Глубинный металлодетектор своими руками: схема, инструкция и отзывы. Металлоискатель своими руками – схемы, чертежи, пошаговое изготовление Металодетектор на транзисторах с дискриминацией

31.10.2023Рубрика: Помещения

Металлоискатель своими руками - как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64... 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 - 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1...2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

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.

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 . 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.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

С наступлением весны всё чаще и чаще на берегах рек можно встретить людей с металлодетекторами. Большая часть из них занимается «золотым промыслом» сугубо из любопытства и азарта. Но некоторый процент действительно зарабатывает на поисках редких вещиц немалые деньги. Секрет успеха подобных изысканий не только в опыте работы, информации и интуиции, но и в качестве оборудования, которым они оснащены. Профессиональный инструмент стоит дорого, и если вы владеете азами знаний по радиомеханике, то, вероятно, не раз задумывались над тем, как сделать металлоискатель своими руками. Редакция сайт придёт вам на помощь и расскажет сегодня, как самостоятельно собрать прибор с помощью схем.

Читайте в статье:

Металлоискатель и его устройство

Такая модель стоит более 32 000 рублей, и, конечно, непрофессионалам такой прибор будет не по карману. Поэтому предлагаем изучить устройство металлодетектора, чтобы собрать вариацию такого устройство самому. Итак, самый простейший металлоискатель состоит из следующих элементов.

Принцип работы подобных металлодетекторов основан на передаче и приёме электромагнитных волн. Главными элементами прибора подобного типа являются две катушки: одна − передающая, а вторая − принимающая.

Металлоискатель работает так: магнитные силовые линии первичного поля (А) красного цвета проходят через металлический объект (Б) и создают в нём вторичное поле (зелёные линии). Это вторичное поле улавливает приёмник, и детектор посылает звуковой сигнал оператору. По принципу работы излучателей электронные устройства такого типа могут быть разделены на:

Простые, работающие по принципу «приём-передача».
Индукционные.
Импульсные.
Генераторные.

Самые дешёвые устройства относятся к первому типу.

В индукционном металлоискателе одна катушка, которая посылает и принимает сигнал одновременно. А вот приборы с импульсной индукцией отличаются тем, что генерирует ток передатчика, который включается на какое-то время и затем резко отключается. Поле катушки генерирует импульсные вихревые токи в объекте, которые обнаруживают, анализируя затухание импульса, наведённого в катушке приёмника. Этот цикл повторяется непрерывно, может быть сотни тысяч раз в секунду.

Как работает металлоискатель в зависимости от назначения и технического устройства

Принцип работы металлоискателя разнится в зависимости от типа устройства. Рассмотрим основные из них:

Устройства динамического типа . Самый простой тип устройства, сканирующего поле постоянно. Главная особенность работы с таким прибором – необходимо все время находиться в движении, иначе сигнал пропадёт. Такие приборы просты в использовании, однако, они слабо чувствительны.
Приборы импульсного типа. Имеют большую чувствительность. Часто к такому прибору идёт дополнительно несколько катушек для настройки под разные типы грунтов и металлы. Требуют определённых навыков для настройки. Среди приборов этого класса можно выделить электронные устройства, работающие на низкой частоте – не выше 3 кГц.

Электронные приборы , с одной стороны, не дают реакцию (или дают слабую) на нежелательные сигналы: мокрый песок, мелкие кусочки металла, дробь, к примеру, а, с другой, обеспечивают неплохую чувствительность при поиске скрытых водопроводных труб и трасс центрального отопления, а также монет и других металлических предметов.
Глубинные детекторы заточены под поиск объектов, находящихся на внушительной глубине. Они могут обнаружить металлические предметы на глубине до 6 метров, в то время как остальные модели «пробивают» только до 3. К примеру, глубинный детектор Jeohunter 3D способен производить поиск и обнаружение пустот и металлов, при этом показывая обнаруженные в грунте объекты в 3-мерном виде.

Работают глубинные детекторы на двух катушках, одна находится параллельно поверхности грунта, другая – перпендикулярно.

Стационарные детекторы – это рамки, установленные на особо важных охраняемых объектах. Они вычисляют любые металлические предметы в сумках и карманах людей, проходящих сквозь контур.

Какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками в домашних условиях

К самым простейшим приборам, которые можно собрать самому, относятся устройства, которые работают по принципу – приём-передача. Существуют схемы, которые по силам даже начинающему радиолюбителю, для этого просто нужно подобрать определённый набор деталей.

В интернете есть множество видеоинструкций с подробным объяснением, как сделать простейший металлоискатель своими руками. Вот самые популярные из них:

Металлоискатель «Пират».
Металлоискатель – бабочка.
Излучатель без микросхем (ИМС).
Серия металлоискателей «Терминатор».

