Металлоискатель Пират своими руками — Мир искателей
Пират – это импульсный металлоискатель с простой и доступной для повторения схемой. Металлоискатель содержит небольшое количество элементов и простую для изготовления поисковую катушку. С катушкой 280 мм, пират будит видеть монеты до 20см, а крупный металл до 1,5 метра.
Свое название ПИРАТ (PIRAT) получил от разработчиков его схемы – PI – импульсный принцип его работы, RAT – сокращение от «Радио Скот» – сайт разработчиков.
Металлоискатель ПИРАТ не различает металлы. Но он хорошо подойдет для поиска металла и для новичков. Также огромным достоинством пирата, является его простота для самостоятельного изготовления и доступность компонентов – все детали металлоискателя стоят копейки и их можно найти в любом магазине радиодеталей или на радио рынке. Также в Пирате отсутствуют программируемые элементы, что значительно упрощает жизнь радиолюбителям.
Список деталей необходимых для сборки металлоискателя ПИРАТ своими руками.
Список деталей — исправленный для схемы на NE555, (автор — Василий Субботин)
Схема металлоискателя ПИРАТ
Металлоискатель PIRAT имеет два варианта схемы, в первом варианте используется микросхема NE555 (советский аналог микросхемы — КР1006ВИ1) – таймер. Но в случае если у вас возникли проблемы с ее поиском, то авторы предусмотрели вариант схемы на транзисторах. Рекомендуем вам собирать схему на NE555, она будит иметь лучшую стабильность работы.
Схема металлоискателя Пират на NE555
(На схеме есть ошибка маркировки — R18 — это R9)
Исправленная схема металлоискателя Пират для версии на NE555
Схема металлоискателя Пират на Транзисторах
При сборке схемы на транзисторах, нужно будит подбирать частоту и длительность. Так как у транзисторов встречается, большой разброс параметров. Для этого, необходимо использовать осциллограф. Архив с осциллограмами.
Резистор R1 в схеме отвечает за частоту генерации.
А резистор R2 — за длительность управляющего импульса.
Печатная плата металлоискателя ПИРАТ
Варианты разводки печатной платы пирата, от его разработчиков, на микросхеме и на транзисторах. Платы в формате Сприн Лайот скачать архив.
Плата на NE555.
Вот еще один вариант платы металлоискателя ПИРАТ на NE555
Плата на транзисторах.
Также в сети, мы нашли вот такой вариант разведения платы для металлодетектора PIRAT.
Скачать файл этой платы в формате Спринт Лайот.
После того как вы спаяли плату металлоискателя, к ней необходимо подключить питание. Для этого подойдет любой источник питания с напряжением 9-12 вольт. Можно использовать несколько соединенных параллельно батареек крона 3-4 шт., или аккумулятор. 1 крону использовать нежелательно, так как будит происходить быстрое падение напряжения, и это будит вызывать постоянный дрейф настройки металлодетектора.
Спаяная плата металлоискателя пират
Обратите внимание на конденсаторы слева! это пленочные конденсаторы с высокой термостабильностью. Их использование также благоприятно скажется на стабильности работы металлоискателя.
ДОПОЛНЕНО 26.01.2018.
В продаже у одного из наших рекламодателей нашел вот такой вариант печатной платы металлоискателя ПИРАТ, достаточно продуманная версия печатной платы. Переменники сразу стоят на плате, для подключения питания стоит штыревой разъем.
Вот чертеж этой печатной платы для Пирата (Правда в виде картинки, если кто-то срисует, присылайте выложу!):
Изготовления катушки для металлоискателя ПИРАТ
Расчеты катушки для металлоискателя ПИРАТ для различных диаметров катушки:
Рекомендуется использовать провод диаметрами 0,5-0,6мм, 0,4 это минимум но работает хуже!
Для работы, катушку металлоискателя, необходимо закрепить в жестком корпусе БЕЗ металла. Можно использовать любой подходящий пластиковый корпус. Это необходимо, для предотвращения воздействие ударов о траву или грунт на работу металлоискателя.
