Как сделать металлоискатель своими руками

Металлоискатель — недешевое оборудование. Не каждый может позволить себе приобрести этот прибор, особенно если планирует использовать его не для заработка, а в качестве хобби. В этом случае можно собрать металлоискатель своими руками. Возможно, самодельное устройство не устроит профессионала, но потребности любителя-кладоискателя с лихвой удовлетворит.

металлоискатель своими руками.

Что такое металлоискатель

Металлоискатель (металлодетектор) — специальный прибор, предназначенный для поиска металлических объектов в различных средах. Его работа возможна благодаря разности проводимости между металлом и окружающей средой (землей, водой, стенами).

Катушки индуктивности, входящие в состав металлоискателя, находятся в балансе, пока рядом не появляется металлический предмет. В этом случае баланс нарушается: передающая катушка начинает подавать сигнал на приемные. Он выводится в виде звука или света и дает понять, что проводимость исследуемой среды изменилась.

Для чего предназначен

Металлоискатель был изобретен для борьбы с воровством, но сейчас, когда прибор стал намного компактнее, сфера его применения расширилась. Сегодня он используется для досмотра в целях безопасности (арочные и ручные аппараты), в военном, строительном и геологоразведочном деле, для поиска потерянных вещей (драгоценностей или ключей), кладов и даже метеоритов.

Самодельный металлоискатель способен найти монету на глубине до 30 см или крупный железный предмет на глубине до 1,5 м, что делает его сравнимым с заводскими моделями по техническим свойствам.

Как работает

Принцип работы современного металлоискателя может отличаться в нюансах, но всегда основан на одной главной особенности — способности фиксировать различие электрических или магнитных свойств металла и окружающей среды. Прибор может фиксировать изменение индукционного поля, измерять частоту или реагировать на изменение добротности контура с помощью LC-генератора, фиксировать возникновение вторичного электромагнитного поля.

Профессиональные металлоискатели часто совмещают несколько подходов к обнаружению металлов, а любительские устроены проще.

Виды металлоискателей

Досмотровый.

Существуют разные подходы к классификации металлоискателей. По мобильности они делятся на стационарные (например, арочные для досмотра) и переносные или ручные. По задачам, для решения которых сконструирован прибор, выделяют виды:

  • грунтовый;
  • военный (миноискатель);
  • досмотровый;
  • глубинный.

Существует классификация металлоискателей по диапазону рабочих частот:

  • высокой частоты;
  • повышенной частоты;
  • низкочастотные;
  • сверхнизкочастотные.

У каждой разновидности есть свои преимущества. Так, для поиска золота больше подходят приборы высокой частоты, а низкочастотные лучше показывают себя при глубинных исследованиях, устойчивы к помехам и нечувствительны к особенностям грунта.

По техническому характеру работы металлодетекторы делятся на следующие типы:

  1. Работающие по принципу «прием-передача», в конструкции которых используются 2 катушки. 1 из них является приемной, а 2-ая — передающей. При появлении в радиусе действия прибора металлического предмета сигнал передающей катушки усиливается, распространяясь во всех направлениях, и достигает приемной катушки, где преобразуется в звуковой или световой импульс.
  2. Индукционные, в которых принимающую и передающую роль выполняет 1 и та же катушка.
  3. Генераторные, работающие благодаря встроенному LC-генератору. Они делятся на 2 подтипа. В металлоискателях 1-го подтипа фиксируется изменение частоты контура вблизи металла. Сигнал генератор передает на систему фазовой автоподстройки частоты, где измеряется напряжение в цепи обратной связи. В приборах 2-го подтипа фиксируется изменение добротности колебательного контура, которая уменьшается в присутствии металлов.
  4. Импульсные, фиксирующие возникновение вихревых токов рядом с металлическими предметами. При этом измеряются показатели 2-ичного (наведенного) электромагнитного поля, которое создают вихревые токи.

Какие искатели можно соорудить в домашних условиях

Существуют 100-и металлоискателей, самостоятельная сборка которых подробно описана. Начинающему кладоискателю, решившему сделать самодельный металлоискатель, разумнее всего остановить выбор на простейших отечественных приборах, работающих по принципу «прием-передача».

Такие устройства можно сделать самому без глубоких технических знаний, схем и формул по простым пошаговым планам с использованием подручных средств. Не понадобится приобретать специальные детали или тратить на изготовление много времени.

И все же нужно предостеречь начинающих от попыток сделать металлоискатель на базе смартфона и калькулятора. Это невозможно, хотя подобная схема распространяется в интернете. Тем, кто хочет совместить телефон с металлоискателем, лучше установить соответствующее приложение. Его возможности соответствуют уровню игрушечного детектора, но чтобы найти, например, иголку на ковре, он подойдет. Для других целей придется собирать устройство по схеме и возиться с деталями.

Позже, по мере накопления опыта, можно перейти к конструированию более сложных металлоискателей с широкими поисковыми возможностями. Ниже описаны различные примеры устройств, доступных для самостоятельной сборки.

