В данной статье речь пойдет об одном из простых металлоискателей, сборку которого можно осуществить доступными советскими радиодеталями. К ним можно отнести транзисторы с маркировкой КТ и МП, а также резисторы и конденсаторы из популярной радиоаппаратуры. Большинство нужных деталей без проблем можно найти в старых радиоустройствах.

Схема состоит из пяти узлов, структуру которых можно просмотреть на рисунке 1:

1. Задающий генератор частоты, служащий для создания эталонной частоты.
2. Поисковый генератор частоты. Его частота будет изменяться при нахождении металла.
3. Низкочастотный усилитель для увеличения разности сигнала генераторов.
4. Узел, воспроизводящий звук.
5. Источник питания.

Данное устройство напоминает металлоискатель на двух транзисторах, но в нем добавлен усилитель звука, и, несмотря на простоту, у него неплохие показатели обнаружения металла. Он отлично подойдет для массового поиска и сбора черного металла. Если найти радиодетали и немного времени, то вы с легкостью соберете металлоискатель на примере этой познавательной статьи.

Сборка элементов схемы

Сборку схемы можно осуществить на одностороннем фольгированном текстолите. Руководствуясь рисунком 2, на котором изображена схема металлоискателя на транзисторах, считаем количество соединений и острым предметом создаем соответствующее количество контактных площадок. После залуживания плата готова к сборке деталей (рис. 3). Для более качественной сборки можно продумать и нарисовать самодельную печатную плату.

Ниже представлен список необходимых деталей и указания к некоторым из них:

1. 14 резисторов мощностью от 0,125 Вт. Номиналы:
   1. R1, R5 – 100 кОм;
   2. R2, R6, R11 – 10 кОм;
   3. R3, R7 – 1 кОм;
   4. R4, R8 – 5,1 кОм;
   5. R9 – 6,2 кОм;
   6. R10, R13 – 220 кОм;
   7. R12 – 3,9 кОм;
   8. R14 – 3 кОм.
2. 14 конденсаторов, желательно термостойких:
   1. Электролитические на 6 В: С10, С14 – 47 мкФ; С12, С13 – 22 мкФ;
   2. Переменные конденсаторы С7 – до 10 пФ / от 150 пФ;
   3. Подстроечный конденсатор C8 – 6 / 25 пФ;
   4. С1, С11 – 47 нФ;
   5. C2, C6 – 4,7 нФ;
   6. C3 – 100 пФ;
   7. С4 – 47 пФ;
   8. C5, C9 – 2,2 нФ.
3. Пять транзисторов:
   1. 3.1 VT1, VT2 ­– КТ315. В качестве аналогов можно использовать КТ3102, КТ312 или КТ316;
   2. 3.2 VT3, VT4, VT5 – МП35. Заменить можно на МП от 36 до 38;
   3. 3.3 VT6 – МП39. Подойдут так же МП от 40 до 42;
4. 2 диода Д9Ж, или другие – Д18, Д2, ГД 507.
5. Элемент питания 4,5 В в виде трех батареек типа АА. Можно использовать батарейку крона 9 В, но в таком случае необходимо поменять электролитические конденсаторы на напряжение выше 9 В.
6. Динамик сопротивлением от 5 до 100 Ом. Подойдут динамики из детских игрушек, домофонных трубок, радиоприемников или головной телефон.
7. Контактный разъем для батарейки (рис. 4).
8. Микропереключатель или тумблер для выключения.

Металлоискатели не могут работать без катушек, выполняющих главную роль в устройстве. В следующем пункте статьи подробно опишем их роль в работе и процесс изготовления.

Создание катушек генераторов

Первичная катушка L1 является образцовой и вместе с конденсатором С3 служит для создания задающей частоты генератора. Вторичная катушка L2 работает таким же образом, но она выполняется без сердечника. Это позволяет воздействовать на нее металлическим предметам и изменять частоту генератора, что и приводит к разности частот для сигнала.

Ниже описано, как изготовить самодельные катушки без особых сложностей.

Для каркаса катушки L1 нужен металлический стержень диаметром 8 мм и длиной 3 см. Можно использовать антенну с радио. На стержень необходимо намотать ватман. Делаем это для возможности регулировки частоты перемещением стержня относительно катушки, поэтому важно чтобы ватман прилегал очень плотно для исключения самопроизвольного перемещения. После окончательной настройки металлоискателя в последнем пункте, можно зафиксировать стержень клеем. Образец катушки изображен на рисунке 5.

Обмотку катушки L1 выполняем проводом ПЭВ диаметром 0,2 – 0,3 мм. Производим намотку 110-ти витков на ватман строго в один ряд, стараясь не допускать пропусков или промежутков между витками. На 16-м витке делаем отвод, не разрывая провода. После намотки можно залакировать провод, но необходимо соблюдать доступность движения металлического стержня внутри. Соединение провода производим согласно схеме.

