Металлоискатель для цветных металлов своими руками

Среди радиолюбительских конструкций особым интересом пользуются разработки, помогающие обнаруживать скрытые в земле металлические предметы. Особенно если последние — небольшие по величине, залегают на значительной глубине и являются к тому же неферромагнетиками.

Добротных электрических схем подобных устройств, называемых по аналогии с известными военными разработками металлоискателями, и описаний вполне работоспособных конструкций немало опубликовано в различных технических
Изданиях, но рассчитаны они зачастую на подготовленных, опытных самодельщиков, имеющих хорошую материальную базу, дефицитные детали.

А вот предлагаемую нами конструкцию вполне сможет повторить-изготовить даже новичок. Тем более что и детали нужные (включая кварцевый резонатор на 1 МГц) приобрести будет вполне по силам. Ну а чувствительность собранного металлоискателя. О ней можно судить хотя бы по тому факту, что с помощью предлагаемого устройства легко отыскивается, например, медная монета диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм на глубине 0,9 м.

Принцип действия

Он основан на сравнении двух частот. Одна из них эталонная, а другая — изменяющаяся. Причем отклонения ее зависят от появления в поле высокочувствительной поисковой катушки металлических предметов. У современных металлоискателей, к которым можно вполне обоснованно отнести и рассматриваемую конструкцию, эталонный генератор работает на частоте, на целый порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки. В нашем случае эталонный генератор (см. принципиальную электрическую схему) реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ интегральной DD2. Частота его стабилизирована и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц). Генератор же с изменяющейся частотой выполнен на первых двух элементах ИС DD1. Колебательный контур здесь образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и СЗ, а также варикапом VD1. А для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое напряжение варикапу VD1.

Рис.1. Принципиальная электрическая схема высокочувствительного самодельного металлоискателя.

В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный телефонный капсюль BF1. А конденсатор С10 используется как шунт для высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.

Конфигурация печатной платы приведена на соответствующей иллюстрации. А схема расположения радиоэлементов на стороне, обратной печатным проводникам, дана здесь другим цветом.

Рис.2. Печатная плата самодельного металлоискателя, с указанием расположений элементов.

Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В. А так как высокая стабилизация здесь не обязательна, используется батарея типа «Крона». В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.

Поисковая катушка требует особой точности и внимания при изготовлении. Наматывается она на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним — 10 мм, согнутой в форме окружности 0 200 мм. Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0,27. Когда намотка будет выполнена, она обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана (уменьшения влияния емкости между катушкой и землей). При этом важно не допустить электрического контакта между проводом намотки и острыми краями фольги. В частности, поможет здесь «обвивка наискось». А для защиты самого алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку дополнительно обвивают изоляционной бандажной лентой.

Диаметр катушки может быть и другим. Но чем он меньше, тем чувствительность всего устройства становится выше, зато площадь поиска скрытых металлических предметов сужается. При увеличении же диаметра катушки эффект наблюдается обратный.

Работают с металлоискателем следующим образом. Расположив поисковую катушку в непосредственной близости от поверхности земли, настраивают генератор потенциометром R2. Причем так, чтобы в телефонном капсюле звук не прослушивался. При движении же катушки над поверхностью земли (почти вплотную к последней) и отыскивается заветное место — по появлению звука в телефонном капсюле.

При использовании рассмотренного выше устройства для отыскания скрытых в земле предметов, представляющих археологическую и национальную культурную ценность, требуется предварительное на то разрешение от соответствующих органов.

Н. Кочетов, по материалам «Млад Конструктор»

Многие хотели бы попробовать свои силы в поисках золота, это практически сродни поиску кладов. Одних останавливает то, что они живут вдалеке от гор или рек, чтобы искать самородки промыванием песка. Другие не разбираются в радиодеталях, чтобы знать, как добыть из них золото. А третьи предпочитают искать драгоценный металл с помощью металлодетектора, но не располагают средствами, чтобы его купить. К счастью, прибор довольно простой, и даже не будучи радиолюбителем, можно изготовить металлоискатель для поиска золота своими руками.

