Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Изготовление металлоискателя в домашних условиях: изучаем обстоятельно

Стабильность и чувствительность металлоискателя обеспечивают следующие схемные решения:

1)

Генераторы эталонный и измерительный разнесены — выполнены в отдельных корпусах микросхем – DD1 и DD2. На первый взгляд это расточительство – используется всего один логический элемент корпуса микросхемы из четырех. То есть, да, эталонный генератор собран только на одном логическом элементе микросхемы. Остальные три логические элемента микросхемы  не задействованы вовсе. Точно так же построен и измерительный генератор. Казалось бы — бессмысленно не задействовать свободные логические элементы корпуса микросхем. Однако именно в этом и есть большой смысл. И состоит он в том, что если, допустим, все же собрать в одном корпусе микросхемы два генератора – они будут синхронизировать друг друга на близких частотах. Не удастся получать малейшие изменения результирующей частоты. На практике это будет выглядеть как резкое изменение частоты лишь при близком воздействии массивного металлического предмета на измерительную катушку. Иными словами резко снижается чувствительность. Металлоискатель не реагирует на мелкие предметы. Результирующая частота как бы «залипает» на нуле – до определенного момента вовсе нет биений.  Еще говорят – «тупой металлоискатель», «тупая чувствительность». Кстати «Металлоискатель на микросхеме» — журнал  «Радио», 1987г, №01, стр 4, 49 построен как раз на одной микросхеме вовсе. Там очень заметен этот эффект синхронизации частот. Ним совершенно невозможно искать монеты и мелкие предметы.

Так же оба генератора должны быть экранированы отдельными небольшими экранами из жести. Это на порядок повышает стабильность и чувствительность металлоискателя в целом. Достаточно, просто припаять на минус между микросхемами генераторов небольшие перегородки из жести, чтобы убедится в улучшении параметров металлоискателя. Чем лучше экран — тем лучше чувствительность  (ослабляется влияние генераторов друг на друга и плюс защита от внешнего воздействия на частоту).

2)

Электронная настройка.

Во всех классических схемах BFO (схемах BFO прошлого века) для настройки нулевых биений используется конденсатор переменной емкости КПЕ. Этот паршивый элемент изначально перечеркивает все возможности металлоискателя на биениях. Никогда не используйте КПЕ в BFO! Даже если он не будет иметь люфтов, все равно он будет источником паразитного изменения частоты в следствии температурных  и емкостных влияний окружающей среды. Производить поиск в реальных походных условиях с конденсаторным металлоискателем на биениях сплошное мучение.

Только электронная настройка! Она реализована на стабилитроне D1, включенном в схему как варикап. Такая схема обеспечивает хорошую перестройку частоты при отсутствии паразитных явлений. Вместо  КС147 можно использовать к примеру КС133, КС156 и многие другие. Так же многие диоды обладают свойством варикапа. Естественно, возможно придется подобрать резисторы R1, R3. Возможно R3 нужно будет вообще закоротить при другом стабилитроне или диоде.

3)

Компаратор на DD3.2 – DD3.4.

Этот элемент схемы преобразует синусоидальный сигнал с выхода смесителя DD3.1 в прямоугольные импульсы удвоенной частоты.

Во первых, прямоугольные импульсы отчетливо слышны на герцовых частотах как четкие щелчки. В то время как синусоидальный сигнал герцовых частот уже с трудом различим на слух.

Во вторых, удвоение частоты позволяет более близко подойти регулировкой к нулевым биениям. В результате, регулировкой можно добиться «цоканья» в наушниках, изменение частоты которого уже можно уловить при поднесении маленькой монеты к катушке на расстоянии 30 см.

4)

Стабилизатор питания генераторов.

Естественно, в данной схеме напряжение питания заметно влияет на частоту генераторов DD1.1 и DD2.1 металлоискателя. Причем на каждый из генераторов влияет по разному. В результате чего, с разрядом батареи немного «плывет» и частота биений металлоискателя. Для предотвращения этого в схему был введен пятивольтовый стабилизатор DA1 для питания генераторов DD1.1 и DD2.1. В результате чего частота перестала «плыть». Однако, следует сказать, что с другой стороны, из за пятивольтового питания генераторов несколько снизилась чувствительность металлоискателя в целом. По этому, эту опцию следует считать необязательной и при желании можно питать генераторы DD1.1 и DD2.1 от кроны без стабилизатора DA1. Только придется чаще подстраивать частоту вручную, регулятором.

Устройство металлодетектора

Металлоискатель – самый главный инструмент ручного поиска металлов в хаотичной природной или искусственной среде.

