ЛУЧШИЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ
Почему именно Volksturm был назван лучшим металлоискателем? Главное - схема реально простая и реально рабочая. Из множества схем металлоискателей, которые я лично делал, именно здесь всё просто, глубинобойно и надёжно! Тем более при своей простоте, в металлодетекторе есть хорошая схема дискриминации - определение железо или цветной металл находится в земле. Сборка металлоискателя заключается в безошибочной пайке платы и настройке катушек в резонанс и в ноль на выходе входного каскада на LF353. Ничего тут суперсложного нет, было бы желание и мозги. Смотрим конструктивное исполнение металлоискателя и новую усовершенствованную схему Volksturm с описанием.
Так как по ходу сборки возникают вопросы, чтоб сэкономить ваше время и не заставлять перелистывать сотни страниц форума, здесь приведены ответы на 10 самых популярных вопросов. Статья в процессе написания, так что некоторые пункты будут дополнены позже.
1. Принцип работы и обнаружения целей этого металлоискателя?
2. Как проверить Работает ли плата металлоискателя?
3. Какой резонанс выбрать?
4. Какие конденсаторы лучше?
5. Как настроить резонанс?
6. Как сводить катушки в ноль?
7. Какой провод для катушек лучше?
8. Какие детали и чем можно заменить?
9. От чего зависит глубина поиска целей?
10. Питание металлоискателя Volksturm?
Принцип работы металлоискателя Volksturm
Постараюсь в двух словах о принципе работы: передача,прием и баланс индукции. В поисковом датчике металлоискателя устанавливают 2 катушки - передающую и приемную. Присутствие металла изменяет индуктивную связь между ними (в том числе и фазу), что влияет на принимаемый сигнал, который затем обрабатывается блоком индикации. Между первой и второй микросхемой стоит коммутатор управляемый импульсами генератора сдвинутого по фазе относительно передающего канала (т.е. когда передатчик работает, приемник отключен и наоборот если приемник включен передатчик отдыхает, а приемник спокойно ловит отраженный сигнал в этой паузе). Итак, вы включили металлоискатель и он пищит. Отлично, если пищит - значит многие узлы работают. Давай разберёмся почему именно он пищит. Генератор на у6Б постоянно генерирует тональный сигнал. Далее он поступает на усилитель на двух транзисторах, но унч не откроется (не пропустит тон) пока напряжение на выходе у2Б (7-й вывод) не разрешит ему этого. Данное напряжение выставляется изменением режима с помощью этого самого резистора трэш. Им надо выставить такое напряжение, чтоб унч почти открылся и пропустил сигнал с генератора. И входные пару милливольт с катушки металлоискателя пройдя усилительные каскады, превысят этот порог и он откроется окончательно и динамик запищит. Теперь проследим прохождение сигнала, точнее сигнала отклика. На первом каскаде (1-у1а) будет пару милливольт, можно до 50. На втором каскаде (7-у1Б) это отклонение увеличится, на третьем(1-у2А) будет уже пару вольт. Но без отклика везде на выходах по нулям.
Как проверить работает ли плата металлоискателя
Вообще усилитель и ключ (CD 4066) проверяется пальцем на входной контакт RX при максимальном сопротивлении сенс и максимальным фоном на динамике. Если изменение фона есть при нажатии пальцем на секунду, то ключ и операционники работают, далее подключаем катушки RX с конденсатором контура параллельно, конденсатор на катушке TX последовательно, ложим одну катушку на другую и начинаем сводить в 0 по минимальному показанию переменного тока на первой ноге усилителя U1A. Далее берем что-нибудь большое и железное и проверяем есть в динамике реакция на металл или нет. Проверим напряжение на у2Б (7-й вывод) оно должно регулятором трэш, меняться +-пару вольт. Если нет - проблема в данном каскаде ОУ. Для начала проверки платы отключаем катушки и включаем питание.
1. Должен идти звук при положении регулятора сенс на максимальное сопротивление, коснёмся пальцем на РХ - если есть реакция, все операционники работают, если нет - проверяем пальцем начиная с u2 и меняем (обследуем обвязку) нерабочего ОУ.
2. Работа генератора проверяется программой частотомер. Штекер от наушников припаять к 12 выводу CD4013 (561ТМ2) предусмотрительно выпаяв р23 (чтоб звуковую карту не спалить). В звуковой плате использовать In-lane. Смотрим частоту генерации, ее стабильность на 8192 гц. Если она сильно смещена, то надо выпаивать конденсатор с9, если и после она не четко выделена и/или много частотных всплесков рядом - заменяем кварц.
3. Проверили усилители и генератор. Если все исправно, но все равно не работает - меняем ключ (CD 4066).
Какой резонанс катушек выбрать
При подключении катушки в последовательный резонанс,увеличивается ток в катушке и общее потребление схемы. Увеличивается расстояние обнаружения цели, но это только на столе. На реальном грунте, земля будет чувствоваться тем сильнее, чем больше ток накачки в катушке. Лучше включение параллельного резонанса, а поднимать чутье входными каскадами. Да и батареек хватит намного дольше. Не смотря на то, что последовательный резонанс применяется во всех фирменных дорогих металодетекторах, в Штурме нужен именно параллельный. В импортных, дорогих приборах, хорошая схематика отстройки от земли, поэтому в этих приборах можно позволить последовательный.
Какие конденсаторы лучше установить в схему металлоискателя
Тип подключаемого к катушке конденсатора не при чём, а если экспериментально поменяли два и увидели что с одним из них резонанс лучше, то просто один из якобы 0,1 мкФ реально имеет 0,098 мкФ, а другой 0,11. Вот и разница между ними по резонансу получается. Я использовал советские К73-17 и зелёные импортные подушки.