Принцип действия

Что собой представляет металлоискатель? Это прибор, который с помощью определенных излучений находит металл, расположенный под землей, без непосредственного контакта с ним. Ответные данные, которые приходят, помогают определить находку и информируют об этом с помощью звукового или визуального сигнала.

Принцип действия металлоискателя

Электромагнитное поле, которое излучает прибор, контактирует с металлами, в данном случае с золотом, чем провоцирует возникновение на их поверхности вихревых токов. Путем измерения удельной электропроводности металлы идентифицируются, а данные об этом передаются сигналом.

Металлоискатели могут иметь различные параметры волн, методики обработки обратного сигнала, дополнительные функции и многое другое. Поэтому прежде чем начать делать прибор, нужно определиться, что именно вы хотите получить на выходе.

Стандартной частотой для металлоискателей является 6–20 кГц, однако для золота она должна быть несколько выше, 14–20 кГц и более. Это связано с тем, что золото часто встречается в виде крохотных самородков, поэтому нужна более высокая чувствительность. Если есть такая возможность, то хорошо иметь прибор с многочастотным настраиваемым поиском, тогда можно будет увеличить количество предметов, которые он распознает.

Среди всех схем металлоискателей в интернете специалисты советуют выбрать устройства с уравновешенной индукцией, которые в головке имеют две катушки и мощную электронную схему. Большой интерес также представляют схемы, имеющие принцип работы приемник-передатчик, действующие на высоких частотах, около 20 кГц, что позволяет отличить цветные металлы от черных.

Общие параметры

Разные технические способы могут быть применены для конструирования металлоискателя. Многое зависит от условий, в которых он будет эксплуатироваться. Поэтому представление о том, каким требованиям должен соответствовать прибор, нужно определить максимально четко. Выделяют следующие параметры устройства:

• чувствительность — характеристика, определяющая, насколько мелкие предметы может обнаруживать детектор;
• избирательность — способность определять металлы и реагировать на конкретные из них;
• устойчивость к помехам — способность не реагировать на посторонние радиосигналы радиостанций, автомобилей, разрядов молнии и другие;
• энергопотребление — сколько потребляет прибор и насколько хватает встроенного аккумулятора или батареек;
• проникающая способность — глубина, на которой прибор может распознавать металлы;
• габариты прибора;
• размер зоны поиска — площадь, которую охватывает прибор без изменения его расположения.

Разрешающая способность — основной параметр, в свою очередь, он также является составным. На выходе прибора имеется один или два сигнала, а свойств, которые определяют объект и его местонахождение, — больше. Например, если понизить частоту генератора, то можно добиться увеличения зоны поиска и проницания, но проиграть в чувствительности, а также мобильности из-за увеличения размеров катушки.

Схема простого металлоискателя

Особенность конструкции металлоискателя заключается в том, что все вышеперечисленные параметры в комплексе или по отдельности зависят именно от частоты катушки. Таким образом, эта характеристика является определяющей при конструировании прибора. По частоте металлоискатели делятся на такие:

• сверхнизкочастотные: частота до нескольких сотен герц, мобильность низкая, энергопотребление большое, сложны в конструкции и обработке сигнала;
• низкочастотные: сотни, тысячи Гц, чувствительность маленькая, помехоустойчивость большая, конструкция простая, проницаемость зависит от мощности — от 1 до 4 м, мобильные;
• повышенной частоты: десятки кГц, конструкция простая, проницаемость до 1,5 м, помехоустойчивость плохая, дискриминация так себе, чувствительность хорошая;
• высокочастотные: радиочастоты, типичный «на золото», дискриминация отличная, проницаемость маленькая, до 80 см, небольшое потребление, остальные параметры плохие.

Конструкция прибора

Прибор, который не требует абсолютно никаких знаний в радиотехнике, можно собрать своими руками, имея: калькулятор, радиоприемник, коробку с откидной крышкой из пластика или картона, двухсторонний скотч. Калькулятор должен быть максимально дешевым, чтобы служить основой радиопомех, а приемник — не обладать помехоустойчивостью.

