного хуже, чем фирменные экземпляры. Практика показала, что качественно выполненный продукт может конкурировать с металлоискателями, выполненными на производстве.

Само собой, что такой аппарат, может быть, будет выглядеть немного хуже по своим эстетическим показателям, но касательно технических данных, он будет конкурентоспособным.

Общие сведения по металлоискателям

Перед тем как начать собирать собственный металлоискатель , нужно узнать принципы его работы и на какие виды может подразделяться подобная техника.

Конструкция

В основном металлоискатели подразделяют на пять типов. Они отличаются по глубине поиска и типу металла. Имеют разнообразные функции, которые упрощают работу, но всё-таки даже при таких отличиях можно выделить некоторые схожие особенности.

Принцип работы

Структура системы металлоискателя только на первый взгляд может показаться сложной. На самом деле, весь процесс - это просто притяжение металлических изделий с помощью намагниченной катушки. В то время как катушка начинает притягивать металлические детали, через неё проходят магнитные волны, а уже после этого раздаётся сигнал.

Стоит отметить, что катушки работают на низких или высоких частотах. Если аппаратура работает на низких частотах, то металлические изделия в основном будут найдены только на глубине четырёх метров . Кроме того, металлоискатель, который работает на низких частотах, может обнаружить только большие по величине образцы, в то время как маленькие металлические детали на поверхности останутся незамеченными. Металлодетектор, который реагирует на высоких частотах, наоборот, находит только мелкие детали на поверхности, при этом не может работать на глубине больше двух метров и искать большие по размеру предметы.

Типовые разновидности

Металлоискатели можно разделить на 5 типов, учитывая устройство, которое отвечает за передачу и получение сигнала.

Как сделать металлоискатель своими руками?

Сделать собственный самодельный металлоискатель не слишком сложно, даже если нет определённых навыков в электрике и в самой системе. На сегодняшний день существует достаточно большое количество металлоискателей, которые можно собрать в домашних условиях. Они отличаются по схемам, которые приходится использовать для создания блока управления, материалами и сложностью сборки.

Как правило, самый сложный металлоискатель собирается по схеме, где необходимо установить в структуру системы сразу два генератора. Это достаточно сложно для новичка. Есть и более простой вид металлоискателя, который можно спокойно сделать в домашних условиях, при этом использовать только подручные материалы.

Корпус

Сборку самодельного металлоискателя нужно начинать с разработки корпуса. Он должен собой представлять простую штангу, которая может быть сварена или соединена крепежами . Фактически определённых рамок корпуса нет. Тут каждый человек может сделать штангу под себя, но важно помнить о некоторых факторах.

В первую очередь, материал, который подбирается для изготовления корпуса, должен быть достаточно прочным, чтобы долгое время выдерживать вес взрослого человека. Кроме того, нельзя забывать и о размерах такой штанги, ведь если неправильно подобрать длину под свой рост, при каждом поиске металлических объектов придётся по несколько минут стоять в согнутом состоянии.

Многие люди упрощают себе задачу по созданию корпуса используя простой костыль, который к тому же имеет сразу и подлокотник. Костыль можно легко подобрать под свой рост, и стоит он не слишком дорого.

Поисковая катушка

Сделать самодельную катушку для поиска достаточно сложно, но можно. Первым делом необходимо приступить к созданию устройства для наматывания катушки. Для начала нужно взять простую доску размером 18 на 18, гвозди и кембрик.

После этого на доске нужно нарисовать ровный круг и вбить по его диаметру не меньше 16 гвоздей , так чтобы они немного выпирали примерно на 2 см. После этого на гвозди устанавливаются кембрики, которые прочно обматываются медной проволокой. В конце работы весь медный круг закрепляется прочно нитками, которые нужно намотать по всему диаметру и обработать эпоксидной смолой.

Надо оставить длиной 4 см вывод, затянуть катушку изолентой и экранировать с помощью фольги. Медный провод нужно облужить длиной 1,25 см и после этого опять намотать его на катушку. Дальше действие повторяется, а, точнее говоря, катушка обматывается изолентой. К выводу катушки ещё нужно будет припаять контактную площадку.

Блок управления

Для создания блока управления потребуется:

Все необходимые детали можно найти в старом приёмнике транзисторного типа. Для сборки блока управления необходимо будет найти подходящий корпус и монтировать все детали.

Схема и катушка соединяются вместе при помощи экранированного провода . Кабельный экран припаивается к выводу катушки, устанавливается изоляция, а кабель фиксируется к корпусу при помощи изоленты.

