Металлоискатель своими руками юный техник

Юный техник 1981-07, страница 74

ЭЛЕКТРОНИКА В «ЗАРНИЦЕ»

Популярная военно-спортивная игра «Зарница» станет еще увлекательней, если применить в ней предлагаемые электронные самоделки.

Одно из заданий в игре «Зарница» — на определенном участке отыскать и обезвредить «мины». Как правило, в качестве «мин» используют консервные банки, зарытые неглубоко в землю. А вот для поиска «мин» применяют электронные устройства, реагирующие на приближение к ним металлического предмета. Схема одного из таких устройств приведена на рисунке 1. Оно собрано всего на трех транзисторах структуры р-п-р.

Принцип поиска «мин» подобным устройством прост. Катушка медного провода подключена к генератору высокой частоты. Вокруг катушки создается высокочастот

ное электромагнитное поле. Если в это поле попадет металлический предмет, частота генератора изменится. С помощью другого генератора высокой частоты и головных телефонов нетрудно обнаружить изменение частоты на слух. Так работают почти все современные искатели металлических предметов.

Чувствительность метачлоис-кателя зависит в основном от размеров поисковой катушки, частоты генератора и схемы контроля. Наш металлоискатель, например, способен обнаружить консервную банку на расстоянии 150—200 мм, что вполне достаточно для игры.

Но вернемся к принципиальной схеме. На транзисторе Т1 собран «поисковый» генератор, работаю-

Источник

Юный техник 1979-04, страница 73

Я интересуюсь приборами, которые могут определить металлические предметы, находящиеся в земле. Расскажите о простейшем, металлоискателе.

С. Ж и л к и к, дер. Гулево, Калужская обл.

Миниатюрный металлоиска-тель можно собрать на одном транзисторе. Схема конструкции представляет собой разновидность блокинг-генератора. Датчик металлоискателя—трансформатор Т1, укрепленный на самом конце штанги. Магнито-провод этого трансформатора не замкнут, и при приближении его к металлическому предмету меняется индуктивность обмоток. Частота колебаний генератора тоже меняется, и в наушниках появляется сигнал другого тона.

Для нашего металлоискателя понадобится небольшой выходной трансформатор от любого лампового приемника, радиолы или магнитофона. Из сердечни

ка трансформатора удалите все прямоугольные пластины и оставьте только Ш-образные.

Трансформатор Т1 можно изготовить самостоятельно. Он наматывается на сердечнике сечением 2—5 см 2 из Ш-образных пластин. Первичная обмотка содержит 800—1000 витков провода ПЭЛ 0,1—0,12 с отводом от середины. Вторичная обмотка имеет 100—200 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25—0,4 мм.

Транзистор VI низкочастотный, маломощный из серии МП39—МП42. Источник питания — батарейка 3336Л или «Рубин».

Наушник В1 любого типа (ТМ-2, ТМ-4 и др.).

Все детали монтируются в корпусе из пластмассы или в жестяной банке, например, из-под леденцов. Этот корпус укрепите на деревянной или металлической ручке длиной 80— 100 см.

Если монтаж сделан правильно и все детали исправны, после включения питания (тумблером S1) в наушниках должен быть слышен ровный звуковой сигнал — гудение или писк. Высоту тона подбирают изменением емкости конденсатора С1.

Добившись устойчивой работы генератора, нижнюю часть корпуса, где находятся выступы сердечника трансформатора, приближают к металлическому предмету. Тон звука должен резко измениться. И тем слышнее, чем ближе будет расположен этот предмет. После настройки нижнюю часть корпуса закройте (для предохранения от пыли и грязи) крышкой из плотного картона.

