Самодельные металлоискатели новые разработки схем. Металлоискатель своими руками: подробная инструкция по сборке в домашних условиях

Решили разобраться с схемой создания металлоискателя и попробовать сделать свой экспериментальный аппарат для ознакомлением с принципом работы и для пробы собственных сил, но не знаете с чего начать? Давайте разберемся вместе, ведь воссоздавать простые электронные схемы, в том числе металлоискатели своими руками не так уж и трудно.

Металлодетектор позволяет находить предметы, имеющие определенные электрические и электромагнитные свойства, которые отличают их от окружающей среды. К таким предметам относятся, к примеру, различные металлы в земле. Металлоискатели используются службами досмотра, военными, геологами, строителями и специалистами ряда других профессий для нахождения металла в почве и не только.

Сейчас металлоискатель зачастую используется и обычными людьми для поиска металлолома черной металлургии и нахождения цветных металлов, из которых состоят различные монеты, ювелирные украшения и военная атрибутика: гильзы, жетоны и многое другое. Также металлодетектор может помочь при поиске утерянных по неосторожности предметов, жизненно необходимых или имеющих материальную или моральную ценность (части механизмов, ключи, кольца, украшения и т.д).

Чувствительность данного прибора зависит от диаметра поисковой катушки. Чем больше ее диаметр (от 30 см), тем меньше чувствительность к маленьким предметам, но усиливается к крупным, глубинного залегания. И наоборот, чем меньше ее диаметр, тем лучше реакция на более мелкие предметы. В промышленных образцах имеются подробные инструкции о чувствительности и применению различных катушек.

Сигнал металлоискателя на большую и маленькую монету

В самодельном устройстве зависимость его чувствительности от диаметра катушки также сохраняется. Но нужно помнить, что самодельный прибор по своим качествам будет далек от профессионального оборудования в силу различных нюансов происходящих физических процессов. Одной фразой принцип работы металлоискателя можно описать так — катушка посылает электромагнитные волны и одновременно реагирует на индукционно наведенные в металле токи, которые генерируют свое магнитное поле под влиянием катушечной обмотки.

В действительности физические процессы намного сложнее, и сам поиск кладов профессиональным оборудованием (с избирательностью и сепарацией) далеко не так прост, как может показаться, а изобилие мусора в почве может начисто отбить охоту копать, когда качественный прибор пищит каждый раз. Поэтому приведенное ниже устройство не может гарантировать счастливых находок невообразимых кладов, но поможет на собственном опыте понять сам принцип взаимодействия металла и поисковой катушки металлоискателя.

Создание устройства такого типа не представляет больших трудностей, нужно только уметь разбираться в схемах и пользоваться паяльником. В данном случае будет описана простая схема с использованием, главным образом, 555 микросхемы (универсальный таймер).

Для ознакомления с работой подобного таймера рекомендуется прочитать соответствующий лист с параметрами данной микросхемы (datasheet).

Необходимые материалы и инструменты:

1. 555 микросхема (универсальный таймер);
2. 2 конденсатора по 2.2 мкФ;
3. резистор=47 кОм;
4. батарейки=9 В, провода для соединений, кабель для аккумуляторной батареи, переключатель;
5. плата схемы;
6. медный провод=100 м (d=0,2 мм);
7. зуммер для подачи звуковых сигналов (его можно заменить динамиком с сопротивлением= 8 Ом и конденсатором=10 мкФ);
8. древесный клей и изолента;
9. картон;
10. плоскогубцы, с помощью которых можно сделать отверстие, пинцет;
11. припой в виде проволоки и паяльник;
12. линейка, острый нож, циркуль, карандаш;
13. клей, используемый для горячего склеивания;
14. провода и макетная плата.

Материалы для изготовления простого металлоискателя

Схема металлоискателя

Вашему вниманию могут попадаться различные самодельные металлоискатели. Они находятся в свободном доступе, стоит только ввести в поисковой строке «металлоискатели схемы». Данная взята таким же образом с просторов Интернета , но в нее добавлен зуммер вместо динамика и переключатель (для батареи).

Изготовление катушки

Для удобства вычисления Вы можете воспользоваться калькулятором-онлайн для воздушной катушки. С его помощью можно рассчитать, что для катушки диаметром 9 см необходимо 250 оборотов (витков) лакированной медной проволоки d=0,2 мм. Индуктивность данной катушки получится приблизительно 10 МГн .