Заключение

Сделать металлоискатель начального уровня достаточно просто в домашних условиях при помощи подручных средств. Всё что нужно делать, это следовать инструкциям и схемам сборки аппаратуры. В итоге получается модель, которую можно использовать для поиска мелких металлических объектов на глубине до 1 м.

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

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

Как сделать металлоискатель своими руками

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

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

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

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

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

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

Металлоискатель своими руками: схема

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

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

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

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

Металлоискатель своими руками из DVD -дисков

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

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

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

Последовательность действий при создании металлодетектора из DVD-дисков:

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

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

Металлоискатель «Пират» своими руками

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

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

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

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

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.

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

Принцип действия металлоискателя

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

Как работает металлодетектор

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

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

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

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

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

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

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

На рис. ниже показана условная схема анализа информации МИ.

Металлоискатель – детектор или сканер

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

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

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

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

Разновидности МИ по назначению

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

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

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

Специальные металлодетекторы:

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

На рис. ниже показан ручной досмотровый металлодетектор.

Мотивация выбора конструкции самодельного металлодетектора

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

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

Общие параметры МИ

Для самодельной поисковой аппаратуры выделяют следующие параметры:

Проникающую способность, характеризующую максимальную глубину проникновения электромагнитного поля, глубже которой прибор уже не в состоянии выявить металлический объект.
Чувствительность, указывающую способность обнаруживать мелкие предметы.
Разрешающую способность, чаще называемую дискриминацией МИ, дающую информацию о конкретных свойствах объекта. Для металлодетектора необходима полноценная реализация трех составляющих дискриминации:

геометрической – для суждения о размерах и конфигурации найденной мишени;
пространственной – для информации о глубине залегания мишени и месте расположения в поисковой зоне;
по качеству – для предположений о виде материала объекта и его вероятных характеристиках.

Размеры зоны поиска, в пределах которой удается обнаружить металл.
Избирательность – повышенная реакция на находки заданного типа (золото, цветные металлы, военные артефакты и т.п.).
Помехоустойчивость – отсутствие реакции на электромагнитные поля посторонних источников.
Энергопотребление, определяющее, на сколько времени активной работы хватит мобильного источника питания прибора.

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

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

Красным цветом выделена зона поиска металлодетектора.

Рабочие частоты самодельного МИ

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

Метод поиска

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

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

Параметрический способ

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

Приемо-передающий способ

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

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

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

Металлодетекторы с накоплением фазы (до щелчка)

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

Металлодетекторы на биениях (метод «по писку»)

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

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

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

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

Схемы самодельных МИ

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

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

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

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

Изготовление своими руками составных частей МИ

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

МИ кустарного производства состоят из следующих составных частей:

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

Блок управления

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

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

Основным элементом блока управления является печатная плата.

Изготовление своими руками печатной платы МИ

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

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

На рис. ниже показана печатная плата металлоискателя после лужения.

Рамка с катушкой

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

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

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

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

Катушки МИ

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

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

Размеры катушки

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

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

Конструктивное исполнение катушки

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

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

Индуктивность катушки

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

Помехоустойчивость катушки

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

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

Корзиночные катушки

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

При всех своих достоинствах корзиночная катушка наделена двумя существенными недостатками:

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

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

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

Крепление катушки

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

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

Самодельная штанга-держатель

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

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

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

Самодельный подводный металлоискатель

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

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

Этапы изготовления своими руками подводного МИ:

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

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

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

Особенности глубинных МИ

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

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

Видео

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

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

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

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

Принцип действия

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

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

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

Детектор или сканер?

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

Разновидности

Общие параметры

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

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

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

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

Рабочая частота

Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:

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

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

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

Метод поиска

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

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

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

Без приемника

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

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

С приемником и передатчиком

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

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

До щелчка

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

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

Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.

По писку

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

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

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

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

Катушка и прочее

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

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

О размерах катушки

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

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

Монопетля

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

Индуктивность

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

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

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

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

Помехоустойчивость

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

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

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

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

Корзинка

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

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

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

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

Как не надо и надо мотать корзинки

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

ДД катушки

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

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

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

Как крепить катушку

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

Несколько конструкций

Параметрические

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

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

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

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

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

Приемопередающий

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

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

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

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

С накоплением фазы

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

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

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

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

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

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

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

Еще о «Пирате»

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

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

Видео: металлоискатель “Пират”

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”

На биениях

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

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

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

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

Проще не бывает

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

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

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

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

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

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

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

Нечто странное напоследок

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

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

В качестве приложения

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

Клон.

4,90