Скачать схему металлоискатель пират и наименование деталей. Импульсный металлоискатель «Пират. Металлоискатель пират - виды схем и печатных плат

Итак, «разбираем по косточкам» металлодетектор «Пират».

Часть первая, теоретическая.

Схема чрезвычайно простая, при достаточно неплохих характеристиках. Однако, именно простота схемы заставляет относиться к сборке прибора без каких-либо вольностей в плане выбора номиналов компонентов устройства, настолько велика зависимость режимов работы устройства от каждого из них. Как говорил один персонаж известного мультика про домовёнка Кузю: «Каждая палка в лесу к чему-нибудь назначена, потому порядок…» J

Вначале, для улучшения понимания принципа работы данного девайса, напомним начинающим, на чём, собственно, основан принцип «импульсного» детектирования металла.

Принцип прост: поисковая катушка запитывается коротким импульсом тока, при резком прерывании которого в катушке возникает ЭДС самоиндукции, создающий, в свою очередь, импульс тока, наводящий в мишени вихревые токи. Эти токи, в соответствии с законами физики препятствуют резкому уменьшению тока в катушке и затягивают по времени спад напряжения на её выводах. Именно по увеличению времени спада ЭДС самоиндукции и обнаруживается металл: короткий импульс – металла нет, удлинился импульс – металл обнаружен. Вся задача прибора – измерить длину импульса в первом и втором случае и выдать сигнал обнаружения.

Как этот процесс организован в данном приборе, рассмотрим ниже на основе «базовой модели» на 555-ом таймере и ОУ 157УД2.

Импульс «накачки» катушки снимется с 3-й ноги таймера, инвертируется и усиливается транзистором Т1 и подаётся на затвор полевого ключа Т2, который и запитывает поисковую катушку мощными импульсами тока. Снимаемый с катушки измерительный импульс (а равно как и импульс накачки) через резистор R8 подаётся на диодный ограничитель, который защищает вход ОУ от перегрузок по напряжению.

Ниже мы видим эпюру напряжения на входе ОУ (3-я нога). Амплитуда ограничена диодами до уровня порядка 1-го вольта.

Смотрим на 13 ноге ОР1.

Импульсы проинвертированы и усилены.

С выхода ОР1 импульсы поступают на интегрирующую цепочку R12 , R13 и С5 , которая формирует измерительные напряжения для устройства сравнения на компараторе ОР2.

Теперь чуть подробнее.

ОР1 – инвертирующий усилитель, охваченный 100%-ой ООС по напряжению, т. е. является повторителем напряжения, заданного делителем R18, R10. Именно эта цепочка сопротивлений задаёт напряжение на входе и выходе ОР1. и, таким образом, задаёт режим работы ВСЕЙ СХЕМЫ, поскольку все остальные процессы жёстко привязаны к данному напряжению. Компаратор ОР2 работает так: за счёт тока, текущего через R12 и R13 на резисторе R14 создаётся падение напряжения. Поскольку, в данном случае инвертирующий вход компаратора более электроположителен, чем не инвертирующий, на его выходе низкий уровень напряжения, сигнал на динамик не подаётся. Если полярность напряжения на его входе изменится – изменится и состояние компаратора: на его выходе скачком появится положительное напряжение, в динамик поступит единичный «щелчок».

Теперь рассмотрим весь процесс в подробности. Выделим три цикла работы схемы.

Время между импульсами накачки.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image005_7.jpg" alt="после ОУ" width="427" height="320 id=">

Вот что в это время на 5-ой ноге компаратора.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image007_4.jpg" alt="После ОУ + мет" width="427" height="320 id=">

DIV_ADBLOCK410">

https://pandia.ru/text/80/417/images/image010_5.jpg" alt="5 нога + много металл" width="427" height="320 id=">

На входе компаратора прим 2.5 вольта. Прибор орёт благим матом….

Вот, собственно, и всё: пред началом поиска металла резистором R13 мы устанавливаем такое напряжение на С5, которое не успевает упасть до критической отметки за время действия измерительного импульса. Но стоит ему удлиниться при внесении металла, как это напряжение уменьшается несколько больше и компаратор перебрасывается в единичное состояние. Мы слышим щелчок, мишень обнаружена.

Строим металлодетектор «Пират».

Часть вторая, практическая.