Чем меньше ее d (диаметр), тем больше оборотов понадобится (на катушку с диаметром 7 см необходимо 290 оборотов).

Экран металлоискателя

Купить готовую не составит труда. Если Вы все же решили собирать ее своими руками, то перед тем, как спаять два конца проволоки их необходимо почистить с использованием наждачной бумаги. Нужно стараться все соединения делать очень аккуратно, чтобы исключить влияние некачественного монтажа на самодельный прибор, который и так будет реагировать на множество помех.

В собранном виде экран металлоискателя

Тестирование катушки и создание печатной платы

Для того, чтобы не испортить рабочую плату лучше данную схему протестировать на макетной доске.

Проверка работоспособности на макетной плате

Следующим шагом необходимо сделать схемную плату. Если Вы не умеете, то лучше найти описание в Интернете с видео уроками.

Схемная плата в собранном виде

Тестирование

Основа для конструкции

Основа для Вашего простого металлоискателя может быть выполнена из любых удобных для Вас материалов (дерево, пластик и т.д). В данном случае основой послужил картон. Он более прост в использовании.

Вначале необходимо сделать эскиз ручки (3 детали), можно даже без вычислений. В этой ручке должны будут уместиться батарейка, плата, переключатель и катушка.

Ручка для металлоискателя сделанная из картона

Вырезаем отверстия для переключателя и батарейки. Склеиваем детали из картона используя древесный клей и оставляем сохнуть на ночь (приблизительно 12 часов).

Вырезаем отверстия для батарейки и проводов
склеиваем эти части между собой

После высыхания клея нужно проделать в ручке рядом с переключателем отверстие для свободного прохождения через него проводов. И наконец приклеиваем к картонной ручке катушку, используя термоклей.

Располагаем батарейку и другие части на ручке

Сборка частей и заключение

Когда по отдельности все части уже выполнены остается только их собрать. Вначале необходимо приклеить с помощью термоклея переключатель к ручке, вставить батарейку и затем приклеить схемную плату.

Теперь настало время подключить все компоненты между собой и протестировать созданное Вами устройство. Новичку будет не легко разобраться в данном руководстве, но если Вы не впервые беретесь за изготовление металлоискателя, то быстро разберетесь.

Металлоискатель в собранном виде

Такой собранный металлоискатель довольно мощный для нахождения мелких предметов на недалеком расстоянии и желательно внутри помещения, во избежание неполадок. Но следует помнить, что данная самоделка будет очень сильно уступать по чувствительности, качеству обнаружения, сепарации и избирательности, устойчивости к помехам промышленному оборудованию, и повторять ее стоит скорее ради спортивного интереса и ознакомления с принципом работы металлоискателя.

Что получилось в итоге:

Глубинный металлоискатель по конструкции напоминает обычный, за исключением некоторых технических деталей. Отличием его также является повышенная чувствительность к металлическим предметам, что дает возможность обнаруживать их на большей глубине по сравнению с простым металлоискателем. Помимо этого, имеется функция избирательного поиска, то есть возможность находить предметы определенного размера, не реагируя на неподходящие по параметрам.

Схема глубинного металлоискателя

Она довольно проста, несмотря на кажущуюся сложность. Состоит металлодетектор из двух частей – принимающей и передающей. Основным устройством является генератор передатчика высокой частоты. Две рамочных антенны, одна из которых служит передатчиком сигнала, вторая приемником. Они должны располагаться строго под углом 90 градусов друг к другу для предотвращения улавливания сигналов генератора приемной антенной. При нахождении предмета из металла, магнитное поле, создаваемое генератором, подвергается искажению, и впоследствии улавливается принимающей антенной. В данном случае масса металлического предмета используется как источник излучения, отправляя производимую энергию на принимающую антенну.

Схема приемника металлодетектора

В передающее устройство входит тиристор мощностью от 0,25 до 1 Вт, генератор звука частотой 200 Гц. При нахождении металлического предмета оператор слышит звук частотой 200 Гц, сила которого зависит от величины найденного предмета и расстояния до него.