Однако, несмотря на то, что некоторые затейники пытаются предлагать системы сборки металлоискателя из телефона, такие конструкции не пройдут проверку «боем». Проще купить детскую игрушку-металлоискатель, толку будет больше.

А теперь подробнее о том, как сделать простой металлоискатель своими руками на примере конструкции «Пират».

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:

Материалы для изготовления корпуса, штанги (можно использовать пластиковую трубу), держателя и так далее.
Проводы и изоленту.
Наушники (подойдут от плейера).
Транзисторы – 3 штуки: ВС557, IRF740, ВС547.
Микросхемы: К157УД2 и NE
Керамический конденсатор − 1 нФ.
2 плёночных конденсатора − 100 нФ.
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.
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.
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.

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.

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.

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

Иллюстрация	Описание действия
	Для намотки приготовьте доску с направляющими. Расстояние между ними равно диаметру основания, на которое вы будете крепить катушку.
	Намотайте проволоку по периметру креплений в 20−30 витков. Скрепите обмотку изолентой в нескольких местах.
	Снимите обмотку с основания и придайте ей округлую форму, при необходимости скрепите дополнительно обмотку ещё в нескольких местах.
	Подсоедините контур к устройству и протестируйте его работу.

Катушка из витой пары за 5 минут

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

Иллюстрация	Описание действия
	Сверните провод в два мотка косичкой. Оставляем по 10 см с каждой стороны.
	Зачистите обмотку и освободите жилы для соединения.
	Соединяем жилы согласно схеме.
	Для лучшего крепления спаяйте их паяльником.
	Протестируйте катушку в том же порядке, что и устройство из медной проволоки. Выводы обмотки нужно припаять к многожильному проводу с диаметром в пределах 0,5−0,7 мм.

Краткая инструкция по настройке металлоискателя «Пират», сделанного своими руками

После того как основные элементы металлоискатели готовы, приступаем к сборке. На штанге металлоискателя крепим все узлы: корпус с катушкой, приёмо-передающий блок и рукоятку. Если вы всё сделали правильно, то дополнительные манипуляции с прибором не потребуются, так как он изначально имеет максимальную чувствительность. Более тонкая настройка выполняется посредством переменного резистора R13. Нормальная работа детектора должна обеспечиваться при среднем положении регулятора. Если имеется осциллограф, то с его помощью на затворе транзистора Т2 нужно измерить частоту, которая должна составлять 120−150 Гц, а длительность импульса – 130−150 мкс.

Можно ли сделать своими руками подводный металлоискатель

Принцип сборки подводного металлоискателя ничем не отличается от обычного, с той лишь разницей, что придётся покорпеть над созданием непроницаемой оболочки с помощью герметика, а также над размещением специальных световых индикаторов, которые смогут сообщить о находке из-под воды. Пример, как это будет работать, в видео:

Металлоискатель «Терминатор 3» своими руками: подробная схема и видеоинструкция по сборке

Металлоискатель «Терминатор 3» многие годы занимает почётное место в рядах самодельных металлоискателей. Двухтональный прибор работает по принципу баланса индукции.

Его главными особенностями являются: небольшое энергопотребление, дискриминация металлов, режим цветных металлов, режим только золото и очень хорошие характеристики глубины поиска, по сравнению с полупрофессиональными фирменными металлоискателями. Мы предлагаем вам самое подробное описание сборки подобного устройства от народного умельца Виктора Гончарова.

Как сделать металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов

Дискриминация металлов – это возможность прибора различать обнаруженный материал и осуществлять его классификацию. Дискриминация основана на разной электропроводности металлов. Самые простые способы определения типов металлов были реализованы в старых приборах и устройствах начального уровня и имели два режима – «все металлы» и «цветные». Функция дискриминации позволяет оператору реагировать на фазовый сдвиг определённой величины, сравниваемый с настроенным (эталонным) уровнем. При этом прибор не может различать цветные металлы между собой.

О том, как сделать самодельный профессиональный металлоискатель из подручных средств, в этом видео:

Особенности глубинных металлоискателей

Металлоискатели такого типа могут обнаружить объекты на большой глубине. Хороший металлоискатель, сделанный своими руками, заглядывает на глубину в 6 метров. Однако в этом случае размер находки должен быть солидным. Лучше всего работают такие детекторы для обнаружения старых снарядов или обломков достаточно большого размера.

Существует два типа глубинных металлодетекторов: рамочный и приёмопередатчик на штанге. Первый тип устройства способен охватывать для сканирования большой участок земли, однако, в этом случае эффективность, целенаправленность поиска снижается. Второй вариант детектора – точечный, он работает направленно вглубь на небольшом диаметре. Работать с ним необходимо медленно и осторожно. Если вы поставите цель − соорудить такой металлоискатель, следующее видео может подсказать вам, как это сделать.

Если у вас есть опыт по сборке такого устройства и его применению, расскажите о нём другим!

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

Металлоискатели используют для того, чтобы обнаружить невидимые предметы, которые по своим электромагнитным свойствам, отличаются от той среды, в которой они находятся. Металлоискателями пользуются: любители-археологи, геологи, кладоискатели. Также данными приборами пользуются саперы, для обнаружения снарядов, строители, для поиска металлических частей конструкций (арматура, трубы…).

Большинство металлоискателей внешне очень похожи, но на самом деле они сильно отличаются по своим свойствам, и в зависимости от цели использования. Вот несколько фотографий, часто используемых металлоискателей. А также схема простого металлоискателя.

Как устроены металлоискатели?

Устройство металлоискателя довольно простое. И его можно собрать своими руками в домашних условиях. Для этого не нужно иметь глубоких познаний в электротехнике. Мы приготовили для вас пошаговую инструкцию, которая поможет вам собрать любительский металлоискатель из подручных средств.

Но для начала, давайте узнаем какие типы металлоискателей существуют, какие свойства имеют различные модели и как выбрать подходящую именно для вас модель. Для того чтобы выбрать себе подходящий тип металл детектора, нужно определится: какие технические характеристики вам необходимы.

Вот несколько характеристик, по которым судят о качестве прибора:

Проникающая способность детектора. На какую глубину проникает электромагнитное поле катушки детектора. От этого зависит насколько глубоко устройство будет «видеть» металл в земле или другой среде.

Охватываемая зона поиска. Обычно металлоискатели исследуют грунт полосами. Этот параметр определяет ширину таких полос.

Восприимчивость прибора. От этого зависит будет ли ваш металлоискатель обнаруживать мелкие металлические предметы (например, монеты).

Фрагментация детектора. Эта функция отвечает за способность детектора реагировать только на искомые предметы (например, цветные металлы).

Устойчивость искателя к помехам. Кроме собственного электромагнитного поля, прибор может попадать в электромагнитные поля других приборов. (мобильных устройств, линий электропередач, радиостанций…). Лучшими считаются металл детекторы, которые не реагируют на поля других источников.

Энергоемкость. На сколько часов поиска должно хватать одного заряда батарей или аккумулятора.

Классификация по частоте

Кроме того, металлоискатели классифицируются по рабочей частоте. Существуют:

Металл детекторы, работающие на сверхнизких частотах. Такие устройства используют только профессионалы. Отличаются хорошими техническими параметрами, но для их функционирования требуются десятки ватт энергии. Обычно устанавливаются на специальные автомобили с емкими аккумуляторами и оборудованием, которое позволяет определить размер, форму и структуру обнаруженных предметов.

Металлоискатели, работающие в диапазоне низких частот (от 300 Гц до нескольких тысяч Гц). Легко изготавливаются. Устойчивы к помехам, но имеют низкую восприимчивость. Их еще называют глубинными детекторами («видят» металл на глубине до пяти метров).

Металл детекторы с повышенным диапазоном рабочих частот. (до нескольких десятков КГц). Их собрать сложнее чем низкочастотные. Их проницательная способность до полутора метров. Хорошо обнаруживают мелкие предметы. Они редко используются из-за их низких технических характеристик.

Как собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях

7 простых шагов:

Для того чтобы собрать металлоискатель нам понадобится китайский радиоприемник (должен иметь магнитную антенну, АМ диапазон), дешевый калькулятор, коробка и двухсторонний скотч.
Разворачиваем коробку, чтобы она имела форму книги (с одной стороны основная часть, с другой крышка)
Приклеиваем к книжке радиоаппарат и калькулятор на двухсторонний скотч. (радио прикрепляется к крышке, а калькулятор к основе коробки).
Включаем приемник и находим частотный отрезок, который не используется радиостанциями (около 1.5 МГц).
Начинаем работу с калькулятором. При этом радиоприемник начинает усиленно шуметь.
Начинаем медленно приближать крышку коробки к основной части. Нам нужно найти положение, когда шум исчезнет.
Фиксируем книжку в данном положении. Готово! Вы изготовили простейший любительский металл. детектор.

Металлоискатели с дискриминацией металлов

Среди всех металл детекторов особо эффективными считаются аппараты, имеющие функцию дискриминации. Что это значит?

Металлоискатель не только показывает наличие в грунте предмета с характерным полем, но и отображает на экране приблизительные формы, размеры и материал обнаруженного предмета.

Конечно, с таким аппаратом работа гораздо эффективнее (не нужно копать грунт при каждом сигнале детектора) и требует меньшего времени. Но такие металлоискатели очень быстро расходуют энергию. Плюс они дороже в несколько раз. Для любительского кладоискателя подойдет и более дешевый аналог.

Мы надеемся, что наша статья была полезной для вас, помогла разобраться в основных типах аппаратов для поиска металла и возможно даже подсказала как изготовить свой любительский металлоискатель!