Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Самодельные металлоискатели, или как сделать металлоискатель своими руками

Как работает металлоискатель

Металлоискатель, или металлодетектор – электронное устройство, состоящее из первичного датчика (катушка с обмоткой) и вторичного узла. Приборы для обнаружения металлов разделяют на несколько типов:

  1. «приёмо-передача»;
  2. индукционные;
  3. импульсные;
  4. генераторные.

Устройство металлодетектора

Устройства средней ценовой категории в основном относятся к типу «приёмо-передачи». Принцип работы подобных металлодетекторов основан на передаче и приёме электромагнитных волн. Главными элементами прибора подобного типа являются две катушки: одна − передающая, а вторая − принимающая. Первая катушка передаёт электромагнитные волны, свободно проходящие через нейтральную среду и которые при столкновении с металлическими предметами отражаются и передаются на приёмное устройство. После того как отражённый сигнал попадает на вторую катушку, оператор зуммером информируется о нахождении цели.

Принцип работы металлоискателя

Металлодетектор индукционного типа работает по тому же принципу, что устройства «приёмо-передачи». Главное различие между ними заключается в количестве катушек с обмоткой. В индукционном металлоискателе одна катушка, которая посылает и принимает сигнал одновременно. Импульсные приборы нечувствительны к концентрации солей в грунте и включают в свою конструкцию катушку, электромагнитное поле которой создаёт на поверхности металла вихревые токи, улавливаемые детектором. Такой принцип действия снижает возможности к дискриминации, что может осложнить поиск.

Принцип работы импульсного металлодетектора

Металлоискатели генераторного типа бывают разных типов, но все они построены на основе LC-генератора. Они обладают низким уровнем чувствительности и, как правило, предназначены для того, чтобы находить металл только одного вида. Также металлодетекторы можно разделить на три

  1. общего пользования;
  2. средний класс;
  3. профессиональное оборудование.

Методы поиска

В настоящее время применяется больше 10 методов поиска предметов посредством ЭМП. Однако если говорить о непосредственной оцифровке ответного сигнала, то чаще всего такое решение практикуется лишь представителями разных профессиональных сфер, которые применяют самую дорогую технику.

Что касается самодельных металлоискателей, то они бывают следующих типов:

  1. Параметрические.
  2. Приемопередающие.
  3. С накоплением фазы.
  4. На биениях.

Параметрические изделия не оснащены специальным приемником, поэтому их нельзя назвать очень популярными. Чтобы определить нахождение металлической конструкции, используется влияние самого предмета на параметры катушки — индуктивность и добротность. При этом показатели ЭМп здесь незначительны. Любые изменения параметров приводят к изменению частоты и амплитды вырабатываемых колебаний.

Несмотря на простоту сборки и дешевизну, такие металлоискатели отличаются хорошей помехоустойчивостью, но нуждаются в особом подходе и навыках.

Модели с приемником обеспечивают максимальную эффективность работы в конкретном диапазоне частот, правда, их схемотехнические свойства остаются очень сложными. Для продуктивной работы приходится покупать качественные катушки. Приемопередающие металлоискатели, у которых одна катушка — называются индукционными. Они обладают хорошей повторяемостью, а проблема правильного размещения катушек отсутствует. Тем не менее схемотехника такого решения гораздо сложнее.

Общие положения

Для изготовления прибора необходимо понять, каким потребностям он должен удовлетворять. В зависимости от назначения формируются различные требования к параметрам.

Основные характеристики:

  • возможности проникновения;
  • геометрические размеры области поиска;
  • чувствительность прибора;
  • избирательность;
  • помехозащищенность;
  • запас энергопотребления;
  • разрешающая способность.

Все характеристики прибора взаимосвязаны между собой. Назначение прибора помогает определить наиболее оптимальные параметры элементов во взаимосвязи. Параметры зависят от размера генерируемых частот.

Различия приборов по частотам:

  • сверхнизкой частоты;
  • низкочастотные;
  • повышенной частоты;
  • высокой частоты.

К особому виду относятся импульсные металлоискатели. В этих приборах умеренно сочетается применение всех диапазонов частот на разных этапах эксплуатации.

На сегодняшний день наука обладает десятками методов поиска предметов с использованием ЭМ излучения. При изготовлении металлоискателей на дому часто применяются:

Параметрический — простые устройства без приемников и передатчиков. Определение предмета происходит за счет измерения ЭМ индуктивности катушки возбуждения.

Приемо-передаюший – эффективные приборы, используемые в заданном диапазоне частот. Схемы устройства сложны, оборудование нуждается в использовании высококачественных катушек. Такие устройства с одной катушкой являются индукционными.

На биениях – высококачественные двух генераторные приборы. Принцип работы основан на измерении соотношений звуковых биений. Сложнее импульсных, но могут использоваться на всех типах грунтов. Как правило, используются для поиска драгоценных металлов.