Как настроить резонанс катушек металлоискателя
Катушка, как самый лучший вариант, получается из штукатурных терок, склеенных эпоксидной смолой с торцов до нужного вам размера. Причем, центральная ее часть с куском ручки этой самой терки, которая обрабатывается до одного широкого ушка. На штанге же, наоборот, вилка из двух ушек крепления. Такое решение позволяет решить проблему деформирования катушки, при затягивании пластикового болта. Пазы для обмоток делают обычным выжигателем, затем установка ноля и заливка. От холодного конца ТХ, оставим 50 см. провода, который изначально не заливать, а свить из него маленькую катушечку (диаметром 3 см.) и разместить ее внутри RX, перемещая и деформируя ее в небольших пределах, можно добиться точного ноля, но делать это лучше на улице, размещая катушку у земли (как при поиске) при отключенном GEBе, если он есть, затем окончательно залить смолой. Тогда отстройка от земли, работает более- менее сносно (исключение сильно минерализованный грунт). Такая катушка получается легкой, прочной, мало подверженной термодеформации, а обработанная и окрашенная очень симпатичная. И еще одно наблюдение: если металлоискатель собран с отстройкой от грунта (GEB) и при центральном расположении движка резистора выставить ноль очень маленькой шайбой, диапазон регулировки GEBа +- 80-100 мВ. Если установить ноль большим предметом- монета 10-50 коп. диапазон регулировки увеличивается до +- 500-600 мВ. За напряжением в процессе настройки резонанса не гонитесь - у меня при 12в питания около 40В при последовательном резонансе. Чтоб появилась дискриминация конденсаторы в катушках включаем параллельно (последовательное включение нужно только на этапе подбора кондеров для резонанса) - на черные металлы будет протяжный звук, цветные - короткий.
Или ещё проще. Подключаем катушки по очереди к передающему ТХ выходу. Настраиваем в резонанс одну, а настроив её - другую. Пошагово: Подключили, параллельно катушке ткнули мультиметром на пределе переменные вольты, так-же параллельно катушке припаяли конденсатор 0.07-0.08 мкф, смотрим показания. Допустим 4 В - очень слабо, не в резонансе с частотой. Ткнули параллельно первому конденсатору второй небольшой ёмкости - 0.01 мкф (0.07+0.01=0.08). Смотрим - уже показал вольтметр 7 В. Отлично, увеличим ещё ёмкость, подключим на 0.02 мкФ - смотрим на вольтметр, а там 20 В. Великолепно, едем дальше - ещё докинем пару тысяч пик ёмкости. Ага. Уже начало падать, откатим назад. И так добиться максимальных показаний вольтметра на катушке металлоискателя. Затем аналогично с другой (приёмной) катушкой. Настроить на максимум и подключить обратно к приёмному гнезду.
Как сводить катушки металлоискателя в ноль
Для настройки нуля подключаем тестер на первую ногу LF353 и понемногу начинаем сжимать, растягивать катушку. После залива из эпоксидки - нолик точно убежит. Поэтому надо заливать не всю катушку, а оставить места для регулировки, и после высыхания доводить до нуля и заливать окончательно. Взять кусок шпагата и половину катушки обвязать одним витком к середине (к центральной части,месту соединения двух катушек) вставить в петлю шпагата кусочек палочки после чего ее крутить (натягивать шпагат) - катушка будет сжиматься, поймав нолик шпагат пропитать клеем, после почти полного высыхания опять подправить нолик повернув палочку еще чуть-чуть и залить шпагат окончательно. Или проще: Передающая закреплена в пластмассе неподвижно, а приёмную накладываем на первую на 1 см, типа как свадебные кольца. На первом выводе U1A будет писк 8 кГц - можно контролировать вольтметром переменного тока, но лучше просто высокоомными наушниками. Так вот приёмную катушку металоискателя надо то надвигать, то сдвигать с передающей до тех пор, пока на выходе ОУ писк не стихнет до минимума (или показания вольтметра не упадут до нескольких милливольт). Всё, катушка сведена, фиксируем.
Какой провод для поисковых катушек лучше
Провод для намотки катушек не имеет значения. От 0.3 до 0.8 пойдёт любой, всё равно придётся немного подбирать ёмкость для настройки контуров в резонанс и на частоту 8.192 кГц. Конечно и более тонкий провод вполне подходит, просто чем он толще, тем добротность и, как следствие чутьё - лучше. Но если намотать 1 мм - будет довольно тяжеловато таскать. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. От левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. С правым верхним и нижними углами проделываем тоже самое, но откладываем по 3 см. По средине нижней части ставим точку и по точке слева и справа на расстоянии 1 см. Берем фанеру, накладываем этот эскиз и вбиваем гвоздики во все точки указанные. Берем провод ПЭВ 0,3 и мотаем 80 витков провода. Но честно говоря без разницы сколько витков. Всё равно частоту 8 кГц будем выставлять в резонанс конденсатором. Сколько намотали - столько и намотали. Я мотал 80 витков и конденсатор 0.1 мкф, если намотаете допустим 50 - ёмкость соответственно где-то 0.13 мкф поставить придётся. Далее, не снимая с шаблона обматываем катушку толстой ниткой - типа как обматывают жгуты проводов. После покрываем катушку лаком. Когда высохнет, снимаем катушку с шаблона. Затем идёт обмотка катушки изоляцией - фум лента или изолента. Далее - обмотка приёмной катушки фольгой, можно взять ленту из электролитических конденсаторов. TX катушку можно не экранировать. Не забудьте оставить РАЗРЫВ в экране 10 мм, по середине катушки. Дальше идёт обмотка фольги луженым проводом. Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5мГ. Емкость получается около 0,1мкф. Что касается заливки катушки эпоксидкой, то я не заливал её вообще. Просто туго замотал изолентой. И ничего, два сезона отходил с этим металлоискателем без ухода настроек. Обратите внимание на влагоизоляцию схемы и поисковых катушек, ведь придётся по мокрой траве косить. Всё должно быть герметично - иначе попадёт влага и настройка поплывёт. Ухудшится чувствительность.
Какие детали и чем можно заменить
Транзисторы
:
BC546 - 3шт или КТ315.
BC556 - 1шт или КТ361
Операционники
:
LF353 - 1шт или меняйте на более распространенную TL072.
