Металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов

Металлоискатель в домашних условиях своими руками

Многие самодеятельные мастера делятся своим опытом по созданию металлодетекторов своими руками на просторах интернета и в технических журналах.

Среди примеров можно встретить много интересных технических решений, от самых простых, собранных на основе мобильного телефона – до сложных, работающих на глубине 4 метра и производящих дискриминацию металлов.

Простой способ

Если любитель сборки приборов своими руками далек от работы с паяльником, то лучше найти готовые платы. Можно решить проблему, взяв небольшой приемник и калькулятор. Для крепления их на плотную основу подойдет сложенный в виде книжной обложки кусок картона, к которому они крепятся изнутри, при помощи скотча.

Радио надо настроить на частоте АМ, выбрав свободную волну.

Если одновременно включить калькулятор, то динамик радио будет издавать звук помех. Его можно снизить, если сближать два прибора, зафиксировав их на уроне самого низкого шума. Такой прибор начнет издавать более сильные звуки в месте нахождения металлических предметов.

Сложный способ

На изготовление более сложного прибора потребуется больше навыков мастера по радио-технике. В основе устройства должна находиться плата с несколькими электронными деталями, которые надо припаять по определенной схеме.

Среди них – генератор электрического тока, к которому подключается первая катушка. Затем второй генератор эталонного типа, питающий воспринимающую магнитную катушку и работающий на одной частоте с первым. С обоих генераторов сигнал должен поступать на смеситель IС1.2 и далее передаваться на фильтр и усилитель звука для наушников.

С дискриминацией металлов

Некоторые сложные грунтовые детекторы создаются по индукционной технологии, что позволяет им обладать такой функцией, как дискриминатор разных металлов.

С его помощью можно приблизительно оценить качество металла, сразу исключив ненужные виды находок, на глубине от 0,2 до 1,0 метра.

Базовый принцип работы МИ

Функционирование металлодетекторов основывается на пpaктической реализации явления возникновения вихревых токов при изменении электромагнитного поля в процессе его распространения в физически неоднородной среде. По своей сути, МИ является электронным прибором, при включении которого создается направленный первичный сигнал, распространяющий в окружающей среде свое электромагнитное поле.

Принцип действия металлоискателя состоит в том, что при прохождении через предметы, обладающие токопроводящими свойствами (куски металла, минералы, элементы инженерных коммуникаций и т.п.), магнитное поле передаваемого (первичного) сигнала возбуждает на их поверхностях вихревые токи, создающие собственные поля. В результате искажаются конфигурация и параметры поля первичного сигнала, что фиксирует и обpaбатывает принимающая аппаратура МИ. Параметры отраженного сигнала информируют о присутствии металлического предмета в зоне действия металлодетектора и его особенностях. В зависимости от уровня сложности схемотехники различных моделей МИ удается определять глубину залегания обнаруженного металлического предмета и его вид (золото, ферромагнитный сплав, цветной или черный металл).

Обратите внимание! Металлы не способны сами по себе испускать электромагнитные волны, чтобы каким-то образом «выдать» свое присутствие в грунте или в толще бетона. Только облучение направленным сигналом, исходящим от МИ, сможет возбудить вторичный сигнал от металлической мишени, который нередко называют отраженным или переизлученным сигналом

На рис. ниже показана условная схема генерации магнитного поля вторичного сигнала, наглядно поясняющая, как работает металлоискатель.

Вышеизложенный принцип работы металлоискателя, требующий облучения радиоволнами исследуемой среды/объекта и расшифровку принятых отраженных сигналов, является базовым для всех современных серийных МИ. Компактный ручной металлодетектор сотрудника безопасности крупного торгового центра и арочный металлоискатель в международном аэропорту, высота рамки которого превышает 2 метра, работают по одинаковому принципу.

Сделать металлоискатель в домашних условиях

Не все знают, как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Основа работы любых металлодетекторов – передача и ответный прием электромагнитных волн. Ключевые элементы устройств такого типа: две катушки (иногда соединенные в одну). Первая катушка – передающая, вторая – ответственна за прием ответного сигнала, исходящего от обнаруженных предметов.

Металлоискатель работает по следующему принципу:

Исходящие от устройства силовые магнитные лучи проходят через металлические объекты, что создает дополнительное (вторичное) магнитное поле. Приемная катушка улавливает появления такого поля, отправляет сведения об этом в управляющий блок, который приводит в действие систему оповещения.