С фазовым накоплением – представителями этих приборов являются импульсные или двух генераторные. Принцип работы, которых основан на определении изменения фазы, его преобразования в звуковой сигнал, усиливающийся при приближении к объекту поиска.

Успешно применяются для поиска драгоценных металлов находящихся в однородной среде на глубине не более 40 сантиметров.

Назначение устройства поможет определиться с выбором методов поиска, необходимыми характеристиками, принципами общего устройства.

Оптимальный выбор этих данных позволяет составить простейшую функциональную схему для изготовления металлоискателя.

Простые самодельные конструкции

На сегодня есть много способов, как можно сделать металлоискатель в домашних условиях, используя практически только подручные средства. Для реализации некоторых способов нужно иметь специальные знания в области электротехники, а другие варианты можно применять без каких-либо знаний.

Металлоискатель из компьютерных дисков

В интернете есть много информации, как можно сделать металлоискатель из компьютерных CD или DVD дисков. Схема не является сложной, и такой аппарат может сделать даже школьник. Для этого не нужно иметь опыт работы с электротехникой или специальные инструменты. Теоретически металлоискатель своими руками из телефона (сотового или стационарного) также можно сделать самостоятельно.

В качестве основного материала используют:

  • CD или DVD диски (рекомендуются двухсторонние, так как аппарат выйдет более чувствительный);
  • обычные наушники;
  • калькулятор (можно использовать и дешёвые китайские аналоги);
  • батарейки;
  • клей и изолента.

Для того чтобы собрать из этих деталей работающий металлоискатель, необходимо:

  • Срезать с наушников штекер и снять изоляцию на 5−10 миллиметров.
  • Каждый зачищенный провод нужно разделить на две части. В итоге должны образоваться четыре части.
  • К каждому проводу необходимо прикрепить диск с помощью клея. Если диск односторонний, то приклеивать нужно к пишущей стороне.
  • Дополнительно провода требуется зафиксировать изолентой.
  • Оставшиеся разделения с проводов необходимо прикрепить к плюсу и минусу батарейки.
  • Тщательно заизолировать провода.
  • Включённый калькулятор следует установить к CD диску с помощью изоленты.
  • Сверху положить DVD диск и соединить их скотчем.
  • Сверху DVD диска прикрепить изолентой батарейку.
  • Этап тестирования.

Дополнительно можно сделать ручку для удобного эксплуатирования металлоискателя. В основном такие металлоискатели используются для поиска незначительных и небольших предметов, например, для поиска металлопрофиля в стене. Для поиска различных монет и драгоценных металлов такое приспособление не годится, но для домашних нужд в самый раз.

Радиоприёмник в качестве основы

На практике используют хороший и дешёвый способ создания металлоискателя из радиоприёмника. Этот вариант ничем не хуже предыдущего, а, наоборот, отличается повышенной мощностью.

Для создания подобного металлоискателя необходимы:

  • коробка от обыкновенного компьютерного диска;
  • радиоприёмник, работающий на частоте АМ;
  • калькулятор;
  • скотч.

Использовать эти материалы следует так:

  • Внутри подготовленной коробки вмонтировать калькулятор и радиоприёмник с помощью двухстороннего скотча.

  • Радиоприёмник необходимо настроить на максимальную частоту. Обязательно нужно следить за тем, чтобы отсутствовали помехи и шумы от радио.
  • После этого тихо открывать коробку и закрывать — тем самым, искать максимально чистое положение звука. Если оно найдено, то в таком положении металлоискатель готов к использованию.

Как видно из ситуации, сделать более или менее мощный поисковый аппарат не составит никакого труда, и займёт минут 5 не больше. Этот вариант для начинающих пользователей, так как сделать его можно без микросхем, чертежей и необходимого опыта в электротехнике. К нему также можно установить ручку для удобного пользования. Аппарат идеально подойдёт для обнаружения старой проводки или металлопрофиля.

Это и есть один из самых благоразумных способов создания металлоискателя собственноручно. Решение остаётся за каждым. С одной стороны, есть возможность сэкономить до 5000 рублей, а с другой — самодельные аппараты не всегда работают так, как надо.

Originally posted 2018-03-28 15:34:45.

Как сделать своими руками металлоискатель «Терминатор 3»: подробная инструкция

Модель «Терминатор 3» давно пользуется популярностью среди радиолюбителей, и за много лет существования прибор получил много усовершенствований. Предлагаем пошаговую инструкцию, как самому сделать металлоискатель в домашних условиях. Прибор отличается низким энергопотреблением, возможна настройка на поиск определённых типов металла и неплохие глубинные характеристики.

Внешний вид электронного блока управления

Инструменты

Перед тем как сделать самодельный металлоискатель, нужно подготовить следующие инструменты:

  • паяльник или паяльная станция;
  • припой, олово, канифоль;
  • пассатижи, круглогубцы, бокорезы;
  • набор отвёрток;
  • ножовка по металлу;
  • осциллографии и другие контрольно-измерительные приборы.