LM358N - 2шт
Цифровые микросхемы
:
CD4011 - 1шт
CD4066 - 1шт
CD4013 - 1шт
Резисторы постоянные
, мощностью 0,125-0,25 Вт:
5,6К - 1шт
430К - 1шт
22К - 3шт
10К - 1шт
390К - 1шт
1К - 2шт
1,5К - 1шт
100К - 8шт
220К - 1шт
130К - 2шт
56К - 1шт
8,2К - 1шт
Резисторы переменные
:
100К - 1шт
330К - 1шт
Конденсаторы неполярные
:
1нФ - 1шт
22нФ - 3шт (22000пФ = 22нФ = 0.022мкФ)
220нФ - 1шт
1мкФ - 2шт
47нФ - 1шт
10нФ - 1шт
Конденсаторы электролитические
:
220мкФ на 16В - 2шт
Динамик миниатюрный.
Кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Два сверхярких светодиода разного цвета.
Если вы не можете достать импортные микросхемы, вот отечественные аналоги: CD 4066 - К561КТ3, CD4013 - 561ТМ2, CD4011 - 561ЛА7, LM358N - КР1040УД1. У микросхемы LF353 - прямого аналога нет, но смело ставим LM358N или лучше TL072, TL062. Совсем не обязательно ставить операционный усилитель именно - LF353, я просто поднял усиление на U1A заменив резистор в цепи отрицательной обратной связи 390 кОм на 1 мОм - чувствительность значительно возросла на процентов 50, правда после этой замены ушёл ноль, пришлось на катушку в определённом месте приклеить скотчем кусочек алюминиевой пластинки. Советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 25 сантиметров и это при питании 6 вольт, потребляемый ток без индикации - 10 мА. И не забудь про панельки - удобство и простота настройки значительно повысятся. Транзисторы КТ814, Кт815 - в передающую часть металлоискателя, КТ315 в УНЧ. Транзисторы - 816 и 817 желательно подобрать с одинаковым коэффициентом усиления. Заменимы на любые соответствующей структуры и мощности. В генераторе металлоискателя установлен специальный часовой кварц на частоту 32768 Гц. Это стандарт абсолютно для всех кварцевых резонаторов, которые стоят в любых электронных и электромеханических часах. В том числе и наручных и дешёвых китайских настенных/настольных. Архивы с печатной платой для варианта и для (вариант с ручной отстройкой от земли).
От чего зависит глубина поиска целей
Чем больше диаметр катушки металлоискателя, тем глубже чутьё. А вообще, глубина обнаружения цели данной катушкой, зависит прежде всего от размера самой цели. Но при увеличении диаметра катушки наблюдается уменьшение точности обнаружения объекта и даже иногда потеря мелких целей. Для объектов с монету, этот эффект наблюдается при увеличении размера катушки свыше 40 см. Итого: большая поисковая катушка, имеет большую глубину обнаружения и больший захват, но менее точно обнаруживает цель, чем маленькая. Большая катушка идеальна для поиска глубоких и больших целей, таких как клады и крупные объекты.
По форме катушки делятся на круглые и эллиптичные (прямоугольные). Эллиптичная катушка металлоискателя обладает лучшей избирательностью по сравнению с круглой, потому что ширина магнитного поля у нее меньше и в поле ее действия попадает меньше посторонних объектов. Но круглая имеет большую глубину обнаружения и лучшую чувствительность к цели. Особенно на слабо минерализованных грунтах. Круглая катушка наиболее часто используется при поиске с металлоискателем.
Катушки диаметром меньше 15 см называют маленькими, катушки диаметром 15-30 см называют средними и катушки свыше 30 см - большие. Большая катушка генерирует большее электромагнитное поле, поэтому она имеет большую глубину обнаружения, чем маленькая. Большие катушки генерируют большое электромагнитное поле и соответственно, имеют большую глубину обнаружения и покрытие при поиске. Такие катушки используются для просмотра больших площадей, но при их использовании, может возникнуть проблема на сильно замусоренных площадках потому, что в поле действия больших катушек может попасться сразу несколько целей и металлоискатель среагирует на более крупную цель.
Электромагнитное поле маленькой поисковой катушки тоже маленькое, поэтому с такой катушкой лучше всего искать на территориях сильно замусоренных всякими мелкими металлическими предметами. Маленькая катушка идеальна для обнаружения маленьких объектов, но имеет небольшую площадь покрытия и сравнительно небольшую глубину обнаружения.
Для универсального поиска хорошо подойдут средние катушки. Такой размер поисковой катушки сочетает в себе достаточную глубину поиска и чувствительность к целям с разными размерами. Я делал каждую катушку диаметром примерно 16 см и обе эти катушки укладывал в круглую подставку из-под старого монитора 15". В таком варианте глубина поиска этого металлоискателя будет такая: алюминиевая пластина 50x70 мм - 60 см, гайка М5-5 см, монетка - 30 см, ведро - около метра. Данные значения получены на воздухе, в земле будет на 30% меньше.
Питание металлоискателя
Отдельно схема металлоискателя тянет 15-20 мА, при подключенной катушке + 30-40 мА, итого вместе до 60 мА. Конечно в зависимости от типа применяемого динамика и светодиодов это значение может изменяться. Простейший случай - питание взял 3 (или даже две) последовательно подключенные литий ионные батарейки от мобил на 3,7В и при заряде разряженных аккумуляторов, когда подключаем любой блок питания на 12-13в, ток заряда начинается от 0,8А и падает до 50ма за час и тогда вообще не надо что-то добавлять, хотя ограничительный резистор конечно же не помешает. Как вообще самый простейший вариант - крона на 9В. Но учтите, что металлоискатель съест её за 2 часа. Но для настройки этот вариант питания самое оно. Крона при любых обстоятельствах не выдаст большой ток, который может спалить что-то в плате.