Вторая катушка L2 выполняется в виде прямоугольной рамки размером 12 x 22 см. Каркас можно выполнить из пластмассы, оргстекла, фанеры и прочего, не проводящего ток, материала. Делаем поднос или собираем только несущий прямоугольник, в который можно будет навалом уложить обмотку. Готовые образцы можно увидеть на рисунке 6.

Провод, как и в первом случае, выбираем марки ПЭВ, но диаметром 0,4 – 0,6 мм. Наматываем 45 витков, делая вывод на 10-м витке. После полного изготовления и настройки металлоискателя можно будет зафиксировать и изолировать обмотку лаком. Соединение со схемой осуществляем экранированным кабелем с наличием минимум двух жил. Такие кабели используются в качественной аудиоаппаратуре и в магистральных линиях связи, так же их можно приобрести в магазине электроники.

Изготовление конструкции металлоискателя

В первую очередь необходимо решить из какого материала выполнить штангу. Предпочтение лучше отдать диэлектрическому материалу, чтобы исключить проблемы в работе металлоискателя. Вариантов много: труба ПВХ, телескопическая удочка, деревянный шест. При выборе стоит учесть такие показатели, как вес, гибкость, способность к разборке, удобство.

Если вы планируете проводить в поисках металла много времени, малый вес и удобный подлокотник с ручкой сэкономят вам много сил. Но не стоит забывать, что легкий материал может гнуться. В случае с ПВХ трубой, это можно компенсировать засыпанным внутрь песком или дополнительными поддерживающими конструкциями. С разборной штангой не будет проблем с транспортировкой. Для реализации этой идеи можно посетить сантехнический магазин, и собрать отличный металлоискатель своими руками на различных переходниках (рис. 7).

После того как определились с выбором штанги, необходимо закрепить на ней катушку. Тут все просто – никакого металла. Воспользуйтесь пластмассовым крепежом, заранее закрепленными ушками на каркасе катушки, переходниками или просто надежным клеем.

Схему помещаем в пластмассовую коробку. Для динамика можно проделать маленькие отверстия для хорошей слышимости. Плату, динамик, первичную катушку и коробочку для батареек можно закрепить клеем. Коробку располагаем в метре от поисковой катушки и крепим удобным способом – с помощью пластмассовых крепежей или клея.

На этом моменте у вас собран простой металлоискатель на транзисторах, нуждающийся в точной настройке и проверке.

Настройка устройства

Настройка металлоискателя заключается в создании одинаковой частоты в обоих генераторах. При достижении такого результата, из динамика будет издаваться максимально низкий, еле слышный тон.

Для начала убираем из радиуса действия металлоискателя все металлические предметы. Учитываем бетонные стены и полы, так как в них может находиться металлическая арматура. Выставляем все переменные конденсаторы в среднее положение. Изменением положения стержня в катушке L1 добиваемся нужного тона или его отсутствия. При дальнейшей эксплуатации устройства пользуемся для регулировки конденсатором С7. После настройки подносим металлический предмет на различные расстояния от поисковой катушки и убеждаемся в работоспособности металлоискателя.

Если металлоискатель не заработал, проверяем блоки и детали схемы. Проверку начинаем с транзисторов, а затем проверяем диоды. Чтобы проверить усилитель звука, достаточно откинуть резистор R9 от генераторов и подключить его к звуковому выходу любого, воспроизводящего звук, устройства (рис. 8).

Если детали и усилитель в рабочем состоянии, то настраиваем транзисторные генераторы. Для этого пробуем изменить номиналы конденсатора С4 и резистора R2 для задающего генератора, и резистора R6 для поискового генератора. Второй генератор можно попробовать запустить подстроечным конденсатором С8.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Особенности металлоискателя

Этот металлоискатель вполне сможет изготовить даже радиолюбитель-новичок. При этом металлоискатель обладает достаточно высокой чувствительностью.
С помощью предлагаемого устройства можно обнаружить медную монету диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм на! глубине до 9 см.

Принцип действия

Принцип действия металлоискателя прост, он основан на сравнении двух частот. Одна из них эталонная (от опорного генератора), а другая - изменяющаяся (от поискового генератора). 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, опорный генератор работает на частоте, на порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис.
Опорный генератор реализован на двух логических элементах ЗИ-НЕ микросхемы DD2. Частота его стабилизирована и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц).
Поисковый генератор выполнен на первых двух элементах микросхемы DD1. Колебательный контур здесь образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и СЗ, а также варикапом VD1. Для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое напряжение варикапу VD1.
В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный телефонный капсюль BF1, конденсатор СЮ используется как шунт для высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.