Детекторный приемник, контур колебаний которого реагирует на частоту 120 кГц, и состоящий из двух диодов. Усилителем может служить абсолютно любой генератор низких частот, которой можно найти в старом радиоприемнике. Достаточно усилителя на транзисторах в количестве 5-6 штук. Также используется транзистор в качестве усилителя тока для стрелочного прибора, позволяющий измерить уровень принимаемого сигнала. То есть, в составе прибора есть два вида индикаторов – визуальный и акустический. Частота работы настроена таким образом, чтобы не мешать работе приемника сигнала.

Схема передатчика

Необходимые детали и инструменты для сборки

Для сборки такого металлоискателя необходимо в первую очередь подготовить набор необходимых деталей и инструментов.

В случае с импульсным металлоискателем примерныйсписок деталей будет выглядеть так:

1. Электролитные конденсаторы с напряжением минимум 16 В следующих емкостей: 2 конденсатора емкостью 10 мкФ, один емкостью 2200 мкФ, 2 шт – 1 мкФ.
2. Конденсаторы из керамики: 1 шт емкостью 1 нф.
3. Пленочные конденсаторы самого минимальное значения напряжения, к примеру, 63 В – 2 шт по 100 нф.
4. Резисторы по 0, 125 Вт: 1 к — один, 1,6 к – один, 47 к – один, 62к – два, 100 к – один, 120 к – один, 470 к – один, 2 ом – один, 100 ом – один, 470 ом – один, 150 ом – один,
5. Резисторы по 0,25 Вт: 10 ом – один.
6. Резисторы по 0,5 Вт: 390 ом – один
7. Резисторы 1 Вт: 220 ом – один.
8. Резисторы переменные: 10 к –один, 100 к – один,
9. Транзисторы: ВС 557 – один, ВС 547 – один, IRF 740 – один,
10. Диоды: 1N4148 — два, 1N4007 – один.
11. Микросхемы: К157 УД2, NE555.
12. Панели для каждой из них.

Детали для металлоискателя

Из инструментов при выполнении работ понадобятся:

• Паяльник, олово, специальный припой, прочие принадлежности для пайки.
• Набор отверток, кусачки, плоскогубцы и другой слесарный инструмент.
• Материалы для производства печатной платы.

Этапы сборки металлоискателя

Процесс сборки глубинного металлоискателя своими руками включает в себя следующие этапы:

На первом этапе необходимо собрать электронную часть, а именно блок управления.

Пошагово процесс выглядит так:

• Вырезка текстолита необходимого размера.
• Подготовка рисунка печатной платы и его перенесение непосредственно на плату.
• Подготовка травильного раствора. В его состав входят соль поваренная, электролит и пероксид водорода.
• Травление платы и просверливание технологических отверстий.
• Лужение платы при помощи паяльника.
• Далее наступает самый важный этап в сборке блока управления. Это подбор, поиск и припаивание деталей непосредственно на плату.
• Наматывание пробной катушки. Существует несколько вариантов ее намотки. Наиболее простой вариант – использовать провод ПЭВ размером 0,5 и намотать его 25 витков на подходящей оправе с диаметром около 19-20 см.

Лучшим вариантом будет спаять все напрямую, а уже после окончания наладки подобрать необходимые разъемы и переходники. Скрутки лучше не делать, это оказывает отрицательное влияние на чувствительность прибора.

Вторым неплохим вариантом будет сделать такое кольцо из провода витой пары. Понадобится около 2,5 – 2,7 м провода.

Для достижения максимальной чувствительности необходимо выполнить следующие действия:

1. Намотать 25 витков провода.
2. Провести тест, отрезая небольшие куски провода и наблюдая за повышением чувствительности.
3. Необходимо проделывать это до тех пор, пока чувствительность не начнет снижаться.
4. Подсчитать число витков, намотать окончательный вариант катушки, добавив 1-2 витка. Таким образом, достигается максимальное значение чувствительности.

По окончании основных работ, блок управления, катушка и остальные детали закрепляются на своих местах на штанге. Металлоискатель можно включать и проверять.

Возможные проблемы при сборке

• Собранный прибор не дает реакцию на металлические предметы. Причиной может быть поломка диодов, либо транзистора. Требуется заменить неисправные детали.
• Чрезмерный нагрев транзистора. Следует установить резистор меньшего сопротивления, уменьшая его до прекращения нагрева.