Самодельный металлоискатель
А теперь описание процесса сборки металлодетектора от одного из посетителей. Так как из приборов имею только мультиметр, скачал с инета виртуальную лабораторию Записных О.Л. Собрал адаптер, простенький генератор и прогнал в холостую осциллограф. Вроде показывает какую-то картинку. Далее занялся поиском радиодеталей. Так как печатки в основном выкладывают в формате «lay», скачал «Sprint-Layout50». Выяснил, что такое лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат и как их травить. Вытравил плату. К этому времени все микросхемы были найдены. Что не нашел у себя в сарайчике, пришлось покупать. Приступил к пайке перемычек, резисторов, сокетов микросхем, и кварца из китайского будильника на плату. Периодически проверяя сопротивление на шинах питания чтобы не было соплей. Решил для начала собрать цифровую часть прибора, как наиболее легкую. То-есть генератор, делитель и коммутатор. Собрал. Поставил микросхему генератора (К561ЛА7) и делитель (К561ТМ2). Микросхемы б/ушные, выдрал из каких-то плат, обнаруженных в сарайчике. Подал питание 12В контролируя ток потребления по амерметру, 561ТМ2 стала теплой. Заменил 561ТМ2, подал питание - ноль эмоций. Меряю напряжение на ногах генератора - на 1 и 2 ногах 12В. Меняю 561ЛА7. Включаю - на выходе делителя, на 13 ноге есть генерация (наблюдаю на виртуальном осциллографе)! Картинка правда не ахти какая, но за неимением нормального осциллографа - пойдет. Но на 1, 2 и 12 ногах ничего нет. Значит генератор работает, нужно менять ТМ2. Установил третью микросхему делителя - красота на всех выходах есть генерация! Для себя сделал вывод, что выпаивать микросхемы нужно как можно аккуратнее! На этом первый шаг постройки сделан.
Теперь настраиваем плату металлоискателя. Не работал регулятор "SENS" - чувствительность, пришлось выкинуть конденсатор C3 после этого регулировка чувствительности заработала как надо. Не нравился звук возникающий в крайнем левом положении регулятора "THRESH" - порог, избавился от этого заменив резистор R9 цепочкой из последовательно соединённых резистор на 5,6 кОм + конденсатор на 47,0 мкФ (отрицательный вывод конденсатора со стороны транзистора). Пока нет микросхемы LF353 вместо неё поставил LM358, с ней советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 15 сантиметров.
Поисковую катушку на передачу я включил как последовательный колебательный контур, а на приём как параллельный колебательный контур. Настраивал первой передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключил на приёмную катушку и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы на RX. Настройка контуров в резонанс занимает, при наличии осциллографа, несколько минут. Обмотки TX и RX у меня содержат по 100 витков провода диаметром 0,4. Начинаем сведение на столе, без корпуса. Просто чтоб было два обруча с проводами. А чтоб убедиться в работоспособности и возможности сведения вообще - разведём катушки друг от дрга на полметра. Тогда ноль будет точно. Затем наложив катушки внахлёст примерно 1см (как свадебные кольца) сдвигать - раздвигать. Точка нуля может быть довольно точная и поймать её сразу нелегко. Но она есть.
Когда, я поднял усиление в RX тракте МД, он начал работать неустойчиво на максимальной чувствительности, это проявлялось в том что после прохождения над целью и её обнаружении выдавался сигнал, но он продолжался и после того когда цели перед поисковой катушкой ни какой уже небыло, это проявлялось в виде прерывистых и колеблющихся звуковых сигналов. При помощи осциллографа была обнаружена и причина этого: при работе динамика и незначительной просадке питающего напряжения уходит "ноль" и схема МД переходит в автоколебательный режим, выйти из которого можно только загрубив порог срабатывания звукового сигнала. Это меня не устраивало поэтому я поставил по питанию КР142ЕН5А + сверх яркий белый светодиод чтобы поднять напряжение на выходе интегрального стабилизатора, стабилизатора на более высокое напряжение у меня небыло. Такой светодиод можно использовать даже для подсветки поисковой катушки. Динамик подключил до стабилизатора, МД после этого стал сразу очень послушный всё начало работать как надо. Думаю Volksturm действительно лучший самодельный металлоискатель!
Недавно была предложенна данная схема доработки, что позволит превратить Volksturm S в Volksturm SS + GEB. Теперь прибор станет обладать хорошим дискриминатором а также селективностью металлов и отстройкой от грунта, прибор паяется на отдельной плате и подключается вместо конденсаторов с5 и с4. Схема доработки и в архиве. Отдельная благодарность за информацию по сборке и настройке металлоискателя всем, кто принимал участие в обсуждении и модернизации схемы, особенно помогли в подготовке материала Электродыч, феска, xxx, slavake, ew2bw, redkii и другие коллеги радиолюбители.
Не так часто, но все же случаются в нашей жизни потери. Например, пошли в лес по грибы по ягоды и обронили ключи. В траве под листьями их будет найти не так просто. Не стоит отчаиваться: нам поможет самодельный металлоискатель, который мы будем делать своими руками. Вот и я решил собрать свой первый металлоискатель
. В наше время мало кто решится на изготовление металлодетектора. Самодельные устройства были популярны лет двадцать-двадцать пять тому назад, когда купить их было просто негде.
Современные металлоискатели таких производителей, как Garrett, Fisher и многие другие имеют высокую чувствительность, дискриминацию по металлам, а некоторые и годограф. Они способны настраивать баланс грунта, отстраиваться от электрических помех. Благодаря этому глубина обнаружения современного металлодетектора на монету достигает 40 см.
Схему выбрал не очень сложную, чтобы можно было повторить в домашних условиях. Принцип работы основан на разности биения двух частот, которые мы будем улавливать на слух. Устройство собрано на двух микросхемах, содержит минимум деталей, в то же время имеет кварцевую стабилизацию частоты, благодаря которой прибор устойчиво работает.
Схема металлоискателя на микросхемах
Схема очень проста. Её с лёгкостью можно повторить в домашних условиях. Она построена на двух микросхемах 176 серии. Опорный генератор выполнен на ла9 и стабилизирован кварцем на 1 МГц.У меня этого, к сожалению, не оказалось, пришлось поставить на 1,6 МГц.
Перестраиваемый генератор собран на микросхеме к176ла7. Достичь нулевых биений поможет варикап D1, ёмкость которого меняется в зависимости от положении движка переменного резистора R2. Основой колебательного контура служит поисковая катушка L1, при приближении которой к металлическому предмету изменяется индуктивност, вследствие чего изменяется частота перестраиваемого генератора, что мы и слышим в наушниках.