Устройство «Пират»

Металлоискатель ПИРАТ

Прибор «Пират» является незамысловатым самодельным металлодетектором, схему которого воспроизвести несложно. При этом по поисковым параметрам он может конкурировать с некоторыми заводскими моделями. При использовании катушки 280 мм его предел обнаружения составляет 20-30 см для металлических предметов размером с монету и 1-1,5 м для крупных объектов. «Пират» относится к импульсным металлоискателям и не способен идентифицировать металлы. Для самостоятельной сборки необходимы:

  • корпус и штанга или материалы для их изготовления;
  • провода;
  • динамик;
  • 3 транзистора (ВС557, IRF740, ВС547);
  • микросхема К157УД2;
  • микросхема NE555;
  • керамический конденсатор (1 нФ);
  • 2 пленочных конденсатора (100 нФ);
  • электролитные конденсаторы (100 мкФ, 2200 мкФ, 1 мкФ, 220 мкФ);
  • 13 резисторов с разным сопротивлением;
  • 2 диода.
Основа для данного металлодетектора — микросхема NE555. Сборка осуществляется таким образом, чтобы при приближении к металлу сигнал с катушки передавался на компаратор, а с него выводился на динамик.

Подводный металлоискатель

Чаще всего для подводных работ с небольшим погружением (по пояс) можно приспособить любой металлоискатель, т. к. катушки у всех наземных приборов изначально герметичны. Нужно лишь обеспечить изоляцию штанги в местах крепления. Если пойти дальше и сделать гидроизоляцию блока управления, можно работать и с более глубоким погружением. При этом нужно использовать либо специальные наушники, либо для простоты герметизации озаботиться выведением светового сигнала вместо звукового.

Искатель «Терминатор 3»

Терминатор 3.

«Терминатор 3» — хороший 2-хтональный металлоискатель с 2-мя катушками, работающий по принципу баланса индукции. Его главным преимуществом является способность к дифференциации металлов, благодаря которой прибор можно использовать для избирательного детектирования золота.

При использовании катушки 240 мм предел обнаружения мелких металлических предметов составляет 20-30 см, крупных — до 2 м. Есть возможность проводить балансировку грунта и переключаться между режимами определения всех металлов, только цветных или исключительно золота. Для питания можно использовать батарейку «Крона», которой будет достаточно на 2 дня активной работы.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Описанная выше способность металлоискателя избирательно определять различные виды металлов и называется дискриминацией. Учитывая, что все металлы имеют разную электропроводность, то можно осуществлять их селективный поиск, регулируя величину регистрируемого фазового сдвига. К металлоискателям с дискриминацией металлов, доступных для самостоятельной сборки, относятся:

  • «Малыш FM» и «Малыш FM-2»;
  • «Шанс»;
  • «Квазар» и «Квазар ARM»;
  • «Соха 3TD-M»;
  • «Фортуна» и «Фортуна ПРО-2»;
  • «Фортуна М», «Фортуна М2» и «Фортуна М3»;
  • «Терминатор 3»;
  • «Забава» на микроконтроллере ATtiny2313A.

Малыш FM

Глубинный металлоискатель

Это мощные приборы, которые служат для поиска металлов, расположенных глубоко под землей. Предел обнаружения самодельных металлодетекторов из этой категории может достигать 6 м для крупных металлических объектов. По типу конструкции глубинные металлоискатели делятся на рамочные и размещенные на штанге.

Рамочные менее удобны при переноске, но позволяют за 1 раз охватывать большие площади. После определения области поиска таким детектором придется дополнительно уточнять расположение находки с помощью точечного глубинного приемопередатчика на штанге.

Целесообразнее всего использовать при работе 2 разновидности детекторов по очереди.

Поэтапная инструкция

Из всего сказанного следует, что существует много вариантов металлоискателей, которые можно сделать самостоятельно, опираясь на опубликованные в различных источниках схемы.

Для начинающих любителей ниже приведено подробное описание сборки несложного самодельного металлодетектора, мощности которого будет достаточно, чтобы искать монеты или металлические изделия на небольшой глубине (до 5-7 см) или на пляже. Чтобы воспроизвести этот простой прибор, никакого специального оборудования не понадобится, а все детали, необходимые для сборки, легко доступны и не требуют больших затрат.

Необходимые материалы

Перед тем, как перейти к сборке, нужно подготовить все, что потребуется. В список необходимых компонентов входят:

  • микросхема NE555N (в корпусе DIP);
  • резистор (сопротивление 47 кОм);
  • 2 конденсатора 2.2 мкФ, 16 В;
  • контактная плата;
  • источник питания на 9 В;
  • колодка для батареи;
  • источник звука (механический звукоизлучатель или конденсатор на 10 мКФ в совокупности с динамиком 8 Ом);
  • переключатель;
  • медный провод в лаковой изоляции (диаметр 0,2 мм, длина 100 м);
  • материал для корпуса и штатива (в самом простом варианте можно использовать плотный картон или фанеру);
  • клей ПВА или термоклей;
  • изолента;
  • паяльник.

Как только все материалы и детали собраны, можно переходить к конструированию металлоискателя.

микросхема NE555N.