Печатная плата

Конфигурация печатной платы приведена на рис.

Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В, используется батарея типа «Крона». В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.

Изготовление поисковой катушки

Наматывать катушку желательно на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним - 10 мм, согнутой в форме окружности диаметром 200 мм.
Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0,27. Когда намотка будет выполнена, катушка обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана (уменьшения влияния емкости между катушкой и землей).

Для защиты самого алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку металлоискателя дополнительно следует обвить изоляционной бандажной лентой.
Диаметр катушки может быть и другим. Но действует следущее правило.

Работа с металлоискателем

Работать с металлоискателем нужно следующим образом. Расположив поисковую катушку в непосредственной близости от поверхности земли, настроить 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 металлический предмет - по появлению звука в телефонном капсюле.

Образцовый генератор создан на инверторе DD1.1, а перестраиваемый – на инверторах DD2.1 и DD2.2. Частота образцового генератора задается параметрами колебательного контура L1, С1, С2, при приведенных на схеме номиналах равна 100 кГц (рис. 1).
Частота перестраиваемого (поискового) генератора, колебательный контур которого состоит из выносной катушки L2 и емкостей С3 … С5, примерно равна частоте образцового генератора. Частоту перестраиваемого генератора регулируют переменным конденсатором С3 в диапазоне 1 … 2-х килогерц.
Инвертор DD1.2 исполняет роль каскада, предназначенного для развязки между образцовым и перестраиваемым генераторами.
Цифровые микросхемы DD1 и DD2 прибора запитываются от батареи GB1 через фильтры R6CS и R7C9.
Инвертор DD3.1 – компаратор сигналов двух генераторов. Он формирует сигнал разностной частоты генераторов и их гармоник. Для фильтрации гармоник использован фильтр R3C6.
Данное конструктивное решение позволяет выделить разностный сигнал генераторов частотой порядка единиц герц.
Для того чтобы услышать сигналы таких низких частот на наушники, применено формирование из синусоидального (треугольного) сигнала коротких импульсов с увеличенной частотой.
Добиваются этого при помощи компаратора, сделанного на инверторах DD3.2 – DD3.4. нагрузкой которого выступают наушники подсоединенные через разъем Х2. Громкость сигнала изменяется резистором R8.

Конструкция прибора
Элементы металлоискателя размещаются на двусторонней печатной плате из фольгированного текстолита (показана на рис. 2).
С одной сторона платы припаиваются вывода деталей, вторая сторона выполняет роль экрана, фольгу с этой стороны необходимо соединить по краям с экраном.

По штриховыми линиям показанным на рис. 2 и краям печатной платы, необходимо вертикально припаять полоски из фольги.

Элементы
Микросхемы DD1 … DD3 заменяются на K176ЛE5, К561ЛА7, К176ЛА7. Конденсатор переменной емкости С3 – КП-180 или иной. Электролиты С8 … С10 – типов К50-6 или К52, К53, остальные неполярные конденсаторы – КМ, КЛС.
Переменный резистор R8 – СП3-3в, оставщиеся – ВС, МЛТ.

Рис. 2. Печатная плата прибора

Изготовление катушек
Катушка L1 мотается на каркасе от контура промежуточной частоты приемника «Альпинист-407», содержит 300 витков эмалированного провода диаметром 0,08 мм.
Поисковую катушку L2 перестраиваемого генератора (рис. 3) наматываем на каркасе диаметром 240 … 250 мм она содержит 30 витков изолированного провода диаметром 0,6 мм. По завершению намотки катушки она пропитывается эпоксидным клеем. После засыхания клея она обматывается изолентой. Катушку нужно экранировать тонкой фольгой (в экране необходимо оставить небольшой зазор 5 … 10 мм, как это показано на рис 3).
Настройку прибора нужно начинать с установки частоты образцового генератора и контроля работы компаратора. С этой целью движок конденсатора С3 нужно установить в среднее положение, и сердечником катушки L1 регулировать частоту образцового генератора до возникновения в наушниках сигнала звуковой частоты.
После этого сердечником катушки L1 нужно достигнуть «нулевых биений» или «щелчков» в наушниках.
Наладка компаратора сводится к подбору резистора R9. Его сопротивление лежит в диапазоне от 300 кОм до 1 МОм.

Катушки металлоискателя

С чего начать намотку датчика металлоискателя, задумаетесь вы, все намного проще чем вы думаете. Первый этап к изготовлению катушки состоит в поиске провода – подойдет любой медный провод диаметр сечения которого состоит от 0,5 – 0,8 мм. Тоньше брать не рекомендуется а толще увеличит вес катушки (я для своего металлоискателя провод взял от старого стабилизатора напряжения 0.7 мм.). Дальше определяем тип датчика который нам нужно сделать – я вам рекомендую сначала попробовать сделать самый обычный датчик. Провод у нас есть, нам остается только найти ведро (без выступов внизу) дно которого составит 17 -20 см. в диаметре.