Сборка такого типа металлоискателей не является слишком сложной, при четком соблюдении всех правил и инструкций.

Даже самые серьёзные и респектабельные граждане, при слове «клад» испытывают легкое волнение. Мы ходим в буквальном смысле слова по сокровищам, которых в нашей земле неизмеримо много.

Но как заглянуть под слой почвы, чтобы точно знать, где копать?

Профессиональные кладоискатели пользуются дорогостоящим оборудованием, покупка которого может окупиться после одной удачной находки. Археологи, строители, геологи, члены поисковых обществ – пользуются техникой, предоставленной организацией, в которой они работают.

А как быть начинающим искателям сокровищ с ограниченным бюджетом? Можно изготовить металлоискатель в домашних условиях своими руками.

Для понимания предмета, рассмотрим конструкцию и принцип работы прибора

Популярные металлоискатели работают, используя свойства электромагнитной индукции. Основные компоненты:

• передатчик – генератор электромагнитных колебаний
• передающая катушка, приемная катушка (в некоторых моделях для компактности катушки объединены)
• приемник электромагнитных колебаний
• дешифратор, выделяющий полезный сигнал из общего фона
• сигнальное устройство (индикатор).

Генератор, с помощью передающей катушки, создает вокруг нее электромагнитное поле (ЭМП) с заданными характеристиками. Приемник сканирует окружающую среду и сравнивает показатели поля с эталонными. Если изменений нет – в схеме ничего не происходит.

• При попадании в зону действия поля какого-нибудь проводника (любой металл), базовое ЭМП наводит в нем токи Фуко. Эти вихревые токи создают собственное электромагнитное поле предмета. Приемник определяет искажение базового ЭМП и дает сигнал на индикатор (звуковое или визуальное оповещение).
• Если исследуемый предмет не металлический, но имеет ферромагнитные свойства, он экранирует базовое ЭМП, также вызывая искажения.

Важно! Существует ошибочное мнение, что грунт, в котором производятся поиски, не должен быть электропроводящим.

Это не так. Главное, чтобы электромагнитные или ферромагнитные свойства среды и объектов поиска были отличны друг от друга.

То есть, на фоне определенных характеристик ЭМП, сформированного средой поиска, поле отдельных предметов будет выделяться.

Вот это и удерживает человека от приобретения металлоискателей, которые стоят приличных денег, но не дают гарантии того, будет что либо найдено или нет.

А с другой стороны, если бы такой прибор достался практически даром, то не обязательно ходить по лесам в поисках мифических сокровищ. Даже на приусадебном участке возможно выкопать несколько метров трубы или брошенного кабеля, который при сдаче его в пункт приема может принести деньги. А ведь они, как известно, лишними не бывают.

В таком случае необходимо разобраться, возможно ли сделать металлоискатель из радиоприемника или дисков своими руками без применения микросхем, насколько сложен этот процесс и требует ли он каких либо определенных знаний, сложны ли схемы простых металлоискателей, что для этого потребуется, и каков алгоритм подобной работы.

Что представляет собой металлоискатель

Подобный прибор, самодельный или сделанный на заводе, предназначен для поиска любого металла под слоем грунта, независимо, будут ли это куски железа, меди или что-то еще более ценное. Используют такие устройства не только золотоискатели, но и различные археологические группы, патриотические сообщества (в поисках останков и предметов, оставшихся в земле после второй мировой войны) и даже саперы при разминировании территорий.

Формы, как и схемы металлоискателей, бывают разными. Это может быть диск, закрепленный на рукоятке, а может быть и некое подобие микрофона. Суть данного прибора от этого не меняется - при обнаружении на небольшой глубине любого металлического предмета он издает определенный звук при помощи встроенного в него зуммера, сигнализируя о находке.

Работают подобные устройства на основании физического закона, по которому действует электромагнитная индукция. Составными его частями являются передатчик, который, принимая сигнал, отправляет его на оповещающее устройство (звуковое или визуальное), самого приемника сигнала и зуммера либо экрана. Электромагнитные колебания отправляются к поверхности и отражаются. Если передаваемый сигнал возвращается неизмененным, в цепи ничего не происходит, но при условии, что в область прохождения сигнала попадает любой металл, возвращенная волна получается искаженной и это фиксируется передатчиком, который и подает звуковое или визуальное оповещение.