Наушники я использую обычные от плеера, излучатели которых соединены последовательно, чтобы меньше нагружать выходной каскад микросхемы:
Если громкости окажется слишком много, можно ввести в схему регулятор громкости:
Детали самодельного металлоискателя:
- Микросхемы; К176ЛА7, К176ЛА9
- Кварцевый резонатор; 1 МГц
- Варикап; Д901Е
- Резисторы; 150к-3шт., 30к-1шт.
- Резистор переменного сопротивления; 10к-1шт.
- Конденсатор электролитический;50Мкф/15 вольт
- Конденсаторы; 0.047-2шт., 100-4шт., 0,022, 4700, 390
Большинство деталей расположены на печатной плате:
Всё устройство я разместил в обычной мыльнице, экранировав от помех алюминиевой фольгой, которую соединил с общим проводом:
Так как для кварца не предусмотрено место на печатной плате, то он располагается отдельно. Гнездо под наушники и регулятор частоты для удобства я вывел с торца мыльницы:
Весь блок металлодетектора при помощи двух хомутиков разместил на отрезке лыжной палки:
Осталась самая ответственная часть: изготовить поисковую катушку.
Катушка для металлоискателя
От качества изготовления катушки будет зависеть чувствительность устройства, стойкость к ложным срабатываниям, так называемым фонтонам. Хотелось бы сразу заметить, что от размера катушки напрямую зависит глубина обнаружения предмета. Так, чем больше диаметр, тем глубже прибор сможет обнаружить цель, но размер этой цели также должен быть больше, например, канализационный люк (маленький предмет с большой катушкой металлоискатель просто не увидит). И наоборот, катушка маленького диаметра способна обнаружить маленький предмет, но находящийся не очень глубоко (например, маленькая монета или кольцо).
Поэтому я сначала намотал катушку среднего размера, так сказать, универсальную. Забегая вперёд, хочу сказать, что металлоискатель задумывался на все случаи жизни, то есть катушки должны быть разного диаметра и их можно менять. Чтобы быстро сменить катушку, я поставил на штангу разъём, который выдернул из старого лампового телевизора:
Ответную часть разъёма я закрепил на катушке:
В качестве каркаса для будущей катушки я использовал пластмассовый ковш, который был куплен в хозяйственном магазине. Диаметр ковша следует подобрать приблизительно равным 200 мм. От ковша следует отрезать часть ручки и днища так, чтобы остался пластмассовый ободок, на который следует намотать 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,27 миллиметров. На часть оставшейся ручки следует закрепить разъем. Получившуюся катушку изолируем при помощи изоленты в один слой. Затем нам нужно эту катушку заэкранировать от помех. Для этого нам понадобится алюминиевая фольга в виде полосы, которой мы обмотаем сверху так, чтобы концы получившегося экрана не замкнулись и расстояние между ними было приблизительно 20 миллиметров. Получившийся экран следует соединить с общим проводом. Сверху я также обмотал изолентой. Конечно, можно все это пропитать эпоксидным клеем, но я оставил так.
После испытаний большой катушки я понял, что нужно изготовить маленькую, так называемую снайперку, чтобы было легче обнаруживать предметы небольших размеров.
Готовые катушки выглядят вот так:
Настройка готового металлоискателя
Прежде чем начать настраивать металлоискатель, нужно убедиться в отсутствии металлических предметов вблизи поисковой катушки. Настройка заключается в подборе емкости конденсатора C2, для того чтобы получить максимальный уровень биений, который мы слышим в наушниках, так как в сигнале присутствуют множество гармоник(нужно выделить самую сильную). При этом движок переменного резистора R2 должен находиться как можно ближе к середине:
Штанга у меня получилась из двух частей, трубки были подобраны таким образом, что они входят друг в друга очень плотно, благодаря чему не пришлось придумывать специального крепления для этих трубок. Также были изготовлены подлокотник и рукоятка, чтобы было удобно выполнять проводку над землей. Как показала практика, это очень удобно: рука совершенно не устает. В разобранном виде металлоискатель получился очень компактный и умещается буквально в пакет:
Внешний вид готового прибора выглядит вот так:
В заключение хотелось бы сказать, что данный металлоискатель не подходит лицам, которые собираются работать по старине. Так как в нем нет дискриминации по металлам, вам придется копать все подряд. Скорее всего, вы очень сильно разочаруетесь. А вот любителям собирать металлолом данное устройство будет в помощь. Да и просто как развлечение детям.
Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать высокочувствительный металлоискатель своими руками в домашних условиях из подручных материалов. Также рассмотрим методики сборки, наглядные фото, платы, схемы и чертежи самодельных металлоискателей и металлодетекторов с различным принципом действия
Работа металлоискателя основана на принципе магнитного притяжения. Благодаря этому, устройством через поисковую катушку создается магнитное поле, а затем направляется МП в землю. Вторая катушка металлоискателя принимает обратные сигналы и сообщает про находку при помощи тонального сигнализатора. В момент, когда катушкой проводят над землей и металлический объект обнаруживается рядом с магнитным полем, тон будет изменяться тональность. Это изменение в поле означает, что Вы находитесь рядом с объектом поиска.
Нужно учитывать тот факт, что чем больше катушка, тем чувствительнее становится металлоискатель, хотя в современных приборах зачастую нужно устанавливать небольшие поисковые головки, но оснащенные мощными схемами. Но как его сделать самостоятельно и бесплатно?
Существует четыре типа металлоискателей:
1. Сверхнизкочастотный (СНЧ) искатель: самый простой из домашних средств, сделать его не составляет особого труда. Имеет возможность отслеживать различные металлы (при специальной настройке). Наиболее широко используемый тип.
2. Металлоискатель импульса (ИД): глубинный прибор, способен обнаруживать объекты, находящиеся очень глубоко. Популярен среди профессиональных искателей золота, потому что в основном настроен на цветные металлы.
3. Детектор на биениях: может обнаружить любой металл или минерал в диапазоне своего импульса (на глубину до 1 метра), если его сделать своими руками, то можно различить металлы только определенной группы. Это самый дешевый и простой тип прибора.
4. Радиодетектор: может обнаружить металлы, спрятанные до 1 метра в земле. Его очень быстро делают, в течение нескольких минут, это оптимальный вариант для демонстрации принципа работы прибора или для презентации его на ярмарках детского творчества. Он не такой популярный.