Настоятельно не рекомендую строить схему генератора на транзисторах: мы уже разобрали в теории работу этого металлоискателя и видим, что режим работы компаратора зависит, в том числе, и от длительности импульса накачки. Поэтому, если не хотите решать уравнение с тремя неизвестными собирайте схему на 555-ом таймере. На то он и ТАЙМЕР, чтобы генерировать импульсы со строго заданными параметрами.

При сборке обращаем внимание на соответствие схеме всех номиналов деталей. Особое внимание полярности электролитов. Ни каких экспериментов с ёмкостями в генераторе, ёмкости плёночные.

Ни каких «Крон» в питании, питаем от аккума или лабораторного БП.

На плату устанавливаем все компоненты, кроме С3. Вместо переменников паяем один постоянный резистор 47-51 ком.

Проверяем плату на наличие «соплей», только затем подаём питание 12 вольт.

В начале проверяем работу генератора. Имеющие осцилл увидят всё воочию, у кого только тестер – проверяют «народными» методами (динамик параллельно катушке или катушку к уху).

Полевой ключ не должен сильно греться. Если имеет место нагрев, значит надо искать проблемы. Кроме горелого полевика они могут быть следующие:

1. Нет генерации, битая ИМС 555, на затворе полевика некий постоянный уровень.

2. Пробит, неправильно впаян, не соответствует типу транзистор Т1.

3. Закорочена катушка.

4. Банальная «сопля» на плате.

Если с генератором всё хорошо, переходим к остальной части схемы.

Итак, в отсутствии С3 проверяем режимы по постоянному напряжению.

АБСОЛЮТНО ВСЕ режимы схемы по постоянному току задаются делителем R18, R10, от сюда и «пляшем».

Первый ОУ на своём выходе (13 выв.) повторяет напряжение, заданное в точке соединения этих резисторов, за минусом нескольких десятых вольта. Между 5-ой и 6-ой ногой компаратора должно быть порядка 1, 7 вольта. На выходе компаратора не более 0.7 вольта.

Вот схема с режимами. С2 показан включенным на корпус для простоты понимания происходящих процессов.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image012_4.jpg" alt="шум" width="427" height="320 id=">

На конце измерительного импульса тракт прибора во всю «шумит». Это не удивительно: наша катушка, по сути, рамочная магнитная антенна, принимающая из эфира весь электромагнитный мусор. Именно эти хаотические всплески и вызывают потрескивания в динамике. Опыт показал, что как это не парадоксально, но некоторое уменьшение коэффициента усиления ОУ приводит к увеличению чувствительности. Добиваемся этого включением между С3 и входом ОУ резистора сопротивлением 100-300 Ом. Очевидно, этим достигается ситуация, когда влияние шумов сильно ослабевает, а измерительный импульс остаётся достаточным по амплитуде. При этом хаотические трески начинают появляться бри положении переменника, соответствующем уже большей чувствительности.

В окончании приведу список альтернативных величин некоторых компонентов.

С4, С6 20 мкФ

Катушка диам. 20 см. 27 витков проводом 0.6.

… Вижу на форуме много постов с сообщениями о том, какое омическое сопротивление получилось у той или иной катушки. Абсолютно бессмысленная информация, на мой взгляд.

У меня валяются катушки, намотанные и проводом 0.3, и с отличающимся числом витков.

Принципиальной разницы в работе ни этого девайса ни «Клона» не вижу. Поэтому так: намотал катушку с нужным числом витков и более-менее правильным проводом (медным) и паяй её смело, незачем тратить время на никчёмные измерения.

Всё что тут написано не есть истинна в последней инстанции, не Боги горшки обжигают!

Все конструктивные насмешки и замечания слать сюда: *****@***ru J

Копирайт: Диоген Синопский, все права защищены.

Металлоискатель Пират — импульсный прибор для поиска металла, в составе которого отсутствуют дорогостоящие программированные детали, а по завершению процесса сборки сложностей при настройках нет.

Благодаря этому Пират быстро завоевал популярность среди умельцев.

Металлоискатель пират

Металлоискатель пират приобрел свое название по причине того, что считается импульсным. По сути, это обозначение нескольких его букв — PI.

Несмотря на наличие многочисленных преимуществ, существуют и недостатки, о которых важно знать. В данном случае речь идет об отсутствии в Пирате tl дискриминатора. Т.е, он не в состоянии отличать цветные металлы от черного.