С помощью такого прибора можно искать не только чёрный металл, но и золото, серебро, другие драгоценные металлы.

Принцип устройства любого металлоискателя основан на электромагнитных эффектах.

Вот как работает типичная технология поиска металла:

  1. Прибор создаёт электромагнитное поле.
  2. Металлический объект, скрытно расположенный в инородной среде, оказывает воздействие на такое поле, когда попадает в сферу его влияния.
  3. Прибор улавливает воздействие объекта на электромагнитное поле и сигнализирует об этом.

Большее количество моделей металлоискателей работают именно на таком принципе.

Технические различия такой аппаратуры позволяют получить более полную информацию о факте обнаружения металлического объекта, например:

  • оценить массу находки;
  • получить данные о форме, размерах и конфигурации объекта;
  • уточнить место расположения, в том числе – по глубине.

Самые простые, примитивные металлоискатели (обычно это самодельные конструкции для поиска золота, серебра и других металлов энтузиастов-любителей) собирают из готовых устройств и изделий, работающих с использованием электромагнитных эффектов.

Многие знакомы с примитивной, но вполне работоспособной схемой металлоискателя, в котором электромагнитное поле создаёт импульсный элемент обычного калькулятора.

Реакцию создаваемого поля на обнаруженные металлические объекты улавливает самый простой бытовой радиоприёмник. Сигнал о такой находке — звуковой, достаточно отчётливый и понятный.

Более сложные любительские и профессиональные устройства поиска металлов сохраняют логическую основу технологии в виде трёх компонентов:

  • генератора электромагнитного поля;
  • датчика изменений этого поля;
  • аппаратуры оценки обнаруженных аномалий, сигнализирующей об этом.

Устройства разного уровня сложности и функционального потенциала могут быть условно разделены на группы. Классификация на основе профессионализма и специализации пользователей – одна из общепризнанных:

  • любительская аппаратура, собранная собственноручно и используемая в качестве инструмента хобби или новичками в деле поиска металлов;
  • полупрофессиональная аппаратура, необходимая увлечённым любителям и фанатикам;
  • профессиональные металлоискатели для постоянно работающих в этой сфере;
  • специальные аппараты для мастеров поиска металла в сложных условиях – на глубине, под водой, с выделением драгоценных металлов.

Распространение аппаратуры поиска металлов таково, что многие устройства этого типа можно приобрести в магазинах садового и дачного инвентаря.

Аппарат для поиска и обнаружения металла нужен не только в деле рециклинга, в поиске артефактов и кладов. Многочисленные системы безопасности, всем известные рамки – одна из версий технологии поиска металла. Настройки этих рамок ориентированы на поиск оружия и аналогичных опасных предметов.

Катушка

Очень важный узел аппаратуры поиска металлов – катушка или рамка. Это чаще всего обмотка специальной конфигурации, задача которой сформировать электромагнитное поле и уловить его реакцию на обнаружение инородного для среды поиска металлического тела.

Многие любители изготавливают каркасы катушек самостоятельно. Это делается из соображений экономии средств или в надежде получить более качественный инструмент авторской конструкции.

Для этого используются подручные средства – пластмассовые изделия, фанера и даже заполнение монтажной строительной пеной собранной обмотки.

Оператор поиска или кладоискатель стремится найти наиболее эффективную технику работы с металлоискателем, выбирая нужные режимы работы электроники и правильные приёмы манипуляций  катушкой.

Электронная схема

Логический элемент металлоискателя – электронная схема. Она выполняет много функций:

  1. Первая задача этого компонента заключается в создании электромагнитного сигнала нужного формата, который при помощи катушки преобразуется в поле.
  2. Вторая задача электронной схемы – анализ улавливаемых рамкой изменений поля, их обработка.
  3. Третья задача – подача информирующего сигнала оператору – звуком, светом, показаниями индикаторов и приборов.

Многие электронные устройства достаточно просты, их сборку может выполнить даже новичок. Полученное устройство будет работоспособным без настройки, если сборщик в точности выполнил рекомендации разработчика такой схемы.

Устройство арочных металлодетекторов

Прибор представляет собой магнитную рамку. Боковые панели и верх состоят из вмонтированных датчиков, катушек (обмоток), на которые подается питание.

Они посылают электромагнитные сигналы, формируя сканирующее поле.

На верхней перемычке располагают панель управления со световой индикацией, внутри боковых стенок тоже монтируют световые диоды, это зависит от дизайна прибора.

Элементы арочной конструкции:

  • передающая катушка (обмотка);
  • принимающая катушка;
  • электронный узел контроля, индикации: интегрированный или вынесенный за пределы рамки. Он монтируется на соединительной панели сверху. В некоторых моделях ее нет или она снимается для удобства монтажа в шлюзовых кабинах и подобных помещениях;
  • внутренняя электронная начинка (процессор, микросхемы);
  • блок питания, автономные аккумуляторы.

Арка подключается к отдельным блокам управления, питания, компьютерам.

Панель управления (верхняя перемычка) на лицевой стороне центрального узла включает следующие элементы:

  • ключ для блокирования режима включено/выключено;
  • индикатор с цветными светодиодами. Отображает сегменты под аркой в которых обнаружен предмет;
  • жидкокристаллическое табло;
  • кнопочная клавиатура ввода, изменения параметров.

От качества катушек зависит однородность генерируемого поля, результативность работы устройства.

Конструкция катушек (боковин) прибора:

  • колонны. Они легкие, не закрывают зоны осмотра, экономят место. Эти достоинства перекрывает слабая результативность прибора, неоднородность поля, неселективность;
  • панели — генерируют стабильное поле с повышенной различающей  и пропускной способностью.

Материал корпуса выполняется из ударопрочного, влагостойкого пластика, есть варианты с алюминием. Устройство выполняется в мобильной сборно/разборной или стационарной форме.

Основные параметры

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

Глубина обнаружения

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

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

Глубина обнаружения металлоискателем

Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.

Частота работы

Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.

Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.

Что такое конвейерный металлодетектор?

Конвейерный металлодетектор предназначен для обнаружения в контролируемой продукции посторонних включений из черных или цветных металлов и сплавов. Это стационарное устройство на устойчивых колесах. Оно в автоматическом режиме сканирует объекты на движущейся конвейерной ленте. При обнаружении металлических предметов или частиц у металлодетектора срабатывает звуковая и световая индикация с остановкой конвейера. Дальнейшие действия зависят от комплектации: либо металлодетектор будет ожидать ручной повторный запуск после удаления отбракованного продукта оператором, либо металлодетектор отбраковывает загрязнённую продукцию самостоятельно, перемещая ее в специальный контейнер без прерывания работы.

Основные элементы конвейерного металлодетектора

С определенной долей уверенности можно утверждать, что посторонние предметы в процессе производства могут попадать в любую продукцию. И дело тут не в недостатках технологических процессов. Причин может быть две: периодически случающиеся поломки оборудования и человеческий фактор. В результате в изготавливаемую продукцию могут попасть фрагменты или части производственного оборудования (гайки, болты, пружины и прочее), а также посторонние предметы, внесенные работниками (скрепки, кнопки, заколки, монеты, пуговицы и прочее).

Подобные металлические изделия могут находится как в сырье, так и в конечном продукте. Наибольшую опасность они представляют, попадая в продукты питания. Поэтому пищевая промышленность – основной потенциальный потребитель конвейерных металлодетекторов.

Зачем нужен конвейерный металлодетектор?

Можно выделить несколько причин:

  1. Контроль качества поступающего сырья. Конвейерные металлодетекторы повышают скорость реагирования предприятия. Они позволяют своевременно выполнить отбраковку несоответствующего сырья и прекратить сотрудничество с недобросовестными поставщиками.
  2. Контроль качества конечного продукта. От этого зависит не только имидж предприятия, но и здоровье потребителей.
  3. Защита связанного с металлодетектором оборудования. Обнаружение металлических предметов или включений на ранних стадиях технологического цикла дает возможность избежать поломок оборудования и финансовых затрат на его ремонт. Это касается миксеров, тестомесов, тестораскаточных машин – оборудования, которое могут повредить посторонние металлические предметы.
  4. Соответствие международным стандартам качества – НАССР, ISO 22000:2005. Эти документы требуют коренного изменения подходов к контролю качества продукции. При этом во главу угла ставятся интересы потребителя. Наличие сертификата соответствия НАССР или ISO 22000:2005 улучшает имидж предприятия и повышает степень доверия со стороны потребителей.

Что такое НАССР и ISO 22000:2005

01.07.2013 на территории России вступил в силу Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Этот документ требует от производителей пищевой продукции разработки, внедрения и поддержания процедур, основанных на принципах НАССР.

НАССР, от английского Hazard Analysis and Critical Control Point, в переводе означает «Анализ рисков и критические контрольные точки». Эта система представляет собой совокупность разработанных документов, организационной структуры, ресурсов и производственных процессов. Ее внедрение означает, что предприятие полностью выполняет требования ТР ТС 021/2011. Наличие сертификата позволяет наносить на упаковку знак соответствия НАССР, который информирует покупателей о безопасности продукции.

ISO 22000:2005 «Системы менеджмента в области безопасности продовольствия и пищевой продукции» тоже содержит требования НАССР, но является более расширенным документом. Он больше ориентирован на предприятия, поставляющие свою продукцию на рынки Европы.

Работа с металлоискателем, продиктованная обстоятельствами

Нацеленная на эффективность, работа с металлоискателем зависит от многих условий. К примеру: глубина обнаружения предмета зависит не только от мощности и специальных настроек металлодетектора, но и размеров предмета, скрытого в толще земли. Также имеет значение время его нахождения в захоронении, ориентация в грунте, состав металлов и форма находки.

Помимо аудио сигнала, набор важных сведений удаётся получить путём отображения поступивших показателей на экране. В соответствии с количеством параметров, исходящих от цели, а также глубины анализа, способности прибора дать правильную оценку, зависит решение: начинать раскопки, либо продолжить поиск.

В получении визуальных данных приходится ориентироваться на цифровую шкалу на дисплее, установленном на любом устройстве, не зависимо от его цены. А вот аналоговая шкала, разделённая на сегменты, устанавливается только на дешёвых устройствах. Определение особенностей цели, в данном случае, происходит благодаря маркеру на экране, реагирующему на поступивший сигнал.

В качестве примера можно привести прибор топ-класса, имеющий процессор большой мощности и экран с хорошим разрешением, на который выводится 2-х или 3-х мерное изображение. Здесь уже работа с металлоискателем может основываться на графической картинке.

Как искать с металлоискателем, ориентируясь на параметры?

Любителям истории, хоть немного разбирающимся в физике, совершенно ясно, как искать металлоискателем, оперируя частотой сигнала. К примеру: глубина поиска увеличивается со снижением частоты, а способность обнаружения, даже самых маленьких находок, связана с повышением частоты.

А так как человек, искушённый в раскопках, имеет представление относительно оптимальной глубины поиска интересующих предметов, то, чаще всего, предпочтение отдаётся средним показателям частот. Правда, в продаже встречаются металлодетекторы, оснащённые дополнительной программой, увеличивающей глубину поиска с возможностью идентификации находки.

Металлоискатели, способные работать на нескольких частотах одновременно (2, 3, 4), гарантируют хорошую глубину обнаружения и распознавания мелких целей. В иных случаях задача решается путём смены поисковой катушки, как у импульсных металлоискателей.

Пользуясь оборудованием подобного типа, легко удаётся обнаружить 5-ти копеечную монету на глубине 20-40 см. Но, вооружившись топовым металлоискателем, можно достичь и 2-метровой глубины. Правда, возможность глубинного поиска, позволяющего проникнуть на 4 метра вглубь, оставляет искателя слепым на 10-сантиметровой глубине, где чаще всего и находятся монеты.

Неизменным требованием эффективности работы с металлоискателем является качество поступающего сигнала, что выражается в чётком определении характера цели и оперативности обработки информации. Кроме того, нужно отстроиться от помех электромагнитного свойства и от грунта, минерализация и влажность которого сказывается на глубине поиска.

При желании, можно сделать выбор модели с возможностью запрограммировать на конкретные металлы, определившись с дискриминационной маской прибора. Определение точного места нахождения предмета выполняется благодаря статичному режиму — гинпоинту. А если выбирать между герметичностью металлодетектора и его влагостойкостью, лучше остановиться на последнем, позволяющем работать в непосредственном соприкосновении с водной средой.

Но не стоит чересчур увлекаться количеством функций профессиональных металлоискателей, так как могут возникнуть загвоздки с длительностью обучения. Притом, ошибка в настройках сложного прибора ведёт к негативным результатам и потере времени.

При отсутствии опыта, можно воспользоваться услугами инструктора или попробовать себя в роли искателя в компании с товарищем, искушённым в подобных делах. Успех обычно приходит по мере приобретения опыта (через 1-2 поиска), что вполне вероятно при освоении упрощённых бюджетных моделей, не требующих сложного подхода.

Ориентируясь на опыт и предварительную подготовку кладоискателя, можно порекомендовать устройства по разной цене, количеству функций и сложности конструкций:

Перечень металлоискателей

Металлоискатели для начинающих (до 16 тысяч рублей):

  • Tesoro Compadre
  • Fisher F2
  • Garrett ACE 250
  • Garrett ACE-250 Pro

Металлоискатели для кладоискателей с опытом (от 16 до 25 тысяч рублей):

  • Garrett ACE 350
  • Minelab X-TERRA 505
  • Bounty Hunter Platinum PRO
  • Tesoro Cibola

Профессиональные металлоискатели (от 26 до 34 тысяч рублей):

  • Tesoro Tejon
  • Garrett AT PRO
  • Minelab X-TERRA 705
  • Fisher F75

Металлоискатели премиум класса (35 тысяч рублей):

  • Minelab E-Trac
  • Minelab CTX 3030
  • Fisher F75 LTD
  • Garrett GTI 2500 PRO

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 …100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Собираем металлоискатель дома – совет от мастера №3

Мой интерес поиска металла в земле появился сравнительно недавно, когда на рынке товаров появился металлоискатель. Что же из себя он представляет? Прибор, который работает по принципу передача – прием. Включил, проводишь катушкой и вот – писк, значит предмет найден!

Люди были готовы копать каждый сантиметр земли вглубь, чтобы найти тайну, клад, металл, монеты. Чтобы глубина обнаружения была хорошая покупали дорогие товары от 10 тысяч и выше рублей.

Да вариант хороший купил и пользуйся. Но есть и другой вариант собрать его. Практически у всех нас есть гараж, погреб, сарай, мастерская, где лежат вещи из которых, если есть желание, собирается металлоискатель.

Нам остается произвести заказ через интернет или сходить в специализированный магазин и приобрести радиодетали, а также нам понадобится различный инструмент.

Также нам может понадобится мини дрель, принтер, копирка, если принтер отсутствует.  В идеале нам поможет фрезерный самодельный станок с ЧПУ и программа схем печатных плат и разводка. Оставляю ссылку на данное видео. Он облегчает работу и уменьшает время выполнения.

Если изделие делается при помощи принтера нам понадобиться программа и готовая схема в ней под металлоискатель находим Спринт лаут  в поисковой системе и устанавливаем ее. Отрываем и прикладываем файл с готовой схемой переносим рисунок на середину и нажимаем на печать.

Бумага нам нужна из журналов так как она идеальна, но можно и простую Снегурочку. Затем производим зачистку и обезжиривание текстолита, чтобы разводка как можно лучше отпечаталась.

Берем рисунок, который на бумаге, и прикладываем его к текстолиту плотно обжимаем и проглаживаем при помощи утюга 4-5 минут. Помещаем под воду и убираем лишнюю бумагу у нас должен отразиться рисунок схемы, затем сверлим и доводим дорожки лаком до идеала.

После, приступаем к травлению используя хлорное железо, работаем с ним в перчатках оно въедается в кожу и ее не возможно будет смыть. Так и в остальные материалы такие как обои, дерево, одежда.

Банка хлорного железа – 900 грамм

Нам понадобиться вся банка, то есть 900 г на ней написано. Затем 1:3 разводим ее водой в одной таре, наливаем из-под крана горячую воду в другую тару можно подогреть до 50-75С. Помещаем тару с раствором в теплую воду, а в раствор кладем текстолит с медным покрытием вниз и процесс пошел. Время травления зависит от свежести хлорного железа и составляет 20-45 минут. Достаём ее, сушим, проходим наждачной бумагой.

А бывает и такой момент, что нет принтера и станка, и сверла. Работа будет долгой и нервной. Просим знакомого или платим нам распечатают разводку.

Дальше приступаем к луде, но это на ваш выбор.  После начинаем паять и собирать изделие. Начиная с мелких радиодеталей.

Давайте рассмотрим один из популярных, самодельных металлоискателей Пират. Он вам обойдётся всего в три тысячи рублей.

Радио 5 номер 2004 год

В свое время в радио кружке я собирал металлоискатель из журнала радио за 2004 год 5 номер – вот эта статья. Но у меня был опытный наставник с 35 летним опытом стажа работы по сборке радиотехники и разводку делали с помощью копирки да весь прибор я собирал при постоянном контроле его глаз. Небольшой обзор в виде скриншотов.

Давайте вернемся к нашему прибору пират и посмотрим весь процесс сбора. Готовая печатная плата выглядит так.

плата для сборки металлоискателя Pirat

Список деталей для сборки металлоискателя Пират

Далее приступаем к работе начиная вставлять резисторы, диоды и перемычку. Весь список радиодеталей приведён на картинке выше.

Далее будем паять оставшиеся детали конденсаторы и микросхемы.

Затем останется лишь катушка для этого нам понадобиться проволока 0.5 мм кастрюля любая. У меня вышло 25 витков, с диаметром 19 см.

Потом фольгой для экранирования, что бы не пищала на любые звуки. И скотчем.

Конструкцию катушки помещаем в банку из-под пресервов, где была сельдь, схему можно поместить в коробочку из самодельной фанеры или в большую распаянную коробку. Желаю удачи в сборе данного прибора, но есть один момент вам еще надо знать, где искать или это будет потраченное время.

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