По принципу действия подобные устройства могут разделятся на:

· Простые. Самые дешевые приборы, ведущие свою работу по банальному, но эффективному принципу «передача-прием».

· Индукционные. Это как раз такие, в которых две катушки объединяются в одну общую.

· Импульсные. Работают на основе импульса, исходящего от передатчика. После выпуска импульса, он сразу же отключается и включается при необходимости генерирования нового импульса.

Есть и иная классификация устройств, основанная на их технических особенностях:

· Динамические

. Простое в конструкции и работе устройство, непрерывно сканирующее зону действия созданного поля. Ключевой принцип работы с таким металлоискателем – необходимость постоянного нахождения в движении, иначе пропадает сигнал. Минус таких искателей – довольно низкий уровень чувствительности.

· Импульсные приборы

. Имеют повышенную чувствительность, однако требуют наличия опыта и навыков дополнительной настройки. Иногда такое устройство оборудуется сразу несколькими катушками, каждая из которых применяется к различным типам металлов и почвы на местности, где проводятся работы. Среди металлодетекторов такого типа наиболее популярны электронные приборы, ведущие работу на низком частотном уровне – в районе 3 кГц.

· Электронные

. Такие детекторы хороши для поиска крупных металлических предметов, имея хороший уровень чувствительности. Однако, с другой стороны, они могут пропускать мелкие артефакты, так как часто имеют настройку на игнорирование мелких сигналов, чаще всего исходящих от ненужных объектов, типа металлического мусора.

· Глубинный

детектор предназначен для поиска объектов, залегающих на значительной глубине под землей. Такие устройства способны уловить сигнал даже на глубине до 6 метров, при том, что остальные чаще всего работают на глубине не более 3. Работает такой аппарат на основе двух катушек, как и другие. Но здесь изменено их положение относительно земной поверхности. Одна из них располагается параллельно земле, вторая – перпендикулярно.

· Еще один вариант, интересующий поисковиков в меньшей степени – стационарные металлодетекторы. Это ни что иное, как рамки, которые часто можно увидеть на особенно важных объектах: стадионах, станциях метро. Они способы вычислять наличие любых изделий из металла в сумках и внутренних людей, которые проходят через установленную рамку.

Самые простые из металлоискателей, которые основывают свою работу на принципе «передача-прием» также имеют несложную конструкцию и принцип сборки, поэтому именно такие устройства лучше всего подходят для изготовления собственными руками. Здесь важен лишь грамотный подбор деталей в соответствии с инструкцией, и наличие минимального опыта работы с радиоэлектроникой.

Катушка для металлоискателя терминатор 3

Для начала следует взять эмаль обмоточный, имеющий диаметр 0,4 мм. Сложить его так, чтобы было два конца и два начала. Далее стоит мотать с двух катушек в раз.

Теперь надо сделать передающую и принимающую катушки, для этого на фанерном листе чертится два круга 200 мм и 100 мм. По данным окружностям вбиваются гвоздики, расстояния между ними должны быть 1 см. На большую оправку наматываются 30 витков эмальпроводом. Затем следует нанести на катушку лак и умотать ниткой, затем сняв с обмотки, спаять серединку. Так получаются провода один средний и крайних два.

Полученную катушку стоит обмотать изолентой и наложить поверх кусок фольги, и сверху еще раз фольгу. Концы обмоток должны выходить наружу.

Теперь стоит перейти к приемной катушке. Здесь уже наматываются 48 витков. Для запуска генератора надо подключить передающую катушку к плате. Средний провод подключается к минусу. А у приемной катушки средний вывод не используется. Для передающей катушки нужна компенсирующая, на которую мотается 20 витков.

Осциллограф к плате подключаем так: щуп с минусом на минус платы, а плюсовой щуп — к катушке. Обязательно следует замерить частоту катушек и записать ее.

После подключения катушек по схеме, их надо поместить в специальную емкость и залить смолой. Теперь на осциллографе устанавливается время деления (10 мс и 1 вольт на клетку). Теперь следует уменьшить амплитуду до нулевого значения. Сматываем витки, пока значение вольт не достигнет нуля. Делаем компенсирующую петлю у катушки, которая будет снаружи.

Форму наполовину следует пролить смолой. Когда все застынет, надо подключить осциллограф и загнуть петлю внутрь. Далее крутить ее, пока значение амплитуды не станет минимальным. После петлю надо приклеить, проверить баланс, и теперь можно залить смолой вторую половину емкости. Катушка готова к работе.

Ремонт катушки металлоискателя

Перед тем как приступить к ремонту, следует подготовить следующие инструменты:

• Нож канцелярский;
• Лампа накаливания;
• Емкость для клея, желательно плоская;
• Специальная или эпоксидная смола;
• Средний и мелкий наждак;
• Небольшой шпатель.

В первую очередь надо просушить катушку с помощью лампы накаливания. И при помощи канцелярского ножа расширить трещины на ней. Клей выдавить на плоскую поверхность и смешать шпателем. Нанести данное вещество на катушку. В местах трещин можно накладывать побольше смолы. Теперь стоит подождать, пока все это тщательно застынет. И затем обработать наждаком, используя сначала средний, а затем мелкий. Такая процедура поможет сгладить все неровности. Таким довольно несложным способом можно реанимировать самую старую катушку от устройства для поиска металла.

Подробная инструкция металлоискателя терминатор 3 своими руками

Данный тип конструкции предназначен для поиска монет. Процесс его сборки совсем несложен. Однако опыт по сборке такого инструмента все же необходим. Терминатор способен обнаружить предмет, даже если цель захвата минимальна.

Для начал следует подготовить необходимое оборудование, а именно:

• мультиметр, который измеряет скорость.
• LC метр.
• Осциллограф.

Далее необходимо найти схему с разбивкой на узлы. Теперь можно изготовить печатную плату, в которую следует впаять по порядку перемычки, резисторы, панели под микросхемы и остальные детали. Следующим шагом будет промывка спиртом платы. Обязательно стоит проверить на наличие дефектов. В рабочем ли состоянии плата можно проверить следующим образом:

1. Включить питание.
2. Выкрутить регулятор чувствительности до того, как в динамике не будет слышен звук.
3. Коснуться пальцами разъема датчика.
4. При включении должен мигнуть, а затем погаснуть светодиод.

Если все действия произошли, то все сделано правильно. Теперь можно делать катушку. Необходимо подготовить обмоточный эмальпровод 0,4 мм диаметром, который надо сложить вдвое. На листе фанеры рисуется круг, имеющий диаметр 200 мм и 100 мм. Теперь по кругу надо вбить гвозди, расстояние между ними должно быть 1 см.

Далее можно перейти к наматыванию витков. На 200 мм следует сделать их 30, а на 100 — 48. Затем первую катушку надо пропитать лаком, когда он высохнет, можно обмотать ниткой. Нитку можно снять, и, спаяв середину, получится цельная обмотка из 60 витков. После катушку надо обмотать изолентой довольно плотно. А сверху накладывается фольга в размере 1 см, это будет экран, на нее сверху мотается еще изолента. Концы должны выходить наружу.

На второй катушке также необходимо спаять середину. Для того чтобы запустить генератор, надо первую катушку подключить к плате. Вторую катушку следует обмотать проводом в 20 витков, затем подключаем ее к плате. Теперь требуется подключить осциллограф минус на минус к плате, а плюс подключается к катушке. Обязательно посмотрите какая частота будет при включении и запомните ее или зафиксируйте на бумаге.

Теперь катушки надо положить в специальную форму, чтобы потом залить их смолой. Далее осциллограф подключается к плате, минусовым полюсом, амплитуда должна достигнуть нулевого значения. Катушки в форме заливают смолой примерно на половину глубины. Когда все готово, проводится настройка шкалы дискриминации металлов.

Список деталей для металлоискателя терминатор 3

В качестве деталей для металлоискателя трио понадобятся:

• Конденсаторы металлоплёночные;
• SMD резисторы;
• Микросхемы;
• Транзисторы;
• Диоды.

При наличии данных деталей можно собирать металлодетектор терминатор про самостоятельно.

Выбор материала

В качестве материала я планировал взять оргстекло. Оно отлично обрабатывается и клеится дихлорэтаном. Но, к сожалению, так и не смог найти его забесплатно.

Всякие колхозные материалы типа фанеры, картона, крышек от ведер и т.п. я сразу отбросил, как непригодные. Хотелось чего-то прочного, долговечного и желательно водонепроницаемого.

И тогда мой взор обратился к стеклоткани…

Ни для кого не секрет, что из стеклоткани (или из стекломата, стеклохолста) делают все, что душе угодно. Даже моторные лодки и бамперы для автомобилей. Ткань пропитывают эпоксидной смолой, придают ей нужную форму и оставляют до полного отвердения. Получается прочный, водостойкий, легкообратываемый материал. А это как раз то, что нам нужно.

Итак, нам нужно сделать три блинчика и уши для крепления штанги.

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.

Детали для металлоискателя можно найти в любом гараже

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

1. Металлоискатель «Пират».
2. Металлоискатель – бабочка.
3. Излучатель без микросхем (ИМС).
4. 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.

Такая игрушка позволяет обнаружить на небольшой глубине монетку или гвоздь, а также найти пропавшую на ковре иголку. Такие приборы реагируют чаще всего на «неблагородный» металл

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

Это интересно: Как правильно выбрать ручной плиткорез

Как собрать своими руками металлоискатель «Пират»: подробная инструкция

Модели «Пират» достаточно дорогие, что обусловливается возможностью обнаружения устройством предметов на глубине от 0,2 м (мелкие) и 1,5 м (крупные). Следует рассмотреть особенности конструкции и настройки для поиска металлов.

Материалы, необходимые для сборки своими руками мощного металлоискателя

Металлоискатель «Пират» считается импульсным устройством. Чтобы изготовить прибор, понадобится купить:

• ИМС КР 1006ВИ1, чтобы создать передающий блок;
• транзистор IRF 740;
• ИМС К 157УД2 и транзистор ВС 547, чтобы собрать приёмный узел;
• NPN-транзисторы;
• провод ПЭВ 0,5, чтобы создать катушку;
• материалы, чтобы изготовить корпус и пр.;
• пластину, покрытую листом из меди, чтобы изготовить печатную плату;
• провод;
• изоленту;
• паяльник;
• скальпель;
• отвёртки;
• пассатижи;
• разные типы крепежа.

Инструменты для сборки ФОТО: youtube.com

Схемы металлодетектора для изготовления своими руками

Стандартная схема металлодетектора «Пират» строится по микросхеме NE555. Функционирование прибора будет зависеть от компаратора: 1 выход присоединяется к генератору ИМС, 2− к катушке, а выход − к динамику. При выявлении предметов из металла импульс от катушки поступит на компаратор, а затем на динамик.

Плата размещается в распределительной коробке, которую можно приобрести в магазинах электроники ФОТО: youtube.com

Печатная плата своими руками

Если запчасти куплены, есть схема, то требуется собрать всё воедино. Чтобы разместить радиодетали, используют печатную плату, которую возможно без труда изготавливать самому. Потребуется листовой гетинакс, покрытый технической фольгой из меди.

На заготовку переносят выбранную схему, обозначаются дорожки, которые соединяют детали, сверлятся отверстия ФОТО: youtube.com

Дорожки покрываются при помощи защитного лака, а после просыхания плата опускается в хлорное железо для травления.

Когда изделие готово, возможно установить и распаять радиодетали. Следующей стадией станет проверка схемы с помощью приборов измерения.

Катушка своими руками для металлоискателя

Металлоискатель «Пират» считается импульсным прибором, потому точность во время сборки катушки не играет ключевой роли. Для основы необходимо кольцо диаметром 20 см, на которое наматывают 25 витков проволоки. Для повышения глубины выявления металла, каркас катушки должен равняться примерно 26-27 см, а число витков – 20-22.

Затем оправка с проводом хорошенько обматывается с помощью изоляции. Готовая катушка помещается внутрь корпуса из диэлектрика. Можно воспользоваться материалами, подходящими по размерам корпуса от неисправной бытовой техники. Подобное даст возможность обеспечить защиту катушки от повреждений при работе с прибором. Окончания обмотки припаивают к многожильному проводу диаметром 0,6 мм.

Изготовление катушки ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube

Как собрать и настроить металлоискатель своими руками

На штанге металлодетектора закрепляется каждый узел устройства. Когда схема надлежащим образом собрана, то настройка приспособления не понадобится, поскольку оно сразу имеет высокую восприимчивость.

Более тонкую настройку выполняют с помощью переменных резисторов R13. Требуемое функционирование металлоискателя обеспечивается при средней позиции регулятора.

Настройка металлоискателя ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube

Как сделать подводный металлоискатель своими руками

В некоторых случаях поиски переносят с почвы под воду. Существуют, разумеется, спецустройства для функционирования под водой. И, в принципе, можно изготовить глубинный металлодетектор собственноручно. Необходимо взять наиболее простой самодельный прибор и поместить каждый узел в герметично закрытый корпус. Кроме того, требуется несколько видоизменить приспособление и вместо звуковых сигналов установить светоиндикацию.

Подводный металлоискатель ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube

Этапы изготовления простейшего металлоискателя своими руками

Для начала нужно изготовить печатную плату. Проще всего сделать это при помощи так называемой “лазерно-утюжной технологии”. Для того, чтобы сделать это, потребуется наличие лазерного принтера, а также утюга.

Лазерно-утюжная технология изготовления платы

Лучше всего использовать поверхностный монтаж. Для этого нужно напечатать зеркальное отражение рисунка. Режим печати в данном случае должен отличаться максимальной плотностью.

Печатать рисунок допускается исключительно на глянцевой бумаге. Только на не впитывает тонер. Для удаления остатков бумаги между всеми необходимыми токопроводящими дорожками следует воспользоваться шилом. Когда рисунок будет напечатан, то его ни в коем случае не следует трогать руками. Если проигнорировать данное указание, то рисунок можно легко испортить.

Так называемая «бабочка»

Такое прозвище получено из-за характерной формы площадки, на которой расположены катушки индуктивности.

Расположение элементов связано с принципом работы. Схема выполнена в виде двух генераторов, работающих на одной частоте. При подключении к ним одинаковых катушек, создается индукционный баланс. Стоит попасть в электромагнитное поле постороннему предмету, обладающему электропроводимостью, как баланс поля разрушается.

Генераторы реализуются на микросхемах NE555. На иллюстрации изображена типовая схема такого прибора.

Катушка для металлоискателя (их две, на схеме: L1 и L2) делается своими руками из провода сечением 0.5–0.7 мм². Идеальный вариант — трансформаторная обмоточная медная жила в лаковой изоляции (извлекается из любого ненужного трансформатора). Характеристики не обязательно выдерживать с ювелирной точностью, при одном условии: катушки должны быть одинаковыми.

Примерные параметры: диаметр 190 мм, в каждой катушке ровно 30 витков. Собранное изделие должно быть монолитным. Для этого витки прихватываются монтажной нитью, и заливаются трансформаторным лаком. Если этого не сделать, вибрация витков будет сбивать схему с настроенного баланса.

Электрическая схема

Есть два варианта изготовления:

• учитывая малое количество элементов, можно собрать ее на макетной плате, соединив ножки деталей с помощью проводников;
• для аккуратности и надежности, лучше вытравить плату по предложенному чертежу.

Любая пайка «на соплях» может подвести в полевых условиях, и вам будет обидно за потраченное впустую время.

Так же, как и металлоискатель на транзисторах, прибор на NE555 нуждается в точной настройке перед использованием. На схеме видно три переменных резистора:

• R1 предназначен для настройки частоты генератора и достижения того самого баланса;
• R2 грубо настраивает чувствительность;
• с помощью резистора R3 можно выставить чувствительность с точностью до 1 см.

Питание достаточно универсальное: 9–12 вольт. Можно подобрать АКБ от источника бесперебойного питания, или собрать блок питания из аккумуляторов формата ААА. Неплохой вариант — батареи 18650 (их еще используют для вейпа).

Настройка «бабочки»

Принцип работы описан выше, поэтому просто разберем технологию. Выставляем все резисторы в среднее положение, и обеспечиваем срыв синхронизации генераторов. Для этого складываем катушки «восьмеркой», и перемещаем их друг относительно друга, пока писк не перерастет в потрескивание. Это и есть срыв синхронизации.

Фиксируем кольца, и вращаем резистор R1 до появления устойчивого потрескивания с ровными интервалами.

Поднося к месту перехлеста катушек (это и есть очка поиска) металлические предметы, добейтесь устойчивого писка. Чувствительность регулируем резистором R2.

Остается подстройка резистором R3, который используется скорее для корректировки падения напряжения в источнике питания.

Механическая часть

Штанга для металлоискателя своими руками делается из легкой пластиковой трубы, либо из дерева. Использование алюминия нежелательно, поскольку он будет мешать работе. Схему и органы управления можно спрятать в герметичный корпус (например, распаечная коробка для проводки).

Искатель «бабочка» готов к работе.