Рабочие частоты

Металлоискатель связывает в себе сложные параметры, порой взаимоисключающие друг друга. К примеру, если понизить частоту, вырабатываемую генератором, можно добиться большей глубины поиска, но при этом увеличится потребление энергии, а также снизится показатель чувствительности, а также и мобильности по причине увеличения катушки. Но в основном все параметры, так или иначе, имеют привязку к показателям частоты генератора, а потому подобные устройства классифицируют именно по параметру диапазонов рабочих частот.

СНЧ

Схема простого металлоискателя, предусматривающего работу в диапазоне примерно от 100 до 500-600 Герц, называется сверхнизкочастотной. Подобные устройства являются любительскими, мощностью не более сотни ватт. Подобные приборы являются слабыми и без применения компьютерной обработки сигнал распознать практически невозможно.

НЧ

Следующий класс металлоискателей - низкочастотные. Немного мощнее предыдущих, схема проста, имеют устойчивость к помехам, но чувствительность, все же, достаточно мала. При потреблении энергии более 10 Ватт глубина возможного поиска составит около 5 метров. Неудобство их также в том, что, помимо металла, они реагируют и на крупные фрагменты камня или бетона. Наилучший сигнал обнаруживается на черные металлы, а потому подобный металлоискатель также называют магнитодетектором. Имеют низкую чувствительность к свойствам почвы.

ПЧ

Еще одна классификация - металлодетекторы повышенных частот - в несколько десятков килогерц. Они обладают менее хорошей помехоустойчивостью, по сравнению с НЧ. Удобны при исполнении с использованием импульсного режима, о котором будет рассказано чуть позже. Недостаток подобных приборов в том, что при повышенной минерализации или в болотистой местности они совсем перестают принимать измененный сигнал, вследствие чего не «видят» металлов.

ВЧ

Самый мощный металлоискатель, подходящий для поиска драгоценных металлов, но на небольшой глубине. Неплохо подходит для нахождения золотых изделий, потерянных отдыхающими в песке на пляжах. Глубина проникновения сигнала в грунт - не более 80–90 см. Результаты работы зависят от мощности катушки передатчика, работают с результатом только по сухому немагнитному грунту, к которому и относится песок.

Импульсники

Подобные металлоискатели - это лучшее оборудование из линейки. Они стоят отдельно от других подобных устройств. Дело в том, что поступление тока на катушку у них происходит в импульсном режиме. Есть возможность задать частоты подачи импульса в низких диапазонах, а длительность, определяющую область спектрального состава - в повышенных или высоких частотах. Таким образом, получается металлоискатель, объединяющий наилучшие качества всех категорий детекторов, либо прибор, который можно перенастроить, в зависимости от требуемых параметров.

Как сделать металлоискатель своими руками?

Исходя из того, что стоимость подобных детекторов очень высока, имеет смысл разобраться с возможностью сделать простой металлоискатель своими руками в домашних условиях. Самоделки, практически не требуют никаких затрат, кроме, конечно, небольшого количества времени.

Так как схема металлоискателя достаточно проста, для работы понадобится наличие двух дисков (CD и DVD), наушников, обычного калькулятора, элемента питания на 9 вольт («крона»), изоленты и клея, а собираете вы ее практически «на коленке».

Итак, подробная инструкция по сборке металлоискателя своими руками.

Чтобы собрать металлоискатель из дисков, нужно придерживаться следующего алгоритма действий:

• Штекер наушников не потребуется, а потому он срезается, а провода зачищаются на длину около 1 см.
• Каждый зачищенный провод делится на две равные части, одна из которых пойдет к зеркальной части диска, а вторая к питающему элементу.
• При условии, что зеркальная поверхность дисков находится с двух сторон, при помощи клея одна из частей провода крепится на нее по отдельности. Если же диски односторонние - то по тут все проще. Контактной является пишущая сторона.
• Изолентой крепятся провода на самих CD и DVD дисках.
• Калькулятор во включенном состоянии крепится той же изолентой между дисками, а на поверхности DVD закрепляется элемент питания.