Источник

Металлоискатель своими руками юный техник

Эталонный генератор ЭГ (рис. 1) вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 50 кГц. Контурная катушка, определяющая частоту генерации, является датчиком Д прибора. Сигнал синусоидальной формы через разделительный конденсатор Ср поступает на кварцевый фильтр КФ. Если частота генератора и собственная резонансная частота КФ совпадают, сигнал попадает на пороговое устройство ПУ. Оно регистрирует переменное напряжение на входе, выделяет из него постоянную составляющую и подает ее на стрелочный индикатор И.
Приближение к металлическому предмету вызывает изменение частоты ЭГ. Поскольку она теперь отличается от резонансной частоты КФ, напряжение на входе ПУ уменьшается, и стрелка отклоняется к началу шкалы на угол, пропорциональный габаритам предмета и обратно пропорционально расстоянию до него.
У нашего металлоискателя есть особенность — пороговое устройство, благодаря которому чувствительность схемы резко повышается. Вот как оно действует.

Синусоидальный сигнал, поступающий на вход ПУ, ограничивается снизу (рис. 2), и на индикаторе появляются импульсы напряжения: Ин = Ио — Ип ,где Ио—уровень входного сигнала в состоянии покоя, Ип — задаваемое напряжение порога.
Чувствительность прибора выражается отношением: s=DИ / Ии = DИ / (Ио-Ии),где DИ — изменение синусоидального напряжения при расстройке ЭГ, зависящее от размеров предмета и расстояния до него. Фактически s показывает, на какую величину отклоняется стрелка индикатора при расстройке датчика-контура. Следовательно, подбирая величину Ип, можно добиться максимального отклонения стрелки прибора при сколь угодно малом изменении Ио. Но в реальных устройствах приходится учитывать нестабильность элементов схемы и частоты эталонного генератора.

Эталонный генератор собран по схеме емкостной трехточки на транзисторе T1 (рис. 3). Контурная катушка L1 является датчиком прибора. Конденсаторы С3 — С6 предназначены для настройки генератора на частоту 50 кГц.

Рис.3 Принципиальная схема металлоискателя.

Через разделительный конденсатор С7 синусоидальное напряжение с генератора поступает на кварцевый фильтр. Емкость С7 выбрана небольшой — 5 пФ. Тем самым влияние последующих каскадов на работу генератора практически исключено.
Пороговое устройство собрано на полевом транзисторе Т2. Напряжение порога Ип задается делителем R5 — R7.
Конденсатор С8 сглаживает пульсации на индикаторе ИП1.
Фильтр R4, С1 осуществляет развязку по переменному току между пороговым и задающим генераторами.

Прибор из двух блоков: измерительного (с датчиком) и питания. Первый включает в себя монтажную плату, индикатор, органы управления и регулировки. Датчик — жесткий кольцевой каркас, выполненный из оргстекла, на котором намотано 65 витков прохода ПЭЛ 0,2. Обмотка заключена в экран из алюминиевой фольги и залита эпоксидной смолой. Датчик связан с измерительным блоком коаксиальным кабелем РК-75.
Блок питания содержит пять серебряно-цинковых аккумуляторов. Напряжение каждого элемента 1,25В, емкость 2А-ч. Особое внимание нужно уделить рамке металлоискателя. Она должна иметь небольшой вес, быть жесткой и упругой. Иначе даже при легких ударах, неизбежных при работе с прибором в полевых условиях, частота генератора «уходит» — металлоискатель расстраивается.
Основанием рамки служит кольцевой каркас из оргстекла или полистирола d=300 мм. Обмотку экранируют алюминиевой фольгой толщиной 0,05 мм. Но соединять между собой концы экрана нельзя (образуется короткозамкнутый виток).
Выводы обмотки подключают к кабелю РК-75 длиной 0,3—1 м (с оплеткой кабеля соединяют также и экран катушки). Это место заливают эпоксидной смолой. Соединение датчика с блоком электроники неразъемное.
Металлоискатель имеет высокую чувствительность. Стрелка индикатора отклоняется на одно деление, когда рамка прибора приближается к диску d=13 см на расстояние 80 см.
Прибор практически одинаково реагирует на любой металл. Так, например, стальной, алюминиевый и латунный диски дают на равных расстояниях одинаковые отклонения стрелки. Они не зависят и от того, сплошной предмет или пустотелый.
При работе с металлоискателем необходимо учитывать фоновые помехи. Песчаный и торфяной грунты, чернозем, дерево, вода фонового сигнала не дают. Поэтому прибор хорошо действует в пресных водоемах, в деревянных зданиях и на не каменистых почвах. Сильный фон дает кирпич (обожженная глина обладает магнитными свойствами) и некоторые минералы. На показания прибора влияют и изменения температуры. Поэтому рамку лучше поместить в футляр из теплоизолятора, например пенопласта.
Для работы под водой металлоискатель сначала надо подержать 10—15 минут в воде и после этого настроить.
На земле поиски лучше проводить в пасмурную погоду или вечером, чтобы избежать попадания на прибор прямых солнечных лучей.

Источник

Металлоискатель своими руками

Дата публикации: 28.07.2019 2019-07-28

Статья просмотрена: 375 раз

Библиографическое описание:

Лисовский, М. П. Металлоискатель своими руками / М. П. Лисовский, Г. В. Михальцевич. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2019. — № 8 (28). — С. 65-68. — URL: https://moluch.ru/young/archive/28/1663/ (дата обращения: 26.09.2021).

Современные металлоискатели — это высокоэффективные средства для решения различного рода задач поиска, так или иначе связанных с обнаружением металлических изделий в укрывающих средах, например, в земле. Металлоискатель (металлодетектор) — электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счёт их проводимости. Металлоискатели применяют в самых различных сферах:

– в охранных структурах и криминалистике;

– в строительстве и в процессе ремонтных работ;

– при сортировке мусора на мусороперерабатывающих предприятиях;

– при добыче полезных ископаемых;

– в археологии и поисковой деятельности и некоторых других.

Существуют разные виды металлодетекторов, работающие на различной элементной базе и функционирующие по различным принципам. Анализ специализированной литературы, посвященной металлотедекторам, позволил остановить свой выбор на учебном пособии, в котором приведена следующая их классификация [1, с. 5–9]. В соответствии с кругом решаемых задач металлоискатели делятся на:

– простейшие (имеющие 1–2 органа управления и один режим работы — динамическую дискриминацию);

– универсальные (имеющие несколько режимов работы, в том числе и режим точного обнаружения);

– профессиональные (позволяющие осуществлять детальный анализ скрытых объектов по размеру, глубине и типу металла; в отличии от предыдущих двух не являются портативными).

В зависимости от того какой сигнал формируется и обрабатывается выделяют:

– металлодетекторы группы FD (работающие с непрерывным сигналом в частотном режиме);

– металлодетекторы группы TD (работающие на импульсном сигнале с последующей оценкой изменений его параметров во времени);

– магнитометры (работающие на измерении изменений магнитного поля под влиянием металлических предметов).

Анализ цен на такие устройства по информации с торговых сайтов в интернете показал, что металлоискатели стоят дорого. Цены в зависимости от вида металлоискателя варьируются в диапазоне в среднем от 4500 рублей за штуку и могут превышать планку в пол миллиона рублей за прибор [2, 3]. Поэтому моя идея заключалась в том, чтобы предложить альтернативу в разы дешевле и при этом имеющую практически те же функции, что и металлодетекторы, которые можно приобрести в магазинах.

В этой связи цель работы — собрать экспериментальный образец импульсного металлоискателя на отечественной элементной базе. В результате были решены следующие задачи:

1. Изучена специализированная литература и интернет-источники для анализа разновидностей металлоискателей, понимания принципов их работы, состава и элементной базы [1, 4–7];
2. Выбрана электросхема для сборки металлоискателя;
3. Разработана монтажная схема;
4. Приобретены необходимые радиодетали, микросхемы, собран опытный образец металлоискателя по монтажной схеме, который был настроен для работы;
5. Проведено тестирование и полевые испытания металлоискателя.

В основе функционирования металлодетекторов лежат два основополагающих понятия: электромагнитная индукция и самоиндукция. Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока или электрического поля при изменении во времени магнитного поля или при движении материальной среды в магнитном поле. Самоиндукция — это явление возникновения дополнительного индукционного тока в замкнутом контуре при изменении силы тока в нём.

Принцип работы моего металлодетектора заключается том, что поисковая катушка запитывается коротким импульсом тока. При резком прерывании сигнала в катушке возникает самоиндукция, создающая импульс тока, наводящий в мишени вихревые токи. Именно по длине импульса прибор определяет наличие/отсутствие металла под катушкой: короткий импульс — металла нет, удлинился импульс — металл есть.

После включения металлоискателя передающий контур создает магнитное поле в окружающем пространстве. Если в магнитное поле попадает металлический предмет, он вызывает искривление поля. Принимающий контур обнаруживает это искривление и отправляет сигнал в блок управления.

Поскольку одной из задач моего проекта было собрать металлоискатель на отечественной элементной базе, мною использовались следующие материалы и компоненты: ПВХ трубка, фанера (3 мм), изолированный провод (0,5 мм), пластиковый корпус, фольгированный текстолит, пластиковые стяжки, динамик, компоненты, представленные в таблице 1.

Элементная база моего металлодетектора

Источник

Пират: Инструкция по сборке, тесты, настройка, видео с копа и находки

Голь на выдумки хитра. Эта русская поговорка приходит на ум, когда видишь кустарные металлоискатели. Металлоискатель Пират может собрать любой человек с прямыми руками, владеющий паяльником и набором «Юный техник».

Конструкционные особенности

В отличие от привычных VLF-приборов, металлоискатель Пират построен по схеме PI — Pulse Induction. Собственно, само название разработчики составили из PI и RAT — названия их сайта.

Отсюда получаем все прелести PI: отсутствие какой-либо дискриминации и так себе показатели по глубине — монету Пират видит на глубине до 20 см, а крупные металлические детали — до 1,5 метров. Зато цена — реально собрать рабочий прибор и не превысить сметы в 500 рублей. Даже при драконовском курсе доллара.

О штангах и прочих особенностях конструкции тут писать не приходится — каждый Кулибин делает своё. Материал Штанги Для Металлоискателей: Обзор + Как Сделать Своими Руками в помощь.

Технические характеристики МД Пират

Для примера возьмём металлоискатель Пират, собранный на TL072. Основные характеристики по обнаружению мы уже указали, частота для PI — не показатель, осталось немного.

Питание

Схема рассчитана на напряжение 9-14 В, подбираем соответствующие аккумуляторы. Например, можно запитать схему от 3 батарей типа 18650 — они вполне доступны, как и зарядные устройства от них. Каждый выдаёт по 3,7 В, да и ёмкость у них немалая.

Можно применить AA в количестве 6-8 штук, если они есть в наличии и их не нужно покупать.

Катушка

Катушка мотается очень просто. На любой подходящей оправке — ведре, пяльцах, трубе. Важен диаметр оправки, количество витков и сечение кабеля.

Смотрим видео камрада Sergey Sergio — он показывает уже намотанную на пяльцы катушку.

Стандартная «8-дюймовая» катушка на металлоискатель Пират имеет следующие характеристики:

• Диаметр 19 см.
• Число витков — 25.
• Сечение провода ПЭВ — 0,5 мм.

Покажем пример глубинной рамки для Пирата. Опубликовал ролик канал В поисках металла. В принципе, PI неплохо подходит для глубинников.

Инструкция по сборке

В задачу редакции не входит предоставление максимально подробной инструкции. Осветим основные нюансы, на что стоит обратить внимание кладоискателю, взявшемуся за изготовление палки-копалки своими руками.

Отметим, что схема металлоискателя Пират — несложная, с монтажом справится даже начинающий радиолюбитель. Но прямые руки и элементарный набор инструментов всё-таки необходим.

Пират можно собрать как на микросхеме, так и на транзисторах. Умные люди советуют таки взять микросхемы, ибо транзисторы надо подбирать, результат работы с ними менее стабилен и, при нарушении характеристик, гораздо сложнее настраивается. Опять же для подбора транзистора нужен осциллограф, а он есть далеко не у каждого радиолюбителя.

Итак, как сделать металлоискатель Пират своими руками.

Необходимые детали

В список деталей для металлоискателя Пират входят:

• 15 постоянных резисторов;
• 2 переменных резистора;
• 5 электролитических конденсаторов;
• 2 плёночных конденсатора;
• один керамический конденсатор;
• 2 микросхемы;
• 3 транзистора;
• 1 диод;
• заготовка печатной платы;
• динамик на 8 Ом;
• катушка 2 Ом;
• питание.

Ознакомиться с конкретными номиналами прибора, а также подробнейшей инструкцией по его сборке можно на сайте https://sdelaysamodelku.ru/metalloiskatel-pirat-svoimi-rukami/.

На сайте md-kit.ru набор для сборки металлоискателя Пират на К157УД2 стоит 500 руб. Печатная плата и весь набор навески, можно не заморачиваться беготнёй по магазинам и радиорынкам.

Схема металлоискателя пират

Даже при наличии печатной платы и набора компонентов, необходима принципиальная схема.

На первом рисунке представлена схема металлоискателя Пират на К157УД2.

Обратите внимание на левую часть. В ней присутствует микросхема NE555. В принципе, её можно заменить двумя транзисторами, как показано на рисунке ниже. Но с транзисторами есть заморочки, о которых мы уже писали — их нужно подбирать под требуемые характеристики, для чего понадобиться осциллограф. Если сборщика этот момент не пугает, вот схема без NE555.

Важно! Микросхему NE555 можно заменить на аналог — КР1006ВИ1. И вообще провести импортозамещение — транзисторы можно брать отечественные. А можно пойти другим путём и заменить усилитель К157УД2 на импортный TL072 или LM358.

Сборка металлоискателя Пират

Опишем алгоритм сборку «с нуля» — когда есть только заготовка печатной платы и набор деталей. Если печатная плата куплена в наборе, переходим сразу к шагу 4.

1. В программе для трассировки плат, например, Sprint Layout, рисуем печатную плату металлоискателя Пират.
2. Печатаем трассировку и переносим на заготовку.
3. Сверлим отверстия под монтаж и протравливаем плату.
4. Аккуратно паяем детали.
5. Подбираем корпус и помещаем схему в него.
6. Соединяем готовый корпус с батарейным блоком — готовые блоки под любое количество AA или колодку для Кроны можно купить в радиомагазине или на Aliexpress.
7. Наматываем катушку.

Сборка закончена, правильно собранная схема работает без дополнительных настроек.

Внешний вид собранного металлоискателя

В результате должна получиться коробочка с динамиком, из которой наружу выведены две рукоятки потенциометров. Питание может располагаться в той же коробочке, а может и в отдельной.

На штанге блок управления можно разместить так же, как у Tesoro Compadre) или же как у Golden Mask Deep Hunter Pro 3 SE. Вторая компоновка более традиционна для PI-приборов.

Важно! Блок управления не стоит намертво прикручивать к штанге. На случай использования рамки вместо катушки лучше сделать его быстросъёмным.

Настройка металлоискателя

Два переменных резистора — вот все органы управления, которые доступны кладоискателю.
Первый резистор — подстроечный. На схеме он обозначен как R12. Он должен обеспечивать такое сопротивление, чтобы при отстройке от грунта настроечный R13 занимал бы среднее положение.