После намотки катушки аккуратно стягиваем провод с ведра, берем капроновые нитки и связываем в 5 – 10 местах (как вам угодно) чтобы провод держался кучи. Дальше аккуратно изолируем изолентой нашу катушку и припаиваем ёё выходы к проводу на металлоискатель.

В наборах продается также корпус под сделанную нами катушку для металлоискателя, но можно обойтись и без нее.

Второй датчик, который мы можем намотать - корзиночный датчик. Для этого нам понадобится тот же провод, доска (чтобы поместилась окружность 18 см) либо ДСП. 42 гвоздя 40-70 мм. Также надо натянуть на эти гвозди изоляцию, чтобы не повредить провод при намотке, отлично подойдет изоляция от сетевого кабеля (витая пара), преимущества в том что легко освобождается от проводов (нам понадобится примерно метра два). Дальше чертим 2 окружности диаметр первой окружности 11см, диаметр второй 18см.(одну в нутрии второй) и разбиваем их 21 гвоздями, гвоздь наружной окружности напротив гвоздя внутренней. Дальше начинаем намотку как показано на рисунку. 32 витка.

Потом все аккуратно залить пеной и когда она засохнет извлечь гвозди и обрезать лишнюю пену.

Сопротивление катушки примерно 2 Ома, 32 витка делим на 8 и получается, по 4 на каждую фигуру.

По материалам сайта http://vash-klad.ru

Надёжная схема простого импульсного металлоискателя

Схема простого металлоискателя представленного в этой статье была разработана ребятами с сайта radioskot. За свою простоту и надёжность детектор получил большую популярность у радиолюбителей и кладоискателей России и стран ближнего зарубежья. Очень низкая себестоимость, доступность элементарной базы и отличные технические характеристики делают его лидером в категории импульсных металлоискателей, несложную конструкцию которого сможет собрать и настроить даже начинающий радиолюбитель.

Технические характеристики:

Напряжение питания: 9-12 Вольт.
Потребляемый ток: 30-50 мА.
Чувствительность: Монета 25 мм — 20 см, крупные предметы — 150 см.

Принципиальная схема, рис.1

Рис.1

Принцип работы этого металлоискателя основан на изменении времени затухания импульса в поисковой катушке, которое увеличивается с приближением металлических предметов. Прибор состоит из передающего блока (генератор импульсов на таймере NE555, мощный ключ на полевом транзисторе) и приёмной части на операционном усилителе К157УД2 с выходным транзистором Т3. Поисковая катушка L1 намотана на оправку 180-200 мм и содержит 25-30 витков эмалированного провода диаметром 0.5-0.8 мм, экранировать катушку не нужно. Оптимальные параметры работы генератора на NE555: частота 125-150 Гц, длительность импульса 125-150 мкс, при соблюдении этих параметров аппарат потребляет минимальный ток и имеет максимальную чувствительность.

Печатная плата металлоискателя, рис.2

Рис.2

После сборки схемы наладить металлоискатель очень просто, включаем питание и ждём окончания переходных процессов в течении 15 секунд, подбором резистора R12 добиваемся того, чтобы при среднем положении переменного резистора R13 в динамике не было звука генератора и слышались только редкие щелчки, поисковая катушка при настройке должна находится вдали от металлических предметов. При приближении металла в динамике должен появляться звук с частотой работы таймера NE555. После проверки работы и чувствительности прибора, печатную плату можно поместить в небольшую пластиковую коробку и закрепить на штанге к которой крепится поисковая катушка.

В полевых условиях эта схема простого металлоискателя показала себя с лучшей стороны, работает с любым грунтом, штангу с поисковой катушкой можно погружать под воду, не реагирует на помехи от линий электропередач. Металлоискатель несмотря на простоту схемы с успехом конкурирует с дорогими импортными устройствами, если Вам не хочется тратить много денег, соберите этот аппарат и Вы не пожалеете. Желаем удачи!

С сайта radioskot

Схема металлоискателя на биениях

Схема металлоискателя приведена на рис.2.

Рис.2

На элементах DD1.3, DD1.4 собран генератор с поисковой катушкой L1. Его частота зависит от ёмкости конденсатора С2 и индуктивности L1 (числа витков). Другой генератор, на элементах DD1.1, DD1.2 - перестраиваемый с помощью резисторов R1 и R2. Он настраивается на частоту генератора с поисковой катушкой для получения нулевых биений или плавной регулировки разностной частоты. Обычно в нём применяют катушку индуктивности и переменный конденсатор (LC-контур). В данном устройстве используется RC-цепочка, что ослабило взаимное влияние генераторов, повысило их устойчивость и упростило схему. Резистор R1 изменяет частоту грубо , a R2 - плавно . Сигналы обоих генераторов через переходные конденсаторы С3 и С4 поступают на активный смеситель-детектор, выполненный на транзисторе VT1, а с него - на усилитель ЗЧ (VT2), нагрузкой которого служат головные телефоны сопротивлением 100 Ом.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7. Чтобы меньше "плыла" частота, керамические конденсаторы в устройстве должны быть с малым ТКЕ. В этом плане хороши слюдяные конденсаторы типа "КСО" группы Г.

Поисковых катушек лучше всего изготовить три. Одну - диаметром 150 мм, вторую - 200 мм, а третью - 260 мм. Они выполнены проводом примерно одинаковой длины (36 м) и имеют соответствующее число витков (76, 58 и 45). Провод - ПЭВ 0,51 мм (от контура размагничивания старого цветного телевизора). Все три катушки - бескаркасные. Их наматывают на любой подходящий предмет цилиндрической формы (кастрюлю, банку и т.д.), предварительно подложив прокладку из резины или бумаги. Готовую обмотку снимают и в нескольких местах скрепляют нитками, а затем обматывают изоляционной лентой или скотчем. При изготовлении катушек, рекомендуется экранировать их от статического электричества.

При поиске мелких предметов из металла (гвоздей, ключей и т.п.) включается катушка диаметром 150 мм. Для поиска более крупных предметов требуется катушка побольше (200 мм). Что-нибудь вроде канализационного люка или подземной трубы определяется самой большой катушкой с диаметром 260 мм.

Для настройки, сначала, отпаяв один конец С3, настраивают генератор с поисковой катушкой на нужную частоту. Для этого вместо С2 временно ставят переменный трёхсекционный конденсатор (12...495пФ)х3 и ведут поиск сигнала на вещательный приёмник, включенный на длинноволновый диапазон. А найдя, "выводят" его на частоту 200 кГц. Впрочем, это не обязательно, можно оставить частоту 150 или, скажем, 250 кГц. Определив величину ёмкости, вместо переменного ставят постоянный конденсатор. Запаяв С3 на место, резистором R1 настраивают на ту же частоту перестраиваемый генератор. Настройку определяют по нулевым биениям в наушниках.

После 10...15-минутного прогрева устройства, приближают поисковую катушку к земле на расстояние, на котором будет вестись поиск, и настраивают на нулевые биения. При поиске выдерживают одинаковое расстояние рамки от земли. Появление звука в телефонах говорит о наличии металлического предмета вблизи катушки. Чем он ближе, тем больше изменяется индуктивность поисковой катушки и, как следствие, тон звукового сигнала.

Металлоискатель на микросхеме

C помощью этого компактного и несложного прибора можно обнаружить рублевую монету на глубине до 10 см, а железное ведро или крышку люка на глубине до 0,5 метра. Прибор основан на принципе изменения частоты LC-генератора с объемной катушкой. Есть два генератора, - поисковый, частота которого задается индуктивностью объемной катушки и емкостью контурного конденсатора и опорный генератор с кварцевой стабилизацией частоты. Сигналы генераторов поступают на смеситель и с выхода смесителя на динамик. Перед началом работы переменным конденсатором настраивают контур поискового генератора на частоту, очень близкую к частоте опорного генератора. В процессе данной настройки в динамике сначала появляется звуковой сигнал высокого тона. Затем, продолжая настройку переменным конденсатором, добиваются нулевых пульсаций (очень низкочастотное звучание, напоминающее потрескивание). При приближении поисковой катушки к металлическому объекту её индуктивность изменяется. Соответственно изменяется и частота генерации поискового генератора. В результате этого тон звучания резко возрастает (сначала потрескивания становятся чаще, а потом переходят в свист).

Принципиальная схема показана на рис.3.

Рис.3

В основе - одна микросхема типа К561ЛА7 (четыре логических элемента 2И-НЕ). На элементе D1.1 выполнен опорный генератор. Частота определяется частотой резонанса кварцевого резонатора Q1. Здесь используется кварцевый (или керамический, точно не скажу) резонатор от пульта дистанционного управления типа RC-6. Там бывают резонаторы на 455 кГц, 465 кГц и 470 кГц. Подойдет любой резонатор в пределах частоты от 400 до 500 кГц, так что можно попробовать и резонаторы от связной аппаратуры на 500 кГц. В принципе, схему генератора опорной частоты можно сделать и на RC или LC компонентах, но стабильность будет низкой и металлоискатель будет требовать постоянной поднастройки во время работы.

Резистор R1 является элементом отрицательной обратной связи и переводит элемент D1.1 в линейный режим усилителя, что необходимо для появления генерации. Через конденсатор СЗ импульсы, имеющие параболическую форму, поступают на смеситель, выполненный на элементе D1.2. Резисторы R2 и R3 образуют делитель напряжения, устанавливающий на выводе 5 элемента D1.2 напряжение равное половине напряжения питания. Это нужно потому что параболическое напряжение на выходе D1.1 имеет небольшую амплитуду, - ниже порогов логических уровней, а наличие делителя на входе D1.2 добавляет постоянную составляющую к этому напряжению.

Поисковый генератор выполнен на элементе D1.3. В линейный режим элемент переведен с помощью резистора R6, включенного между его входом и выходом. Частота генерации определяется контуром L1-C4-C5. Плавно её настраивать можно переменным конденсатором С5, а средняя частота (при среднем положении ротора конденсатора С5) должна быть равна 455 кГц, то есть частоте опорного генератора. Выходное напряжение тоже имеет параболическую форму и по уровню меньше логического уровня. Далее переменное напряжение с выхода поискового генератора поступает на усилитель на элементе D1.4, который в линейный усилительный режим переведен отрицательной обратной связью с помощью резистора R5, включенного между его входом и выходом. Далее напряжение с частотой поискового генератора поступает на другой вход смесителя на элементе D1.2. На выходе этого элемента будет разность частот этих переменных напряжений. В идеальном случае, если эти частоты абсолютно одинаковы, на выходе D1.2 будет либо логическая единица, либо логический ноль постоянно. Но частоты равными не будут, даже при точной настройке переменным конденсатором будет какое-то различие. Поэтому на выходе D1.2 при точной настройки будет переменное напряжение частотой в несколько герц. Динамик В1 при этом потрескивает. С приближением поисковой катушки L1 к металлическому предмету индуктивность L1 изменяется, что неизбежно приводит к изменению частоты генерации поискового генератора. Соответственно и разность между частотами поискового и опорного генератора увеличивается. Треск в динамике становится быстрее и переходит в тональное звучание и чем ближе

к металлическому предмету тем выше тон звука.

Конструкция поисковой катушки может быть различной. Здесь использована была катушка намотанная на куске полиэтиленовой сантехнической трубы диаметром 50 мм. Отрезано колечко шириной 10 мм. Катушка содержит 70 витков провода ПЭВ 0,12. Можно сделать катушку большего диаметра с меньшим числом витков.

Конденсатор С5 - переменный конденсатор от карманного супергетеродинного приемника с AM диапазонами. Обе его секции (по 9-270 пф) включены параллельно. Можно использовать и другой конденсатор аналогичного типа.

В качестве динамика В2 используется миниатюрный динамик от телефонного аппарата. Можно использовать практически любой динамик небольшой мощности с сопротивлением катушки от 1000 до 8 Ом. Но следует учесть что при сопротивлении катушки ниже 25-30 Ом будет наблюдаться очень заметное снижение громкости звучания. Можно использовать и пьезоэлектрический звукоизлучатель, в этом случае ключ на VT1 нужно убрать, а «пъезодинамик» подключить непосредственно между выходом элемента D1.2 и плюсом или минусом питания (выбрать как будет лучше).

На рис.4 показана печатная плата металлоискателя.

Рис.4

В процессе налаживания сначала проверяют работу кварцевого генератора, а потом поискового. Вращая ротор С5 находят положение с писком, далее медленно поворачивают до снижения тона и до нулевых биений. Если не получается или нулевые биения у самого края перестройки конденсатора нужно подкорректировать число витков L1, емкость С4.

Металлоискатель - приставка

Приставка - металлоискатель к мультиметру типа DT-832 (или аналогичного), конструкция которого представляет собой высококачественный генератор с объёмным контуром. Его можно использовать в качестве достаточно чувствительного металлоискателя.

Принципиальная схема приставки показана на рис.5.

Рис.5

Его задача в преобразовании степени воздействия на контур L1-С2 металлического предмета в постоянное напряжение на конденсаторе C3. Это напряжение изменяется мультиметром и по его показаниям определяется наличие металлического предмета.

Основа приставки ВЧ генератор на транзисторе VT1. Величина ПОС, приводящей к запуску генератора, зависит от сопротивления резистора R1 (это резистор подстороечный). При помощи регулировки этого резистора генератор устанавливается в такой режим, когда он очень сильно зависит от параметров окружающей контур среды. А это приводит к изменению глубины возбуждения генератора от изменения параметров окружающей контур среды, что, в свою очередь, приводит к изменению тока, потребляемого генератором. Что, по закону Ома, приводит к изменению напряжения на генераторе, которое изменяется мультиметром.

К сожалению, такой способ не позволяет различать цветные и чёрные металлы.