Независимо от типа металлоискателя, который планируете сделать своими руками, большинство детекторов имеют схожую конструктивную сборку. Из чего и как можно сделать самый примитивный металлоискатель.
1. Коробка управления: состоит из платы, микродинамика, аккумуляторного блока и микропроцессора.
2. Держатель: соединяет командный блок и катушку. Часто доходит до величины человеческого роста.
3. Катушка намагничевания: это деталь, которая чувствует металл, а также источник МП. Также известна как «поисковая головка», «петля» или «антенна», состоит из дисков.
4. Стабилизатор (по желанию): нужен для контроля положения детектора.
Делаем высокочастотный металлоискатель
Высокочастотный металлоискатель от прочих моделей отличается тем, что в нем используется сразу две катушки:
· передаточная катушка: внешний контур катушки, в котором находятся провода. Электричество передается по этим кабелям, благодаря этому и создается магнитное поле.
· принимающая катушка: катушка с мотком проволоки. Эта деталь принимает, перерабатывает и усиливает частоты, поступающие из металла в земле, и, следовательно, сигнализирует про находку клада.
Пошаговая инструкция, фото и схемы для начинающих, как сделать высокочастотный металлоискатель:
1. Нужно собрать командный блок. Его можно сделать из компа, из ноутбука или радио.
2. Найдите самую высокую АМ частоту в радио. Проверьте, чтобы приемник не был настроен на радиостанцию.
3. Теперь собираем поисковую головку. Для этого вырезаем два круга из обычного тонкого фанерного листа. Один диаметром где-то 15 сантиметров, другой чуть меньше – 10-13. Это нужно для того, чтобы одно кольцо смогло войти в другое. Теперь необходимо вырезать маленькие деревянные палочки, для параллельного расположения колец относительно друг друга. .
4. От этих пластин отводим 10-15 витков из эмалированного медного провода сечением 0,25 мм от внешнего круга. Теперь нужно прикрепить сооружение к блоку.
5. Подключение к шесту. Установите головку на нижнем конце, радио детектор наверху.
6. Теперь нужно включить радиочастоту, Вы должны услышать слабый тональный звук. Возможно, нужно будет немного поработать с настройкой радио-приемника. При необходимости можно прикрепить к комплекту наушники, для лучшей слышимости.
Собираем импульсный детектор
Нужно собрать блок управления. Взломайте обычный радиоприемник транзисторного типа, чтобы найти части, которые можно использовать. Нам понадобится:
· Аккумуляторная батарея 9 вольт;
· Усилительный транзистор 250 +;
· Маленький динамик на 8 Ом будет делать.
Собираем поисковую катушку
Нужно вырезать 3 кольца из фанеры 3мм, диаметр одного 15 см и двух – 16см. Используйте столярный клей, чтобы сделать бутерброд, с кругом 15 см в центре.
По краю оснастите фанеру 10 витками провода, как и в способе выше.
Настраиваем радиостанцию. Убедитесь, что тональный сигнал звучит, и радиостанция находится вне зоны досягаемости.
Включите блок. Возможно, нужно будет его наклонять. Также перед тем, как сделать металлоискатель своими руками, нужно проверить настройки платы, возможно, он не будет искать металлы из-за настроек платы.
Прикрепите поисковую головку к валу. Проверьте свой металлоискатель на вилке или прочих металлических деталях. Важно: перед тем, как сделать мощный металлоискатель своими руками, нужно подобрать более высокочастотный приемник, в таком случае советуем купить специальный блок для детектора в радио-магазине либо взять за первооснову металлоискатель Терминатор.
В принципе, все достаточно просто, нужно только найти все необходимое и сделать металлоискатель в домашних условиях самостоятельно. Вот еще один способ:
1. Что бы сделать металлоискатель в домашних условиях, первоначально вам понадобиться найти пустую коробку от обычного компакт-диска.
2. Теперь необходимо найти радиоприемник и приклеить его заднюю стенку к первой створке коробки диска. Для этой цели можно использовать как двусторонний скотч или же специальную клейкую ленту.
4. Теперь, когда подобное устройство почти готово, стоит приступить к настройкам. Включите радио и убедитесь в том, что устройство работает, причем работа должна обеспечиваться в AM-диапазоне. При этом также необходимо позаботиться о том, чтобы на данной частоте не работали другие радиостанции. Теперь стоит сделать звук больше и удостовериться, что кроме шума из приемника вы больше ничего не слышите.
5. Теперь проверяем работоспособность созданного металлоискателя. Начинаем закрывать коробку. В определенный момент вы услышите сильный звук. Это значит что радио смогло уловить волны электромагнитные, которые излучались калькулятором.
6. Приоткрывая коробку такой шум будет пропадать. Теперь достаточно приоткрыть коробку так, чтобы шум был не сильно, но слышен. В таком положении преподнесите коробку к любому металлическому предмету. После этого можно будет слышать опять этот сильный шум. Громкий звук говорит о том, что модель металлоискателя работает. В этом случае можно с помощью него искать не только потерявшиеся в доме металлические вещи, но и направиться в лес или в другое место, для того чтобы найти что-нибудь интересное, а может быть и драгоценное. Но все же лучше такое приспособление использовать именно в домашних условиях
Даже самый простой металлоискатель, изготавливаемый своими руками, нуждается в индуктивной катушке. Она представляет собой кольцо диаметром от 6-8 см до 14-16 см в зависимости от размеров металлических предметов, которые предстоит искать. Для изготовления самодельной катушки берется заготовка подходящего диаметра, на которую наматывается медный эмалированный провод сечением 0,4-0,5 мм. Количество витков можно рассчитать по известной формуле, учитывающей диаметр катушки. После намотки катушку аккуратно снимают с заготовки и закрепляют с помощью изоляционной ленты. Она защитит ее от механических повреждений и попадания атмосферной влаги. После этого поверх катушки наматывают фольгу-экран с разрывом длиной примерно 10-15 мм.
Полученный экран не должен представлять собой короткозамкнутый виток. Поверх экрана необходимо намотать с шагом 1 см медный луженый провод, который подключается к оплетке коаксиального кабеля, ведущего к электронному блоку. Катушка подключается к схеме двухпроводным коаксиальным кабелем.