Отстройка от грунта — это, по совместительству, и настройка чувствительности. Выполняется она следующим образом: ставим катушку на землю. Выкручиваем настроечный потенциометр вправо. Динамик начинает издавать непрерывный треск. Крутим влево до того, чтобы металлоискатель изредка пощёлкивал — один раз в секунду-полторы. Добились такого результата — можно ходить.

Важно! Импульсный металлоискатель требует времени на стабилизацию. Поэтому крутить резистор и ходить начинаем не раньше, чем через 30 секунд после включения питания.

Доработка металлоискателя Пират

В качестве опции можно подключить светодиодную индикацию. Плату можно купить, можно изготовить самостоятельно.

По поводу подключения индикации к схеме смотрим видео канала ЧП Tracker.

Тесты металлоискателя

В качестве разминки посмотрим тест на обнаружении монет от украинских камрадов с канала В поисках металла. Разминка — потому что методика тестирования весьма странная — закапывают ходячки на «пiвштыка», не заморачиваясь измерениями.

Более продуманный тест канала radio89. В качестве тестовых предметов — олимпийский рубль, пятак-совет, три копейки совет — всё по науке, смотрим.

Особенности ремонта

Сложно говорить о ремонте кустарных приборов. Если уж у кладоискателя хватило масла в голове и прямых рук, чтобы собрать прибор, наверняка у него хватит тех же компонентов, чтобы его отремонтировать. Можно только ограничиться общими советами по профилактике: металлоискатель не является водонепроницаемым. Не стоит погружать блок управления в воду, если только он специально не герметизирован.

Покупные или самодельные штанги на копе ремонтируются с помощью коленки, прямых рук и синей изоленты. Хороший нож на поясе или в рюкзаке в этом случае совсем не будет лишним.

Примеры находок

Полный багажник чёрного металла — таков хабар ведущего канала СЕРЫЙ КОПАТЕЛЬ 12. Как выдержит нагрузку задняя подвеска автомобиля — большой вопрос. Но результаты работы Пирата впечатляют.

Килограмм монет — в основном российские ходячки — накопал за один раз с Пиратом камрад victor partizan. Рублёвые, двухрублёвые, пятирублёвые, десятирублёвые — похоже, что половину стоимости металлоискателя камрад отбил за один коп.

Канал Копаем Вместе снял специальное видео о находках Пиратами. Смотрим.

Монеты в ассортименте, в том числе империя, коп по войне также результативен — накопали ржавый ТТ — ну не ради же восстановления оружия такие находки делают, наши читатели с законом в ладах.

Сравнение с другими моделями

Металлоискателей, работающих на схеме PI вообще немного. И сложно себе представить, что человек, который может купить себе Golden Mask Deep Hunter Pro 3 SE за 95 000 рублей, будет сравнивать свой прибор с Пиратом за 800.

Сравнивают с обычными VLF-приборами, что, собственно, не особенно корректно.

Смотрим видео камрада Артем. Сравнение с MD 4030 — очередным китайским бойцом, как пишут — аналогом Пирата. Коп по чермету.

Отзывы владельцев

В отличие от дорогих моделей, по Пиратам отзывов достаточно много. Хотя когорта их пользователей немногочисленна. Тому есть простое объяснение — каждому лестно заткнуть за пояс палку-копалку, приобретённую за 200—10 000 долларов США с металлоискателем Пират, который обошёлся в 15 баксов.

Смотрим обзор от камрада Сергей. Обратите внимание на внешний вид прибора: что можно сделать из водопроводных труб ПВХ и корпуса электрического автомата.

Камрад Володя 23 Яницкий решил не заморачиваться и заказал детектор Пират в готовом виде. Смотрим процесс сборки, тест и отзыв реального владельца. Заодно сравнивает прибор с чем-то китайским, очень похожим на MD 5008.

Выводы: за 500–1000 рублей металлоискатель отрабатывает свою стоимость на 1000 %.

Удачи в сборке, выборе и эксплуатации! Будьте здоровы!

↓↓↓ Обсуждайте данную статью в комментариях. Листайте вниз ↓↓↓

Источник