Набор инструментов для радиолюбителя

Схема, подбор деталей и монтажная плата

Для изготовления блока управления необходимо сделать монтажную плату, на которой будут размещаться все необходимые радиокомпоненты. Схему, представленную ниже, нужно перенести на гетинаксовую пластину с покрытием из медной фольги и изготовить монтажную плату таким же образом, как описано выше в статье для металлодетектора «Пират». Размер схемы должен быть в пределах 104×66 мм, а заготовка для платы на 10 мм больше с каждой стороны.

Принципиальная схема металлоискателя «Терминатор 3»Перечень необходимых радиодеталейПечатная плата металлоискателя

Как подготовить печатную плату для металлоискателя подробно расскажем в пошаговой инструкции:

Катушка металлоискателя

Это, собственно, самая чувствительная часть прибора. Она отвечает за сканирование пространства под землей. Рассмотрим этапы создания простой катушки для металлоискателя:

ИллюстрацияОписание процесса
На куске фанеры очерчиваем два круга, соответствующих диаметрам катушек – внутренне и наружной. Вбиваем по периметру окружности гвозди.

Диаметр внешней обмотки TX должен быть в пределах 200 мм. Катушка делается из двух сложенных проводов. Наматываем на гвозди 30 витков.

Перевязываем обмотку по окружности нитками. Вытаскиваем гвозди, полученную катушку покрываем лаком, и после того как он высохнет, обматываем изолентой и фольгой.

Точно таким же образом изготавливаем внутреннюю обмотку RX, которая в два раза меньше TX и содержит 48 витков проволоки.

Помещаем катушки в корпус и проводим распайку проводов, которые будут присоединены к блоку управления.
Вот так будет выглядеть готовая рамка металлоискателя.

Самодельный металлоискатель: подробное описание схемы сборки и настройка

Подробно этапы сборки платы и основные элементы металлоискателя мы рассматривали ранее, сейчас нам предстоят самые последние и ответственные шаги: сборка корпуса и настройка прибора.

Предлагаемое видео поможет с настройкой металлодетектора.

Плюсы и минусы самодельного импульсного металлоискателя “Пират”

Готовый металлоискатель Пират, изготовленный в домашних условиях

Минусы такого прибора ручной сборки очевидны:

  • Данный тип металлоискателя не оснащен дискриминацией. И это основной минус для тех, кто занимается поиском исключительно определенного типа металла. МД будет реагировать и на чермет, и на цветмет – режим “все металлы”;
  • Проблематично так же определять глубину залегания предмета и его размеры. Хотя этот пункт можно немного скорректировать настройкой.

Но плюсы металлоискателя, собранного в домашних условиях, заставляют пытливые умы и “очумелые ручки” вновь и вновь собирать прибор в спокойно домашней обстановке:

  • Первым главным плюсом такого прибора в первую очередь является его стоимость. Все необходимые детали для его изготовления продаются в любом специализированном магазине. Стоят они в основном копейки. Самыми дорогими частями являются переменные резисторы (“крутилки”) и динамик. Но их можно смело снять со старых, ненужных приборов, как впрочем и остальное;
  • Различить выпаянные из другой техники детали можно при помощи указанных на них специальных меток (кодов, цветовой маркировки);
  • Важным преимуществом самодельного металлодетектора является простота его изготовления. Собирается прибор буквально за несколько часов;
  • Использовать такое устройство одно удовольствие! “Пират” не дает ложных срабатываний, имеет неплохую чувствительность и соотношение цена-качество. Практика показывает, что приборный поиск с самодельным металлоискателем является весьма прибыльным делом;
  • И если вы не готовы выложить внушительную сумму на покупку готового прибора, обязательно попробуйте собрать его сами!

• • • • •

Конструкция и принцип работы прибора

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

Принцип работы металлоискателя

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

Схема металлоискателя

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

  • простота конструкции;
  • большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

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

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

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

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

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

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

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

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

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

Конструкция металлоискателя

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

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.

Схема анализа информации МИ

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7…0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100… 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Основы функционирования

В основу действия металлоискателя заложено использовать свойств электромагнитной индукции. Основные элементы прибора:

  • передатчик электромагнитных волн;
  • передающая катушка;
  • приемная катушка;
  • устройство приема отраженного сигнала;
  • устройство отображения информации.

Катушка создает электромагнитное (далее по тексту ЭМ) поле в месте использования. При нахождении на этом участке какого-либо предмета проводящего электричество начинается образование его электромагнитного поля. Это приводит к изменению поля самой катушки.

Если предмет не имеет свойств электропроводимости, то он начинает экранировать. Приемник обрабатывает отраженную ЭМ волну, вырабатывает звуковой и видеосигналы.

В специальной литературе, интернете можно встретить множество фото лучших самодельных металлоискателей, которые используются в различной человеческой деятельности.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации