Как сделать металлоискатель своими руками: принцип работы, схемы, пошаговая инструкция

Как работает металлоискатель – принцип действия

Металлоискатель является электронным прибором, который состоит из первичного индикатора и вторичного узла. Устройства для выявления металлов разделяются на следующие подвиды:

• приборы приёмо-передачи;
• индукционные;
• импульсные;
• генераторные.

Большая часть моделей среднего ценового диапазона считаются приборами по типу «приём-передача». Принцип функционирования довольно простой и основан на поступлении магнитных волн. Основной частью приспособления станут две катушки.

Передающая катушка создаёт магнитное излучение, проходящее через нейтральную среду ФОТО: besplatka.ua

Если на пути магнитной волны встретится предмет из металла, он отразится от него, и устройство получит отражённый луч. Сработает сигнал, информирующий об обнаружении цели.

Индукционный металлодетектор ФОТО: besplatka.ua

Действие индукционного металлодетектора аналогично с приспособлением типа «приём-передача». Основным отличием станет лишь наличие одной катушки, посылающей и принимающей импульс.

Импульсные металлодетекторы невосприимчивы к минерализации почвы. Магнитное поле создаст на верхнем слое предмета из металла вихревые токи. Непосредственно их и будет улавливать устройство.

Генераторные металлоискатели могут быть различных видов. Однако каждый из них имеет основой LC-генератор. Подобные приборы не очень восприимчивы, часто предназначаются для обнаружения металлов лишь 1 вида.

Начнем с механических конструкций глубинных рамок для металлоискателя.

Глубинные рамки небольших размеров, устанавливают на штангу как и обычную катушку, но есть ограничения по весу и габаритам. Поэтому такая конструкция подходит для рамок диаметром до 60-70см. Большая рамка становится слишком тяжелой и ее уже неудобно носить таким способом.

Каркас глубинной катушки для металлоискателя изготавливают из пластиковых труб, без использования металлических элементов. Трубу выбираете в зависимости от способа которым вы ее будит соединять, и в зависимости от размеров вашей рамки, чтобы труба обеспечивала достаточную жесткость конструкции!

Небольшие катушки обычно делают неразборными в форме кольца или квадрата.

Вот несколько фотографий таких рамок:

Для рамок больших размеров, неразборная конструкция, уже неудобна для транспортировки, да и носить на штанге такую рамку уже тяжело. Наиболее распространенным решением для больших рамок, это разборный квадратный каркас с накладной поисковой петлей или петлей пропущенной вовнутрь трубного каркаса.

В таком случае, каркас рамки изготавливается из пластиковых труб, а поисковая катушка мотается многожильным проводом в изоляции! ПРОВОД ДОЛЖЕН БЫТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО МНОГОЖИЛЬНЫМ, так как при разборке и транспортировке глубинной катушки, провод будит гнуться и одножильный провод в итоге может переломиться!

Такие рамки носят обычно вдвоем:

Но есть варианты конструкций глубинного металлоискателя для самостоятельной переноски:

Намотка глубинной рамки

Для намотки глубинных рамок рекомендуется использовать многожильный провод в изоляции, диаметром 0,5-0,75мм.

Таблица количества витков для глубинных рамок различного размера и их максимальная глубина обнаружения с металлоискателями ПИРАТ и Кощей 5И:

Желательно после намотки рамки, витки стянуть между собой изолентой или скотчем, это уменьшит межвитковую емкость и сделает петлю более прочной. Провод от рамки к электронному блоку можно изготовить из того же провода, которым и намотана рамка, свив его с шагом 1 виток на 1 см. А затем обжать термоусадочной трубкой или замотать изолентой.

Вот так можно легко изготовить глубинную рамку для импульсного металлоискателя, и получить полноценный глубинный металлоискатель не уступающий по глубине фирменным металлодетекторам.

Пошаговая инструкция по сборке простого самодельного металлоискателя своими руками

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки металлоискателя своими руками понадобятся:

1. Инструменты: кусачки, ножик, пила мелкая, отвертка, паяльник.
2. Материалы: провод, припой, флюс, клей, изолента, радиодетали, деревянная или пластиковая палка.

В качестве штанги, а также элементов ее крепления нужно использовать диэлектрики (полимеры, дерево, клей), чтобы они не вносили помех в работу металлоискателя.

Подготовка деталей

Нужно подготовить плату, на которой будет монтироваться электрическая схема. В качестве платы может использоваться даже картон. На ней от руки размечают расположение будущих деталей и проделывают отверстия.

Радиодетали покупают в магазине или выпаивают из старой аппаратуры. Однако нужно следить, чтобы детали были одинаковыми. Это позволит легче согласовать работу двух детекторов.

Чувствительного металлоискателя на базе схемы двухконтурного осциллятора

Этапы изготовления:

1. Располагают на плате транзисторы, резисторы и конденсаторы и припаивают согласно приведенной ниже схеме.
2. Припаивают два провода от батарейного отсека, а также два пьезоэлектрических динамика.
3. Наматывают провод на круглый каркас диаметром около 22 см. После 10 витков делают отвод провода длиной 20 см. Провод в месте отвода не разрывают, а складывают руками пополам. Делают еще 20 витков. В результате должно получиться три вывода длиной 20 см: начало провода, конец и отвод после 10-го витка.
4. Снимают катушку с каркаса, придерживая витки руками, и плотно фиксируют изолентой.
5. Наматывают вторую катушечку, которая должна зеркально повторять первую. Снимают ее с каркаса и фиксируют изолентой.
6. Припаивают согласно схеме выводы катушечных детекторов.
7. Собирают подставку. Катушки располагают друг от друга на расстоянии примерно 15 см, а между ними прикрепляют плату.
8. Настраивают детекторы перед закреплением. Включают металлоискатель и, перемещая руками катушки, добиваются максимальной тишины. Подносят металл к одной из них. Если звук заметно изменяется, значит, металлоискатель работоспособен.
9. Фиксируют элементы клеем и замазывают масляным лаком.
10. Прикрепляют к подставке рукоятку.

На трансформаторе с Ш-образными пластинами

Это простой параметрический металлоискатель с индуктивной обратной связью. Позволяет обнаруживать скрытую проводку, арматуру в стенах и перекрытиях, а также крупные металлы в почве. Трансформатор используется маломощный от любого радиоприемника. Чтобы своими руками превратить трансформатор в детектор, нужно разомкнуть его магнитопровод: снять каркас, прямые перемычки и обмотки.

Существуют две схемы переделки трансформатора. В первой используются старые обмотки, во второй они наматываются заново.

В первом случае Ш-образные пластины нужно сложить вместе и на них надеть обмотки. Обмотка на схеме II – сетевая, обмотка I – понижающая на 12 В. Конденсатором С1 настраивается тон звука. Вместо транзистора МП40 можно использовать КТ361.

Во втором случае на Ш-образные пластины наматываются обмотки на 1000 витков (на схеме I) и 200 витков (на схеме II). Для обмотки I используется провод ПЭЛ-0,1. Через 500 витков делается отвод. Обмотка II наматывается проводом ПЭЛ-0,2.

Трансформатор герметизируется и помещается на нижней штанге металлоискателя. При приближении к металлу в наушниках изменится тональность сигнала.

На транзисторах

Также несложная схема, состоящая из транзисторов К315Б или К3102, конденсаторов, резисторов, наушника и элемента питания.

Первый транзистор создает задающий генератор, второй – поисковый генератор. Если к катушке приблизить металл, в наушниках появляется звук. Подробная схема приведена ниже.

На микросхеме К561ЛЕ5

Схема состоит из микросхемы, наушников, резисторов и конденсаторов. Катушка L1 подключается к задающему генератору, а L2 – к поисковому генератору микросхемы. Металлический предмет влияет на частоту поискового генератора, меняя звук в наушниках. Настраивается МД конденсатором С6. Он устраняет лишние шумы. Напряжение питания прибора 9 В.

Основные параметры

Метод поиска

Индукционные металлодетекторы (МД) состоят из приемопередающей катушки индуктивности.

Излучаемый сигнал при попадании на металлический предмет отражается обратно и регистрируется приемником. Эти устройства достаточно просты в изготовлении своими руками, но их чувствительность сильно зависит от типа грунта и качества катушки.

Импульсные МД возбуждают в поисковой зоне вихревые токи и измеряют вторичное затухающее электромагнитное поле. Чувствительность этих приборов выше и не зависит от типа грунта. Однако они потребляют много электроэнергии, что не позволяет работать в автономном режиме продолжительное время.

Фазочувствительные МД могут быть:

1. Импульсными. Приемник и передатчик здесь – один и тот же элемент. Он фиксирует сдвиг фаз отраженного от металла сигнала. Нарастание сдвига фаз вызывает в наушниках щелчки: чем ближе МД к металлу, тем чаще они становятся, в итоге сливаясь в единый звук. На этом методе основана работа популярного металлоискателя «Пират».
2. Двухконтурными. Состоят из 2 симметричных генераторов и 2 детекторов. Металлический предмет нарушает синхронизацию генераторов, и возникают те же щелчки, сливающиеся в непрерывный тон.
3. Параметрические МД не имеют ни приемной, ни передающей катушки, что делает их простыми, дешевыми и популярными для сборки своими руками. LC-генератор создает электромагнитное поле звуковой частоты. Любой металл рядом с металлоикателем изменяет параметры катушечного детектора, что влияет на частоту и амплитуду генерируемых сигналов. Схему таких приборов легко найти. Однако чувствительность их низкая и не позволяет вести сложные поиски. Параметрические МД делятся на:
4. Частотные МД. Излучают многочастотные сигналы. При приближении к металлам прибор фиксирует изменение частоты.
5. Металлоискатели, регистрирующие изменение добротности контура. Когда расстояние между прибором и металлом уменьшается, прибор фиксирует это.

Глубина обнаружения

Глубина обнаружения зависит от диаметра катушки, электронной схемы и частоты работы. Чем больше диаметр мотка провода, мощнее излучаемое электромагнитное поле и ниже его частота, тем глубже зона обнаружения металлоискателя, сделанного своими руками.

Однако с увеличением глубины поиска ухудшается чувствительность металлоискателя к мелким предметам, селективные возможности также снижаются. Возрастает энергопотребление и вес устройства, что усложняет длительное удержание металлоискателя в руках.

https://youtube.com/watch?v=QdpHOFbRTws

Частота работы

По частоте работы МД делятся на:

1. Высокочастотные. Работают на частотах нескольких сотен кГц. Применяются в приборах, рассчитанных на поиски золота, так как имеют отличную дискриминацию. Но резко теряют чувствительность на мокрых и магнитных грунтах, а также на глубине больше 40 см.
2. Среднечастотные. Частота работы до нескольких десятков кГц. Требования к качеству катушки ниже, хорошая чувствительность. Глубина обнаружения до 1,5 метров при условии, что грунт сухой и маломинерализованный.
3. Низкочастотные. Работают на частоте от сотен Гц до нескольких кГц. Это глубинные металлоискатели, обнаруживающие предметы до 5 метров под землей. Они просты в изготовлении своими руками. Из недостатков: низкая чувствительность и высокое энергопотребление. Подходят в качестве магнитодетекторов, а также для поиска крупных предметов из черного металла (арматура, проводка).
4. Сверхнизкочастотные. Не подходят для любительского поиска, так как имеют высокое энергопотребление и большие габариты, а для обработки сигнала требуются специальные программы. Частота работы до нескольких сотен Гц. Эти металлоискатели невозможно удерживать на руках, поэтому они устанавливаются на автомобиле.

Особенности схемы металлоискателя с дискриминацией металлов

Для облегчения задачи поиска, металлодетекторы оснащают дискриминаторами, дающими возможность различить вид металла и пропустить мусор. Наиболее простые методы выявления реализуются в старых изделиях и приспособлениях начального уровня. Опция дискриминации даёт возможность пользователю среагировать на фазовые сдвиги конкретной величины. В то же время, устройство не способно различить цветные металлы друг от друга. В промышленных приборах используют дискриминаторы с выделением диапазона. Применяемые в таких изделиях процессорные системы дают возможность запрограммировать детектор на реагирование лишь на конкретные подгруппы металлов.

Watch this video on YouTube

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.

Конструкция и принцип работы

Конструкция металлоискателей состоит из следующих основных элементов:

1. Катушка принимает и передает электромагнитный сигнал, сканируя поверхность с искомым металлом.
2. Блок управления обрабатывает сигнал, получаемый от катушки, оповещает пользователя графическим или звуковым сигналом, а также позволяет своими руками настраивать режимы работы детектора.
3. Нижняя штанга фиксирует катушку и регулирует угол ее наклона.
4. Средняя штанга – промежуточное звено между нижней и верхней штангой, позволяет регулировать высоту металлоискателя.
5. Верхняя штанга. Здесь размещается блок управления, а также удобная рукоятка с подлокотником, чтобы руки пользователя не устали от длительного удерживания металлоискателя.

Металлоискатель через катушку излучает электромагнитное поле. Когда в этом поле оказывается металл или любой другой токопроводящий материал, поле искажается и ослабляется. Блок управления улавливает это и подает сигнал.

Поэтому чувствительные электронные схемы позволяют своими руками создавать приборы с дискриминацией металлов, которые могут отличать цветмет от чермета.

Дискриминация

Дискриминация – это способность идентифицировать скрытые объекты на основе их проводимости и / или ферромагнитных свойств. Благодаря точной идентификации скрытых объектов, можно решить, выкопать ли их или посчитать за отходы и продолжить поиск.

• Переменная дискриминация – самый простой тип дискриминации, в котором используется ручка для регулировки уровня дискриминации.
• Маскировка / Отбраковка железа – функция, наиболее часто используемая при поиске золота, чтобы игнорировать отходы железа.
• Выборочная дискриминация – позволяет указать конкретные типы объектов для принятия или отказа.
• Умный поиск – наиболее продвинутая форма дискриминации. Идентификаторы объектов отображаются с учетом ферромагнитных свойств и проводимости на двумерном дисплее. Отдельные сегменты и большие области дисплея могут быть выделены для отклонения нежелательных объектов.

Вполне возможно сделать своими руками металлоискатель с дискриминацией металлов.

Сборка металлоискателя

• Закрепление приборов внутри корпуса: на тыльную сторону приборов крепится полоска скотча, затем калькулятор размещается в основании коробки, приемник на внутренней стороне крышки.
• Настройка приемника: нужно включить приемник на максимальном звуке и выбрать верхнюю позицию АМ-диапазона, свободную от вещания радиостанций и помех.
• Подстраивание калькулятора: на включение калькулятора приемник должен отреагировать резким шумом гулом или хрипом, если этого нет, нужно скорректировать диапазон.
• Фиксация положения: начинаем плавно закрывать коробку до того положения пока звук не пропадет или не станет более однородным и фиксируем створки коробки в этом положении, используя при этом кубик пенопласта, резинки и т.п.
• Металлодетектор готов. Если поблизости окажется изделие с электромагнитным излучением, приемник подаст звуковой сигнал.

Совместив элементы других радиоприборов в простейшем детекторе, можно будет понаблюдать в действии за принципом работы металлоискателей и получить удовольствие от своей первой поисковой экспедиции.

• Мотоблок своими руками: пошаговое описание процесса постройки. 92 фото и видео инструкция
• Можно ли создать сварочный аппарат своими руками и как это сделать? 90 фото процесса постройки разных типов
• Заточка сверл своими руками: лучшие способы заточки. 58 фото создания инструмента

Такой детектор, собранный в домашних условиях, можно будет апробировать на поиске лежащих в поверхностном слое земли монет или металлического строительного мусора практически в любой местности, на любом открытом грунте.

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:

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.

https://youtube.com/watch?v=Yoj5Du6mC2E

Самодельный металлоискатель «Пират»: схема и подробное описание сборки

Самоделки на базе металлоискателя серии «Пират» одни из самых востребованных среди радиолюбителей. Благодаря хорошим рабочим качествам прибора, он может «засечь» предмет на глубине от 200 мм (для мелких вещей) и 1500 мм (крупные элементы).

Детали для сборки металлоискателя

Металлодетектор «Пират» является прибором импульсного типа. Для изготовления прибора вам потребуется приобрести:

1. Материалы для изготовления корпуса, штанги (можно использовать пластиковую трубу), держателя и так далее.
2. Проводы и изоленту.
3. Наушники (подойдут от плейера).
4. Транзисторы – 3 штуки: ВС557, IRF740, ВС547.
5. Микросхемы: К157УД2 и NE
6. Керамический конденсатор − 1 нФ.
7. 2 плёночных конденсатора − 100 нФ.
8. Электролитные конденсаторы: 10 мкФ (16 В) – 2 штуки, 2200 мкФ (16 В) – 1 штука, 1 мкФ (16 В) – 2 штуки, 220 мкФ (16 В) – 1 штука.
9. Резисторы – 7 штук на 1; 1,6; 47; 62; 100; 120; 470 кОм и 6 штук на 10, 100, 150, 220, 470, 390 Ом, 2 штуки на 2 Ом.
10. 2 диода 1N148.

Схемы металлодетектора для изготовления своими руками

Классическая схема металлоискателя серии «Пират» построена по микросхеме NE555. Работа устройства зависит от компаратора, один выход которого присоединён к генератору импульсов ИМС, второй − к катушке, а выход − к динамику. В случае обнаружения металлических предметов сигнал от катушки поступает на компаратор, а после − на динамик, который оповещает оператора о наличии искомых предметов.

Приёмный узел на микросхеме Пират

Плату можно разместить в простой распределительной коробке, которую возможно купить в магазине электрики. Если вам недостаточно такого инструмента, вы можете попробовать сделать прибор более совершенного плана, в помощь вам схема для изготовления металлоискателя с ориентиром на золото.

Схема сверхчувствительного металлодетектора Пират–4

Как собрать металлоискатель без использования микросхем

В этом устройстве для генерирования сигналов используются транзисторы советского образца КТ-361 и КТ-315 (можно воспользоваться аналогичными радиодеталями).

Как собрать печатную плату металлоискателя своими руками

Импульсный генератор собирается на микросхеме NE555. Через подбор С1 и 2 и R2 и 3 производится регулировка частоты. Полученные в результате сканирования импульсы передаются на транзистор Т1, а он передаёт сигнал транзистору Т2. Усиление звуковой частоты происходит на транзисторе ВС547 к коллектору, и подключаются наушники.

Плата металлоискателя Пират с динамиком

Для размещения радиодеталей используется печатная схема, которую можно легко изготовить самостоятельно. Для этого используем кусок листового гетинакса, покрытого медной электротехнической фольгой. На неё переносим соединяющие детали, размечаем места креплений, просверливаем отверстия. Дорожки покрываем защитным лаком, а после высыхания опускаем будущую плату в хлорное железо для травления. Это необходимо для удаления незащищённых участков медной фольги.

Как сделать катушку для металлоискателя своими руками

Для основы потребуется кольцо с диаметром порядка 200 мм (в качестве основания могут использоваться обычные деревянные пяльцы), на которое наматывается проволока 0,5 мм. Чтобы повысить глубину обнаружения металлов, каркас катушки должен быть в пределах 260−270 мм, а количество витков – 21−22 об. Если у вас нет под рукой ничего подходящего, можно намотать катушку на деревянной основе.

Катушка из медной проволоки на деревянной основе

Катушка из витой пары за 5 минут

Нам понадобятся: 1 витая пара 5 cat 24 AVG (2,5 мм), нож, паяльник, припой и мультитестер.

Похожие записи:

Усилитель звука своими руками Макита hr2450 Оин1ограничитель импульсных напряжений схема подключения Что такое короткое замыкание: определение, объяснение для «чайников» Топ-10 альтернативных источников энергии Автомат защиты двигателя обозначение на схеме