Металлоискатель своими руками, инструкция:

• Разворачиваем коробку, формируя из нее книжку.
• Закрепляем калькулятор и приемник в коробке, последний — в крышке.
• Включаем приемник и ищем наверху АМ диапазона свободный участок.
• Включаем калькулятор: приемник должен издать звук, настраиваем его на максимум громкости.
• Если тона нет, подстраиваемся, пока не появится.
• Складываем крышку так, чтобы тон пропал. В таком положении магнитный вектор первичных импульсов будет перпендикулярен оси стержня магнитной антенны.
• Фиксируем крышку.

Таким образом, собрать примитивный прибор довольно просто, но чтобы получить больше данных, нужно уже иметь некоторые знания и навыки в радиоэлектронике. В интернете можно найти подходящую из множества схем.

Металлоискатель своими руками

Свой металлоискатель я сделал из набора на микросхеме К561ЛА7. Схема простая и доступная для повторения начинающими радиолюбителями. Металлоискатель различает цветной от чёрного металла. Далее я подробно, с фото опишу изготовление данного металлоискателя.

Схема металлоискателя

Расположение деталей на печатной плате (из набора www.mastervintik.ru)

На рисунке выше монтажная схема с элементами схеме до подбора параметров элементов для изготовленной мной катушки.

Параметры поисковой катушки

Катушка: 90 витков, диаметр катушки 230 мм, диаметр провода 0,45 мм.

Настройка металлоискателя

Вместо конденсаторов по 1Н поставил по 430 пикофарад. Для регулировки частоты соединил последовательно два переменных резистора: для грубой подстройки поставил 5 кОм, для точной 1 кОм (оба без выключателя). Последовательно с ними (по схеме) заменил постоянный резистор 18 кОм на 10 кОм.

Выключатель питания отдельный.

Больше никаких изменений в параметрах исходной схемы не делал.

Поисковый генератор даёт около 90 кГц, перестраиваемый генератор — до 120 кГц, т.е. находится в диапазоне работы поискового.

Металлоискатель реагирует на чёрные металлы понижением тона звука, а на цветные металлы – повышением тона.

На очень мелкие по размеру металлические предметы, например, золотые кольца реагирует с расстояния около 1-3 см.

Чем больше по площади предмет — тем больше расстояние, с которого реагирует датчик.

Реагирует прибор и на скрытую электропроводку.

При прикасании к ручкам регулировки частоты менялся звук. Чтобы его убрать я соединил их корпусы с «минусом» платы.

На фото ниже представлены элементы разборного (для удобства транспортировки) металлоискателя.

В качестве штанги использовалось старое удилище для спиннинга. Вместо катушки спиннинга на её место крепится съёмно блок управления.

Владимир Стрельцын, г Новороссийск

П О П У Л Я Р Н О Е:

Иногда в жизни бывает необходимо защититься от нападения хулиганов или собак. Особенно это будет полезно для физически слабых людей (женщин, больных или пожилых людей…). Хорошо бы иметь для самообороны под рукой — компактный портативный электрошокер.

Электрошокеры хорошо смогут защитить вас от нападения собак. Звуковой и световой эффект, а также выделяемый газ озон отпугивает зубастых нападавших.
Подробнее…

Радиоприёмник на одном транзисторе

Для приёма местной радиостанции можно собрать простой детекторный приёмник. А при использовании небольшой радиодетали — транзистора можно усиливать сигнал в десятки и сотни раз. Потребляет же транзистор совсем немного энергии и способен работать даже при напряжении около 1 В! Подробнее…

Если у Вас есть машинка с двух-моторным приводом, то на одной микросхеме-драйвере управления двигателем можно сделать забавную игрушку-робота — «умную» машину, которая будет двигаться на свет или (в зависимости от подключения двигателей) наоборот, будет прятаться в темноту. Она может ехать вперед в поисках света или назад, уезжая в тьму, а также следовать за рукой или ехать не сворачивая с дороги.