Рекомендуется изготовить несколько катушек с разными внутренними диаметрами, что позволит подключать их применительно к каждому конкретному случаю. В заключение остается оформить металлоискатель конструктивно: электронный блок помесить в герметичный корпус, защищенный от влаги и пыли, а индуктивную катушку установить на конец неметаллического шеста необходимой длины. В качестве источника звукового сигнала, формируемого электронной схемой, может быть использован небольшой динамик или наушники, если предстоит пользоваться устройством в зашумленных местах. Электропитание прибора осуществляется от автономного источника тока – батарейки или аккумулятора.
Глубинный самодельный металлоискатель отличается от поверхностного более высокой чувствительностью, позволяющей находить металлические предметы на глубинах до нескольких метров. Кроме этого, в таких устройствах предусмотрена селективность, позволяющая игнорировать мелкие предметы. В технологическом отношении такое устройство ничем не отличается от вышеописанного. Как правило, индуктивная катушка для глубинного металлоискателя изготавливается большего диаметра (до 300 мм) и имеет более качественную защиту от внешних помех. Настройка такого устройства может потребовать использования электронной измерительной аппаратуры. Это позволит добиться необходимого уровня чувствительности устройства.
Любые металлодетекторы работают на основе принципов известных по школьной программе «токов Фуко». Не будем вдаваться в подробности экспериментов. При сближении поисковой катушки и металлического предмета в генераторе происходит изменение частоты, о чем прибор сообщает звуковым сигналом. Если в наушниках раздается писк, значит, под землей лежит что-то металлическое. Современные изобретатели работают над двумя задачами: увеличение поисковой глубины; улучшение идентификационных параметров приборов; снижение энергозатрат; удобные эксплуатационные характеристики.
Как сделать металлоискатель в домашних условиях? Стоит немножко познакомиться с электроникой и почитать физику для 7-го класса средней школы. Будет полезен опыт работы с некоторыми инструментами и подручными средствами. Необходимо изучить и опробовать некоторое количество электросхем, чтобы выбрать из них ту, которая действительно будет работать
Материалы, которые понадобятся при работе:
маленький генератор (от старого магнитофона); кварцевый резонатор; пленочные конденсаторы и резисторы; виниловое или деревянное кольцо для поисковой катушки; пластиковая, бамбуковая или деревянная трость – держатель; алюминиевая фольга; провода для обмотки катушки; пьезоэлектрический излучатель; металлическая коробка – экран; наушники для приема звукового сигнала от прибора; две одинаковые трансформаторные катушки; 2 батарейки «Крона»; упорство и терпение.
Последовательность сборки поискового металлоискателя Из фанерного круга диаметром 15 см изготавливают поисковую катушку: провод витками (15-20) наматывают на шаблон. Зачищенные концы припаивают к соединительному кабелю. По периметру катушки поверх проволоки наматывают слой ниток для закрепления. Все детали схемы паяются на печатной плате из текстолита в следующем порядке: конденсаторы, система резисторов, кварцевый фильтр, усилитель сигнала, транзистор, диоды, поисковый генератор. В подготовленный корпус вкладывают спаянную плату, соединяют ее с поисковой катушкой и крепят на палке-держателе. Сигнал от поисковой катушки, отраженный металлическим предметом, повышает частотность генератора. Усиленный кварцевым фильтром, он преобразуется амплитудным детектором в постоянный импульс, который вырабатывает звук.
Принцип работы металлоискателя сводится к тому, что при приближении металлического предмета к катушке индуктивности генератора - основного узла прибора - частота генератора изменяется. Чем ближе предмет и чем он больше, тем сильнее его влияние на частоту генератора.
А теперь рассмотрим конструкцию простого металлоискателя собранного на двух транзисторах. Схема металлоискателя Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме емкостей трехточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-С3 и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется- увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной- медь, латунь.
Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный на втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трехточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и не намного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником катушки. Кроме того, каскад на транзисторе VT2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний. Нагрузкой детектора являются головные телефоны BF1; конденсатор С1 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.
Колебательный контур приемника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора VT2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биения. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1кГц, т. е. 1000Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится- в зависимости от вида металла она или понизится, или станет выше.
Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны- высокоомные ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800...1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько выше. Резисторы- МЛТ-0,25, конденсаторы- КЛС-1 или БМ-2.
Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0.35 (подойдет провод ПЭЛШО 0.37).
Конструкция катушки L2. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20...22мм, закрепленный постоянно, другой (2)-35...40мм (подвижный- для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5)-55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.
Источники питания- батарея 3336, выключатель SA1- тумблер, разъем Х1- двухгнездая колодка.
Транзисторы, конденсаторы и резисторы смонтированы на плате из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом, многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200х350 мм. Катушку L1 прикрепляют ко дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5...7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянную ручку примерно метровой длинны.
Налаживание металлоискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измеряют напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода- плюса питания)- оно должно быть 2.1В. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора - оно должно быть 1 в (устанавливают точнее подбором резистора R4). После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты.
Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30...40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.
На элементах IC1.1 и IC1.2 собраны генераторы частот 160кГц и 161кГц соответственно. Где C1, L1- колебательный контур первого генератора, C4, L2- колебательный контур второго генератора. Индуктивность второго генератора L2 является поисковой катушкой. На элементе IC1.3 собран смеситель, на выходе которого получаем разность частот генераторов, равную 1000Гц. При появлении металлического предмета рядом с поисковой катушкой ее индуктивность меняется и меняет частоту генератора, что в свою очередь меняет частоту на выходе смесителя. Переменный резистор R5 является регулятором громкости. Элемент IC1.4 используется как буферный каскад-усилитель, отсекая лишние частоты и усиливая сигнал. На элементах VT1, VT2, VT3 собран двухтактный усилитель, рассчитанный на работу с наушниками сопротивлением 32-200 Ом.
Микросхема IC1 применена типа CD4030. Ее можно заменить любой другой микросхемой ИЛИ КМОП технологии. VT1, VT3- BC547, VT2- BC557. Все электролитические конденсаторы на напряжение 16В. Резисторы мощностью 0.125Вт. Напряжение питания- 6В.