Питается приставка от того же источника, что и мультиметр (для её подключения нужно припаять к колодки батареи два проводника разного цвета, которые выводить через щель между корпусом мультиметра и крышкой, либо установить на корпусе малогабаритный трехпроходной разъём). Измеряемое напряжение подается с точки соединения резисторов R1 и R2 на вход для измерения постоянного напряжения.

Контурная катушка имеет диаметр около 120 мм. Каркасом катушки служит круглый бокс для десяти компакт-дисков. Обмотка состоит из 250 витков провода диаметром около 0.23 мм, с отводом от 150-го (считая от коллектора VT1). Обмотку нужно уложить виток к витку, а затем, закрепить при помощи скотч - ленты. Катушка закреплена посредине на круглом корпусе, роль которого выполняет круглый пластмассовый пенал для карандашей. В этом пенале расположены все детали генератора. С мультиметром приставка связана трехпроходным экранированным кабелем.

Для обеспечения стабильности работы построечный резистор R1 желательно должен быть многооборотным. Конденсаторы должны быть как можно более стабильными, использовать электролитические на месте C3 и C4 не рекомендуется из-за их нестабильности. Транзистор, желательно выбрать с коэффициентом передачи не ниже 100. Транзистор может быть любой кремниевый общего применения, но удовлетворяющий этому требованию.

Налаживание состоит в следующем. Установите R1 в положение максимального сопротивления. Затем уменьшайте медленно сопротивление резистора и следите за показаниями прибора (имеются в виду абсолютные показания, а не по модулю, поскольку мультиметр будет показывать как отрицательные, так и положительные значения напряжения). Напряжение должно постепенно увеличиваться, а затем начать падать. С этого момента внимательно! Продолжая уменьшать сопротивление R1, найдите момент, когда показания прибора снова начнут расти. Затем, при дальнейшем уменьшении R1 они опять начнут падать. Теперь, вернитесь назад и установите R1 примерно в среднее положение между моментом, с которого показания растут, и с которого они начинают падать. Это и будет точка максимальной чувствительности прибора.

В процессе эксплуатации эту калибровку нужно периодически повторять, так как она будет сбиваться от понижения напряжения источника питания от его разряда.

Получить значительно большую чувствительность и стабильность можно, если питать приставку от отдельного стабилизированного источника постоянного тока напряжением 6-7 В (от отдельной аналогичной батареи, но через стабилизатор). Использовать для питания приставки сетевой источник нежелательно, так как через него проникают различные сетевые помехи и наводки, которые, в общем, снижают чувствительность.

Если поэкспериментировать с числом витков катушки, положением отвода и ёмкостями конденсаторов C1 и C2, можно достигнуть значительной чувствительности. Параметры этих настроек сильно зависят от параметров используемого транзистора. Налаживая прибор, держитесь подальше от различных металлических предметов, типа батарей, водопроводных труб, выключите приборы, могущие создавать помехи (персональный компьютер, например).

Схема металлоискателя на основе сравнении разности частот

Металлоискатель, схема которого представлена на рис.6, работает по принципу BFO (Beat Frequency Oscillation) и основан на сравнении разности частот между образцовым и поисковым LC генератором.

Рис.6

Измеряемым параметром является частота LC-генератора, включающего катушку поисковой головки. В зависимости от того, объект из какого металла (черный / цветной) находится возле поисковой головки - частота поискового контура понижается или соответственно повышается. Частота сравнивается с эталонной частотой опорного генератора и полученная разностная частота биений выводится на звуковую индикацию.

Катушка L1 диаметром около 170 мм и содержит 40 витков провода ПЭЛ-0,4. Экран катушки намотан из фольги. Начало и конец экрана не должны касаться друг друга, поэтому между ними оставляют зазор в несколько миллиметров. Экран катушки припаян к общему проводу схемы. Для настройки металлоискателя используются переменные сопротивления, где:

RP1 - тонкая настройка,

RP2 - грубая настройка.

Курагин П.

Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.

Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.

Еще не так давно, такие приборы можно было чаще всего увидеть у саперов, то теперь, ими пользуются спасатели, кладоискатели, работники коммунальных служб при поиске труб, кабелей и пр. Более того, многие «кладоискатели» применяют металлодетекторы, которые они собирают своими руками.

Конструкция и принцип работы прибора

Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.

Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

• простота конструкции;
• большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

• металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
• технологические сложности при производстве изделия.

Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.

Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.

Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.

Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.

Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.

Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.

Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.

Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

1. Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
2. Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
3. Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
4. Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
5. Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.

Разновидности металлодетекторов

На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:

Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.

Частота работы

Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.

Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.

Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.

Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.

Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.

Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.

Как собрать самодельный металлоискатель своими руками

На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.

Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:

• контроллер;
• резонатор;
• конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
• резисторы;
• излучатель звука;
• стабилизатор напряжения.