По этой причине металлоискатель pirat проявляет себя не с лучшей стороны при работе на сильно загрязненных участках.

Плата металлоискателя включает в себя несколько блоков:

• импульсный генератор;
• компаратор.

Принцип работы достаточно прост и заключается в следующем: импульсный генератор посылает сигнал на 1 вход компаратора, а на 2-й — сигнал с катушки.

Если же на 2-х входах компаратора рассматриваемого устройства мд пират имеются сигналы, то и на выходах тоже имеются, соответственно, устройство передает сигнал о наличии металла в конкретном месте.

Справка: разработанный прибор с дискриминацией металлов обладает аналогичным принципом действия.

В сети можно встретить схемы металлоискателя пират с применением нескольких микросхем:

1. tl072;
2. и к561ла7.

печатная плата

Без использования микросхем

Схема металлоискателя своими руками без микросхемы подразумевает применение транзисторов. Какие типы выбрать — решать только умельцу (советские либо иностранного производства).

Именно на транзисторах и будет функционировать устройство. Схема сборки ничем не отличается от рассмотренной ниже. Единственной особенностью считается подключение вместо генератора транзисторов для платы мд пират.

Металлоискатель пират своими руками подробная инструкция

Металлоискатель пират своими руками подробная инструкция включает в себя несколько основных этапов.

Рассмотрев их подробней, вопрос о том, как сделать металлоискатель пират не будет казаться невыполнимым. При этом настроить также легко.

Справка: мощный металлоискатель можно изготовить всего за 1 вечер.

Необходимые детали

Сборка металлоискателя пират начинается с подготовки необходимых деталей:

• микросхема КР1006ВИ1 либо иностранного производства NE555 — именно на ней базируется передающийся узел;
• транзистор типа IRF740;
• микросхема К157УД2 и транзистор ВС547 — с их помощью формируется узел приема;
• провод маркировки ПЭВ 0.5 с целью наматывания катушки для металлоискателя пират;
• транзисторы типа NPN;
• материал, из которого планируется создать корпус;
• изолента;
• паяльник.

Справка: во время работы могут быть задействованы и иные приспособления, о которых будет сказано ниже.

Необходимые детали

Печатная плата металлоискателя пират — наиболее сложный этап в конструировании устройства. Во многом это связано с тем, что от этой детали зависит работоспособность.

Справка: схемы искателей металла на золото и серебро содержат аналогичные действия.

Размеры печатной платы зависят от уровня мастерства в паяльном деле — можно максимально сблизить детали, а можно разбить на внушительные расстояния.

Схема металлоискателя пират своими руками с помощью готовой печатной платы существенно упрощает работу.

вытравленная печатная плата

Монтаж радиоэлементов на плату

Чтобы изготовить металлоискатель пират тл, требуется спаять плату — все необходимые электродетали должны быть установлены в точном соответствии с выбранной схемой.

Дополнительно не стоит забывать правильно установить пленочные конденсаторы, обладающие высокой термостабильностью. С их помощью металлодетектор сможет проявить себя максимально эффективно.

Катушка

Катушка для импульсного металлоискателя своими руками не требовательна к точности.

Вполне оптимальным вариантом станет изготовление из витой пары проводом 0,5 мм.

По завершению обмотки, витки в обязательном порядке следует обмотать изолентой либо плотным скотчем — первый вариант наиболее предпочтителен.

Справка: с целью увеличения глубины поиска прибора допускается возможность намотать катушку до 270 мм — порядка 22 витков указанным выше сечением провода.

Характеристики устройства, позволяющие произвести расчет разных видов импульсных катушек:

• “Оптимально использовать провод с фактическим сечением 0,5 — 0,6 мм — на минимальном 0,4 работоспособность отсутствует”.

С целью активации функционирования катушки, требуется закрепить ее исключительно в жестком корпусе, причем без содержания в нем металла, в противном случае ударов тока не избежать.

В процессе изготовления поисковой катушки, применение элементов из металла не допускается в целом, вводы нудно подпаять к многожильному проводу, диаметр сечения которого не превышает 0,75 мм.

Оптимальным решением станет использование нескольких отдельных проводов, которые свиты между собой.

Справка: ремонт катушки металлоискателя своими руками не влечет сложностей при условии ее собственной сборке.

Питание

В обязательном порядке к разработанной ранее схеме требуется подключить питание — аккумулятор. Для рассматриваемого устройства оптимальным решением станет использование источника с напряжением от 9 до 12 вольт.

При желании допускается возможность использования соединенных между собой батареек крон — 4 штуки. Не рекомендуется использовать только одну, поскольку в таком случае есть вероятность быстрого падения уровня заряда, из-за чего наблюдается дрейф настроек устройства.

Инструкция по настройке металлоискателя пират

Правильно изготовленное устройство по большому счету не требует настроек. Максимальный уровень чувствительности металлоискателя пират может достигаться в положении переменного резистора R13. Именно при этом положении в динамике способны появляться редко заметные щелчки.

Если же подобное случается непосредственно в крайних положениях резистора, то целесообразно заменить их на иной номинал — R12. Причем делать это нужно таким образом, чтобы оптимальная калибровка могла возникать примерно при фиксации элемента устройства в горизонтальном положении.

В случае наличия у мастера осциллографа, допускается возможность проконтролировать такие показатели, как: на самом затворе транзистора T2 продолжительность импульса управления и текущее значение частоты генератора. Нормальными и одновременно оптимальными показателями считаются:

1. продолжительность импульсов — 150мкс;
2. значение частоты — 150 Гц.

Важно: после включения прибора возникает необходимость изначально подождать порядка 20 секунд — это нужно с целью стабилизации его функционирования. После этого переменным резистором R13 требуется произвести калибровку.

Только после всех проделанных этапов возникает необходимость приступать к процессу работы.

Количество компонентов

Подводный металлоискатель пират

Основной принцип сборки рассматриваемого прибора ничем не отличается от стандартного, который был рассмотрен ранее.

Отличительная разница заключается только в том, что в данном случае возникает необходимость существенно поразмышлять над формированием корпуса, способного не пропускать воду. Для этого оптимальным решением станет использование герметика.

Металлоискатель пират видео

В процессе персонального изготовления собственного устройства у многих могут возникать различные вопросы. Особенно актуально это в случае конструирования новичками.

Именно по этой причине им целесообразно ознакомиться сперва с обучающими видео, а после этого пробовать свои силы. В противном случае ошибки будут неизбежны.

Металлоискатель ПИРАТ.

Итак приступим!

Детали которые нам понадобятся:

Вместо микросхемы к157уд2 можно использовать к157уд3, вместо NE555 отечественную КР1006ВИ1Д.
Транзистор ВС557 можно заменить на КТ361, ВС547 на 9014 с любой буквой впереди или сзади или на 945.
Динамик любых размеров 0,5Вт 8 Ом.

Схема:
Конденсаторы С1-С2 должны быть плёночные с ними работает лучше-стабильней частота и длительность не плавает, 0.1Мкф он же 100нф код 104 схема под них немного изменена улутшена чтоб они помещались, электролитные конденсаторы от С3-С8 можно ставить любого наприжения но не ниже 16в, в качестве Т3 можно применять практически любой транзистор структуры NPN, перемычка одножильная, пойдет проволока от обрезанных остатков резисторов и тд.

R7 ставьте не ниже 1ватт, если ватты ставить ниже незначительно будет греться от этого изменятся сопротивление придётся постоянно подстраивать чувствительность будет плавать, R8 не ниже 0,5ватт и R17 не ниже 0,25ватт тоже греются и звук будет тише.

Питаем 12 вольтовым АКБ от мопеда от бесперебойника от шуруповерта и тд, или пальчиковые батарейки 1,5в 8шт соединив последовательно (НЕ СОВЕТУЮ питать кроной, в крайней случай 3 кроны соединив параллельно не меньше и получается всего 9 вольт), от блока питания может фонить, например настроили чувствительность по максимуму при 9 вольт а затем переключить на 12 вольт чувствительность может упасть и наоборот, для тестирование можно питать АКБ от авто, ВНИМАНИЕ подстраиваем под то питание которым в дальнейшем будете использовать, при изменение питание изменяется частота таймера и длительность импульса, если будет нарушена то видеть цветные металлы не будет, R2 отвечает за длительность импульсов, R3 отвечает за частоту, припаиваем провода питание ближе к IRF740.

Вот архив , в ней есть печать платы в формате.doc, который нужно распечатать лазерным принтером на глянцевой бумаге, я использовал фотобумагу. Вырезаем вот такой кусок

Как определить номиналы конденсаторов:

На картинке все конечно слишком замудренно.
Объясню по проще. В кодировке конденсаторов значение выражено в пико фарадах (pF). Последняя цифра из трех, обозначает количество нулей, например, 104 означает, что после 10 есть четыре нуля. Получается 100000pF.

Эта таблица удобна тем, что зная требуемый номинал в pF, в nF или mF, можно легко определить кодировку или наоборот.

Теперь о резисторах.
Для цветовых кодировок лучше или легче использовать программу на Android устройстве под названием ElectroDroid. В нем очень много и других полезных функций.

Но кроме цветов, на резиторах бывает написан код

Вернемся к нашему "пирату".

При подключении проводов важно не перепутать плюс с минусом, а в остальных не имеет значения.
Если по каким-то причинам будете использовать другие транзисторы, соблюдайте распиновку.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАТУШКИ

Катушка намотана на оправе 20см лаковая проволока ПЭВ 0.40-0,60
КАТУШКУ ФОЛЬГИРОВАТЬ ЭКРАНИРОВАТЬ НЕ НАДООО!!!
от катушки до платы чем толще провод тем лучше чувствительность, провод должен быть многожильный медный соединение без всяких скруток должны быть спаянные, изночально делаем без штекеров спаиваем провода от катушки прямо на дорожки, как заработает можно экспериментировать с разнообразными штекерами, от этого всего будет зависеть дальность чувствительности и стабильность подстройки

Дорожки надо залудить перед тем как подбирать витки на катушке увеличивается чувствительность до 3х см это будет зависеть от того как качественно были протравленные дорожки, катушка от 25 до 10 витков, если нет лаковой проволоки то пойдёт даже одножильный медный провод в пластмассовой изоляции диаметр 0.40 - 0.60 СНИМАТЬ ИЗОЛЯЦИЮ НЕ НАДО, намотай 25 витков и тестируйте отматывая по одному ветку отрезая их, чувствительность начнёт расти и как почувствуешь что чувствительность начнёт падать посчитай сколько витков и намотай новую добавив 1-2 витка и катушка готова

Катушка должна гудеть.
Я достиг максимальной чувствительности
в катушке 10 витков 2ома
толщина проволоки 0,45
диаметр катушки 20 см
R7 75ом,
от катушки до платы многожильный медный провод сечения не ниже 1,5 квадрата чем толще тем лучше.

Катушку мотайте (на пяльце для вышивания) не дорогой около 50руб полностью из пластика не содержит металлических предметов, внутреннее кольцо вытаскиваем и на него мотаем катушку ставим обратно закручиваем и катушка готова, очень удобно сквозь него пропускать в руке землю проверяя есть там метал или нет

По желанию R7 можно не ставить а ставим за место него переменный резистор на 400ом 1-2 ватт не меньше а иначе сгорит, ставим для того чтобы настроить на максимальную чувствительность, как заработает на лучшем результате отпаиваем и измеряем сколько на нём ом на столько и ставим резистор R7

Изготовление штанги

Понадобится пластиковая водопроводная труба с внешним диаметром 25мм, 120см в длину.

Разрезаете ее на 3 части: 80см, 25см, 15см.

Работа с прибором.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-261686-3", renderTo: "yandex_rtb_R-A-261686-3", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

Всем привет! Давно я тут не писал. Много было дел… За окном уже весна, второй день температура держится на уровне 9-10 градусов. Снег неспешно сходит. Открытие сезона уже не за горами. Так вот, одним из дел, которое помогло бы скоротать время и приблизить сезон, была сборка металлоискателя с нуля своими руками. Результат меня порадовал:)

Кому не терпится, видео с работой данного чуда:

Все началось с того, что я наконец обзавелся фольгированным текстолитом, не заплатив за это ни копейки)). Первым делом для испытания этого текстолита) была сборка металлоискателя.

Для сборки была выбрана схема импульсного металлоискателя «Пират», ибо прибор на биениях делать было не охота). Итак, схема загружена, установлена программа Sprint Layot, распечатана на фотобумаге печатная плата. Приступаю к сборке.