Катушка L1- индуктивностью 100мГн.
Поисковая катушка L2- 140 витков провода диаметром 0.8мм, диаметр катушки- 150мм.
Настройка сводится к настройке генераторов на частоты около 160кГц с разностью в 1кГц.
При попадании в рабочую зону катушки металлического предмета между катушками меняется индуктивная связь. При этом на выводах катушки L2 появляется сигнал, ограниченный по амплитуде (если предмет большой) диодами VD1 и VD2, который впоследствии усиливается при воздействии операционного усилителя DA1.1.
На выходе фильтра, который построен на этом операционном усилителе, появляется постоянное напряжение, увеличивающееся по мере приближения катушек к цели из металла. Далее напряжение переходит на инвертирующий вход в компараторе DA2.1. Он сравнивает это напряжение с опорным, подаваемым ко второму его входу.
При срабатывании компаратора снижается его напряжение на выходе, это приводит к закрытию транзистора VT3, и активизируется звуковой генератор, сделанный на основе микросхемы DA2.2. Из звукового генератора сигнал переходит на усилитель, оттуда – на главный телефон от слухового аппарата. Регулировать громкость можно при помощи переменного резистора R38.
Для намотки катушки используется окружность диаметром 14 см. На каждую катушку положено сделать 200 витков медного провода с изоляцией. Провод должен иметь диаметр 0, 27 мм и отводить его нужно с середины катушки. Перед тем, как снять готовую катушку с оправы, ее нужно перевязать, после снятия – намотать на нее нить, чтобы витки плотнее прилегали друг к другу. Снятой катушке придают конфигурацию как на рисунке 2 и закрепляют ее нитками к пластиковой тарелке. Внизу должна находиться передающая катушка, а вверху – приемная.
На приемной катушке должен быть алюминиевый экран с отверстием, предназначенным для исключения короткозамкнутого витка. Необходимо выводы катушек подсоединить к устройству при помощи экранированного кабеля. Вертикальные витки катушек должны разделяться расстояниями в 25 мм. Последний этап – закрепление катушек клеем или герметиком.
Предлагаю для повторения лично собранный недавно и успешно заработавший простой металлоискатель. Этот металлоискатель работает по принципу "передача-прием". В качестве передатчика использован мультивибратор, а в качестве приемника - усилитель звуковой частоты. Принципиальная схема была опубликована в журнале Радио.
Схема приёмника МД - второй вариант
Параметры металлоискателя
Рабочая частота - около 2 кГц;
- глубина обнаружения монеты диаметром 25 мм - 9 см;
- железной закаточной крышки от банки - 25 см;
- алюминиевого листа размерами 200x300 мм - 45 см;
- канализационного люка - 60 см.
Подключенные к нему поисковые катушки должны быть абсолютно одинакавые по размеру и намотачным даным. Их необходимо расположить так, чтобы в отсутствие посторонних металлических предметов связь между ними практически отсутствовала, примеры катушек приведены на рисунке.
Если катушки передатчика и приемника расположить именно так, то сигнал передатчика в приемнике прослушиваться не будет. При появлении поблизости от этой сбалансированной системы металлического предмета, в ней под действием переменного магнитного поля передающей катушки возникают так называемые вихревые токи и как следствие, собственное магнитное поле, которое наводит в приемной катушке переменную ЭДС.
Сигнал, принятый приемником, преобразуется телефонами в звук. Схема металлоискателя действительно очень проста, но несмотря на это, довольно хорошо работает, да и чувствительность не плохая. Мультивибратор передащего блока можно собрать и на других транзисторах аналогичной структуры.
Катушки металлоискателя имеют размер 200х100 мм и содержат около 80 витков проводом 0.6-0.8мм. Для проверки работы передатчика вместо катушки L1 подключают наушники и убеждаются в том, что при включении питания в них слышен звук. Затем, подключив на место катушку, контролируют ток, потребляемый передатчиком - 5...8 мА.
Приемник настраивают при замкнутом входе. Подбором резистора R1 в первом каскаде и R3 во втором устанавливают на коллекторах соответственно транзисторов напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Затем подбором резистора R5 добиваются того, чтобы ток коллектора транзистора VT3 стал равным 5...8 мА. После этого, разомкнув вход, подключают к нему катушку приемника L1 и, принимая сигнал передатчика на расстоянии примерно 1 м, убеждаются в работоспособности устройства.
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:
- Задающий генератор частоты, служащий для создания эталонной частоты.
- Поисковый генератор частоты. Его частота будет изменяться при нахождении металла.
- Низкочастотный усилитель для увеличения разности сигнала генераторов.
- Узел, воспроизводящий звук.
- 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:
- 14 резисторов мощностью от 0,125 Вт. Номиналы:
- R1, R5 – 100 кОм;
- R2, R6, R11 – 10 кОм;
- R3, R7 – 1 кОм;
- R4, R8 – 5,1 кОм;
- R9 – 6,2 кОм;
- R10, R13 – 220 кОм;
- R12 – 3,9 кОм;
- R14 – 3 кОм.
- 14 конденсаторов, желательно термостойких:
- Электролитические на 6 В: С10, С14 – 47 мкФ; С12, С13 – 22 мкФ;
- Переменные конденсаторы С7 – до 10 пФ / от 150 пФ;
- Подстроечный конденсатор C8 – 6 / 25 пФ;
- С1, С11 – 47 нФ;
- C2, C6 – 4,7 нФ;
- C3 – 100 пФ;
- С4 – 47 пФ;
- C5, C9 – 2,2 нФ.
- Пять транзисторов:
- 3.1 VT1, VT2 – КТ315. В качестве аналогов можно использовать КТ3102, КТ312 или КТ316;
- 3.2 VT3, VT4, VT5 – МП35. Заменить можно на МП от 36 до 38;
- 3.3 VT6 – МП39. Подойдут так же МП от 40 до 42;
- 2 диода Д9Ж, или другие – Д18, Д2, ГД 507.
- 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.
- Динамик сопротивлением от 5 до 100 Ом. Подойдут динамики из детских игрушек, домофонных трубок, радиоприемников или головной телефон.
- Контактный разъем для батарейки (рис. 4).
- 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.