Металлоискатель простейший своими руками

Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.

Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.

Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.

Металлоискатель без микросхем

Если у начинающего «кладоискателя» нет желания связываться с микросхемами, существуют схемы и без них.

Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.

Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.

Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:

• конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
• резисторы разного номинала;
• полупроводники – транзисторы и диоды.

Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.

Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.

После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.

Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.

Немного о смартфонах

Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.

Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.

Не для кого не секрет, что , как впрочем, и просто vtnfkkjltntrnjh видит метал за счет основной его части – поисковой головки.

Поисковая головка любого металлодетектора (и тоже vtnfkkjltntrnjh ) состоит из катушки или нескольких катушек индуктивности. Принцип работы металлодетектора я уже описывал и потому повторятся здесь не буду. Кому интересно, тот прочитает мою . Ну а здесь дело пойдет именно о резонансе и особенностях конструктива поисковых головок IB детекторов, на основе резонанса.

Итак, приведем краткое описание из энциклопедии, что же такое резонанс.

Рис.1

Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний. То есть такое возростание может наступит при совпадении частоты задающего генератора металлодетектора и настроенную на эту частоту систему состоящую из катушки индуктивности (контура) и резонансного конденсатора.

Рис.2. Резонанс токов а), и резонанс напряжений б).

И вот, казалось бы, что увеличение амплитуды, лишь следствие резонанса, а причина - это совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы, но в этом вопросе и по сей день много тайн окутанных «пеленой тумана».

Нам, резонанс в системе контуров (передающего и приемного) нужен в первую очередь для выделения и усиления даже очень слабых колебаний от искомых целей – объектов поиска.

С одной стороны нам нужна мощность в генераторной катушке, достигаемая за счет резонанса, дабы получить большую глубину обнаружения целей. Давайте посмотрим на то, как это решает , ну имногие приборы с резонансной системой, изображенной на рисунке 2 б.

Подобные решения применялись и применяются сегодня во многих металлодетекторах. Это и нашумевший в свое время Анкер 50, и Гроза разных модификаций и мои приборы, а также и многие другие…

Но вот только сильно большая амплитуда сигнала в контуре была и камнем преткновения как при настройке системы контуров в поисковой головке на минимуму сигнала в приемной, так и на стабильность работы и «уходе» баланса при работе (расстройка контуров).

Я решал эту проблему поначалу немного ограничивая амплитуду сигнала резистором стоящим перед резонансной системой (например вместо 1 Ома, ставил 2 или 4 Ома). Чувствительность была выше обычного прибора, но и более стабильна, чем с большей амплитудой сигнала…

Но вот однажды, интересуясь, из любопытства работами Николы Теслы (а он с резонансами дружил ого-го), решил опробовать в резонансном передающем контуре металлодетектора бифилярную катушку.

Не желая сгоряча тратить время на новую головку сначала обзвонил знакомых умельцев постройки и проектированию металлодетекторов с Киева и Донецка. Ну спрашиваю – не пробовали ставить бифиляр? Нет говорят, нет смысла… Ну и всякие там доводы.

Подумал я еще немного. Нет, думаю, все же испытаю.

Намотку контура делал по такой схеме (смотрите рисунок ниже).

И вот в ходе мозгового штурма решил: оптимальнее всего будет испытать этот вариант (бифилярную намотку передающей катушки) на поисковой головке по системе «DD».

В патенте Теслы говорится, что такая система имеет очень высокое усиление по мощности сигнала. Да, многие скажут, что такая катушка естественно имеет большую межвитковую емкость. Так вот эта емкость, равномерно и непосредственно находящаяся в самой катушке производит гораздо большую, реально "осязаемую" работу, чем маленький конденсатор, висящий у контура...

Чтобы не утомлять читателя своими доводами и домыслами скажу о результатах.

Я опробовав две поисковые головки «DD» одинакового диаметра, одинакового количества витков, но передающие контура разнились намоткой (в одной обычная намотка «в навал», в другой «бифилярная»). Так вот бифилярная была чувствительнее на 30% , а ее потребление по току было даже немного ниже!

Выложив на один известный форум свой эксперимент, хотел услышать отзывы, или пробы других конструкторов и узнать о их результатах. Первые отзывы были обнадеживающими, но вот через 2 дня тема исчезла из форума а модератор «отморозился», что ничего не знает, ничего не удалял.

Так что пробуйте что-то новое неординарное, и может ваш прибор, с стандартной начинкой но на каком то новом варианте резонансной системы заработает так, что другие просто будут в шоке.

Для ваших экспериментов подойдут практически все варианты передатчиков с последовательным резонансом, как , и другие vtnfkkjltntrnjh .

Удачи!

Александр Сербин (г.Харьков)