Чертеж устройства

К сборке можно приступать, минуя этот этап, но с чертежом начинающего конструктора ждет меньше неприятностей. Чертеж необходим для того, чтобы продумать удобную конструкцию металлоискателя и подобрать варианты соединений всех компонентов, угол наклона штатива и размеры. Чертеж устройства может быть полностью индивидуальным.

Единственное, что нужно строго учитывать, это величину катушки, которая в данной инструкции имеет диаметр 90 см. При увеличении диаметра возрастет и дальность обнаружения, но в этом мини-руководстве все расчеты проведены для указанного размера. При желании можно самостоятельно увеличить или уменьшить радиус катушки, вычислив новое количество витков с помощью онлайн-калькуляторов в интернете.

Поисковая катушка

Катушка — основная часть устройства. При диаметре 90 мм нужно сделать 260 витков провода, при этом реактивное сопротивление индуктивности достигнет 10 мГн (подразумевается использование медной проволоки в лаковой обмотке диаметром 0,2 мм, как указано в списке материалов).

Наматывать катушку можно разными способами. При использовании плотного картона проще всего сразу вырезать и склеить из него классическую по форме катушку, используя один круглый лист картона диаметром 90 мм и 2 круглых листа чуть побольше. Склеив их таким образом, чтобы круг меньшего размера оказался в центре, можно получить катушку для наматывания.

Намотав нужное количество витков, следует вывести проволоку через верхнюю крышку, а боковые стороны полученной катушки обмотать с помощью изоленты. Необходимо учитывать, что выведенные провода по длине должны соответствовать расстоянию, на котором в дальнейшем будет установлена электронная часть прибора.

Вместо картона или фанеры можно использовать пластиковые тарелки или старые компьютерные диски. Изготовленная таким образом катушка будет устойчива к размоканию и позволит снизить дисперсию импульсов, по сравнению с картонной или фанерной.

В более сложном варианте, когда в качестве материалов для корпуса предполагается использование пластика, дерева или эпоксидной смолы, для наматывания катушки можно изготовить пяльцы: в доску по периметру круга нужного диаметра вбить большое количество небольших гвоздиков, намотать провод на них, а затем снять, изолировать, а при желании, и экранировать фольгой. При этом всегда нужно оставлять небольшой зазор в обмотке (примерно 1 см) без фольги.

Для изготовления маленьких катушек удобно использовать различные виды дюбеля.

Монтажная плата

 Монтажная плата.

Электронные компоненты необходимо соединить между собой согласно схеме для таймера NE555. Между источником питания и микросхемой подключается выключатель, чтобы избежать непрерывной работы прибора.

Для соединения электронных деталей удобно использовать пустую универсальную печатную плату, называемую макетной и предназначенную как раз для подобной сборки. Понадобится фрагмент размером примерно 5х4 см. В случае ее отсутствия спаять компоненты можно на подложке из картона или плотной бумаги, в которой предварительно сделана перфорация в нужных местах. Соединение при сборке осуществляется с помощью медных проводов в пластиковой обмотке.

Особенности корпуса

После того, как монтажная плата готова, ее нужно установить на штатив металлоискателя. Его можно вырезать из того же плотного гофрированного картона, а можно использовать полую пластиковую трубку или древко. Здесь же нужно расположить выключатель и источник питания. Конструкция штатива не имеет большого значения, ее лучше делать так, чтобы устройством было удобно пользоваться для тех целей, ради которых оно создается.

Когда ручка готова, нужно подсоединить провода катушки к монтажной плате, а ее — к источнику питания и выключателю. Когда монтаж закончен и все компоненты устройства соединены, необходимо окончательно соединить штатив и катушку. При желании можно сделать дополнительную изоляцию, чтобы защитить электронную схему и батарею от воздействия окружающей среды.

Теперь металлоискатель собран. Пришло время приступать к испытаниям. При перемещении переключателя в положение «Вкл» звукоизлучатель будет менять звучание в зависимости от присутствия или отсутствия рядом с прибором металлических предметов.

Общие рекомендации

После того, как получен первый опыт самостоятельного изготовления подобных устройств, можно перейти к более сложным конструкциям, которые позволят искать металлические объекты на большой глубине. По мере получения знаний в электротехнике и радиоэлектронике можно самому собрать даже прибор с дискриминацией металлов. Детали для поисково-конструкторских экспериментов в большом ассортименте продаются в соответствующих магазинах, но лучше приобретать их на радиорынке или на площадке AliExpress. Это позволит сэкономить.

При выборе варианта металлоискателя для воспроизведения нужно понимать, что поисковые свойства аппарата больше всего зависят от качества катушки и того, насколько она подходит для используемой электросхемы. Эти компоненты всегда оптимально подогнаны друг под друга, поэтому при замене или неточном изготовлении катушки устройство может не заработать.

Важно также учитывать, что лучший металлоискатель — это тот, который максимально соответствует поставленным полевым задачам. В грубом приближении можно сказать, что для выявления металлических конструкций и объектов без дискриминации используются катушки диаметром до 90 мм, для обнаружения золота на пляжах — 120-150 мм, а для поиска больших металлических предметов — до 600 мм. Выбирая модель для изготовления своими руками, можно использовать эти данные в качестве ориентира.

Ссылка на основную публикацию