На этом работа окончена и металлоискатель из подручных средств готов. Как можно убедиться, процесс это совершенно несложный и незатратный, как в финансовом плане, так и по времени.

Конечно, если делать металлоискатель, схемы которого настолько просты, то его характеристики не сравнятся с профессиональными устройствами, но элементарные конструкции в грунте с его помощью можно найти.

Если же требуется более устройство, мощнее, чем простейший металлоискатель, его можно сделать из старого радиоприемника.

Металлоискатель из радио

Этим способом можно изготовить детектор, который будет мощнее простого металлоискателя. Для этого понадобится наличие пустой коробки от диска, калькулятора, радиоприемника с АМ частотой, двухстороннего скотча и изоленты.

С внутренней стороны коробки от диска на двухсторонний скотч клеится радио, а на другую - калькулятор во включенном состоянии. На приемнике выставляется самая высокая частота в АМ диапазоне, либо ближайшая к ней, на которой кроме шума никаких посторонних звуков нет.

К полученной конструкции можно прикрепить любую палку от швабры. После этого остается только настроить детектор. Для этого нужно раздвигать или сдвигать створки коробки до появления резкого звука. После, раздвижением створок находится тот же, слабозаметный звук и коробка фиксируется в этом положении. После проделанной работы при приближении к металлу будет раздаваться тот же звук, но в более резком звуковом диапазоне.

Конечно, хороший металлоискатель своими руками не собрать, но приемлемый - вполне возможно.

Нужен или нет

Конечно, если человек не занимается профессионально раскопками, подобное устройство приобретать нет смысла - это просто выбрасывание на ветер немалой суммы. Но для домашнего пользования можно собрать простой металлоискатель. Конечно, сокровища, закопанные в недрах земли, он найти не поможет, но определить расположение металлического каркаса за стеной из ГКЛ или расположение скрытой проводки в бетонных перекрытиях домов, простой металлоискатель своими руками или из радиоприемника вполне способен, что уже немаловажно. Ну а сделать металлоискатель в домашних условиях без применения микросхем при помощи телефона (описание работы идентично сборке металлоискателя своими руками из дисков или радио, но вместо калькулятора используется телефон) не сложно.

Я без сомнения могу сказать, что это самый простой металлоискатель из всех что я видел. В основе которого лежит всего одна микросхема TDA0161. Вам не нужно будет ничего программировать – просто собрать и все. Еще, его огромное отличие в том, что он при работе не издает никаких звуков, в отличии от металлоискателя на микросхеме NE555, который изначально неприятно пищит и о найденном металле нужно догадываться по тональности.

В этой схеме зуммер начинает пищать только тогда, когда обнаружит металл. Микросхема TDA0161 это специализированный промышленный вариант для индукционных датчиков. И на ней в основном строят металлодетекторы для производства, дающие сигнал при приближении металла к индукционному датчику.
Приобрести такую микросхемку можно на -
Стоит она не дорого и вполне доступна каждому.

Вот схема простого металлоискателя

Характеристики металлоискателя

• Напряжение питание микросхемы: от 3,5 до 15В
• Частота генератора: 8-10 кГц
• Потребляемый ток: 8-12 мА в режиме сигнализации. В состоянии поиска примерно 1 мА.
• Рабочая температура: от -55 до +100 градусов Цельсия

Металлоискатель не только очень экономичен, но и очень неприхотлив.
Для питания хорошо подойдет аккумулятор от старого сотового телефона.
Катушка: 140-150 витков. Диаметр катушки 5-6 см. Можно переделать на катушку большего диаметра.

Чувствительность будет зависеть напрямую от размеров поисковой катушки.
В схеме я использую и световую сигнализацию и звуковую. Можно выбрать что-нибудь одно, если хотите. Зуммер с внутренним генератором.
Благодаря такой несложной схеме можно сделать карманный металлодетектор или большой металлоискатель, в зависимости от того что вам больше необходимо.

Металлоискатель после сборки работает сразу и в настройки не нуждается, за исключением выставлением порога срабатывания переменным резистором. Ну это стандартная процедура для металлоискателя.
Так что друзья, собирайте вещь нужная и, как говориться, в хозяйстве сгодиться. К примеру, для поиска электропроводки в стене, хоть гвоздей в бревне…