Плату делал методом лазерного утюга (сокращенно ЛУТ). Подробно расписывать не буду, на это дело есть гугл:). Все, вырезан текстолит, дорожки перенесены на плату.

Далее развожу раствор для травления. И тут мне снова помог электролит из аккумулятора! Раствор включил в себя поваренную соль, перекись водорода и электролит (вечером этого же дня банку с раствором опрокинул котенок).

Ну вот, плата протравлена, отверстия просверлены. Теперь ее надо залудить. Лужение производилось паяльником.

Настал самый длительный этап сборки. А именно сбор, поиск и впайка деталей. Обе микросхемы и два транзистора были найдены без затруднений. Конденсаторы и резисторы вытащены со старых плат. Но не нашлось у меня нескольких резисторов. За ними пришлось идти в телемастеркую. Там мне их дали БЕСПЛАТНО.

Плата собрана, экспериментальная катушка намотана. Настал момент включения. Первое включение производилось от двенадцативольтового блока питания. Скрутил провода, подключил катушку, перепроверил полярность, включаю…не работает…молчит(. Греется транзистор. Перепаял. Включаю снова…тишина. Последующие проверки выявили неисправность микросхемы К157УД2. На следующий день была найдена новая и пуск повторился. И тут собранная схема показала признаки жизни. Оно работает!!! Радости было море:)

На следующий день схема была налажена и получила культурный корпус. Выведены разъемы. Теперь нужна была нормальная катушка. Ее я вырезал из куска фанеры. Потом же подобрал количество витков, залил обмотку термоклеем и замотал синей изолентой.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-261686-2", renderTo: "yandex_rtb_R-A-261686-2", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

Теперь требовался материал для штанги, чему и был посвящен следующий день. Купил 4 метра водопроводной ПВХ трубы и 0,5 метра канализационной трубы. Из них были вырезаны соответствующие детали для сбора штанги. Трубы спаивались с помощью термоклея и фена.

Штанга собрана, катушка готова, корпус прибора приобрел надлежащий вид. Осталось все совместить. Блок прикреплен к штанге с помощью фитингов. А вот для крепления катушки в магазине не нашлось пластикового болтика. Катушка пока что временно держится на стяжке.

Осталось только купить аккумулятор с ЗУ. Работает и с аккумулятором от шуруповерта:).

В условиях дома прибор начинает реагировать на пятак с 20 см, что думаю неплохо. Также скажу, что он не имеет дискриминации, поэтому нельзя отсечь столь ненавистный всем копателям металломусор.

От процесса сборки и от полученных результатов я получил полное удовлетворение и, как я думаю, немного повысил навыки радиолюбительства, применив в своей практике новые методы.

Итак, мои вложения (кроме покупки аккумулятора) ушло 230 рублей. С аккумулятором, думаю, будет около 1000 рублей. Данный прибор можно легко окупить и даже заработать, занимаясь с его помощью поиском металлолома. Поиск монет тоже возможен, но в виду отсутствия дискриминации, он будет затруднителен.

Скажу насчет фотографий. Их я делал для себя, поэтому их качество немного жидковато:)

Также советую вам подписаться на канал «Старая Вятка» , где вас ждет много видео о копе, металлоискателях, навигации, картографии и уходу за монетами:

VK.Widgets.Subscribe("vk_subscribe", {}, 55813284);
(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-261686-5", renderTo: "yandex_rtb_R-A-261686-5", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

1. Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
2. Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
3. Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
4. Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
6. Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
7. Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

• Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
• Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
• Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

• Параметрическим.
• Приемо-передающим.
• С накоплением фазы.
• На биениях.

Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».

Монопетля

Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

• Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
• По номограмме определяем количество витков w.
• Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
• Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
• Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.

Помехоустойчивость

Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.

Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.

Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:

• Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
• По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
• По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.

Как не надо и надо мотать корзинки

Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.

ДД катушки

ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».

Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Несколько конструкций

Параметрические

Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.

Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.

Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.

Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.

Приемопередающий

Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.

Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.

Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.

Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:

Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.

Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.

Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.

Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.

Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.

Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.

Еще о «Пирате»

Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.

Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:

Видео: металлоискатель “Пират”

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”

На биениях

Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.

ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:

• Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
• Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
• Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.

Проще не бывает

Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.

Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.

Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.

1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
2. На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
3. Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
6. Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
7. Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.

Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.

А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.

Нечто странное напоследок

Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:

попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!

В качестве приложения

Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:

• Клон.
10 оценок, среднее: 4,90 из 5)