Вышла статья о изготовлении глубинных катушек для импульсных металлоискателей своими руками. И вы сможете превратить ПИРАТ в настоящий глубинник!
Настройка металлоискателя ПИРАТ
Правильно собранный металлоискатель, практически не нуждается в настройке
При наличие осциллографа, также можно проконтролировать следующие значения: на затворе транзистора Т2 длительность управляющего импульса и частоту генератора. Нормой будит длительность импульса 130-150мкс, частота 120-150 Гц.
Работа с металлоискателем ПИРАТ
После включения металлоискателя, необходимо подождать 10-20 секунд, для стабилизации работы, а затем переменным резистором R13, произвести его настройку. И можно приступать к поиску.
Видео обзор платы металлоискателя:
Подключение светодиодной индикации к металлоискателю ПИРАТ
Видео работы самодельного металлоискателя ПИРАТ
А вот так можно сделать металлоискатель ПИРАТ:
Также прикрепляю архив, с разведенной под СМД копоненты версией печатной платы металлоискателя Пират — Вариант СМД
Все вопросы по металлоискателю Пират можно задать в комментариях к этой статье.
Металлоискатель PIRAT своими руками | KAVMASTER
Схема металлоискателя «Пират», очень популярная и понятная даже начинающему радиолюбителю. Металлоискатель Пират обладает довольна неплохими характеристиками, ни смотря на простоту схемы и доступность деталей. Собирается легко, за вечер, не требует практически ни каких настроек и прошивок, начинает работать сразу после сборки! Ниже представлю подробную инструкцию по сборке металлоискателя Пират!
Технические характеристики МД Пират:
Потребляемый ток 30-40 мА
Напряжение питания 9-14 вольт
Дискриминации нет, реагирует на все металлы
Чувствительность монета 25 миллиметров — 20 см
Крупные металлические предметы — 150 см
Питание:
Для работы металлоискателя Пират, требуется напряжение 9-14 вольт. Можно использовать обычные батарейки или аккумуляторы типа AA или две кроны соединённые параллельно, но я бы посоветовал потратить немного денег и купить аккумулятор для бесперебойника, его легко можно закрепить на штанге металлоискателя и заряда будет хватать на долго. Так же, можно использовать и батарею от шурупавёрта, кстати по началу, я именно её и использовал!
Катушка:
Поисковая катушка для металлоискателя Пират, тоже изготавливается несложно. Наматывается на оправе 190 мм. и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5 мм. Катушку можно намотать на пяльце для вышивания, кстати этот способ довольно распространенный. Лично я беру обычную кастрюля, наматываю на ней катушку и стягиваю всё это изолентой, затем делаю каркас из тонкой фанеры и закрепляю её на нём. Тут как говорится, каждому своё, кому как удобно.
Необходимые детали:
Скачать список деталей
Схема металлоискателя пират:
[ads1]
Металлоискатель пират состоит из передающего и приёмного узлов. Передающий узел состоит из генератора импульсов который собирается на микросхеме NE555 и мощного ключа, на транзисторе IRF740. Приёмный узел состоит из микросхемы К157УД2 и транзистора BC547.
На самом деле, детали достаточна распространенные но если всё таки вы не смогли их найти, попробуйте применить аналоги. Таймер NE555 можно заменить на отечественный аналог КР1006ВИ1, Вместо транзистор IRF740, можно поставить любой биполярный NPN структуры с Нкэ не ниже 200 вольт, можно даже выпаять из энергосберегающей лампы или зарядки от телефона, на крайний случай, подойдет даже КТ817. Транзисторы BC557 и BC547, на отечественные КТ3107 и КТ3102. У операционного усилителя К157УД2 есть полный аналог КР1434УД1В, так же его можно заменить на импортный TL072, но в этом случае, нужно будет переделать распиновку платы, так как у него 8 ног. Металлоискатель Пират на TL072 у меня тоже есть, схема и плата лежат в общем архиве. Кстати генератор импульсов можно собрать и на транзисторах:
Немного о деталях:
Микросхема К157УД2 и К157УД3Микросхема NE555Транзистор IRF740Плёночные конденсаторыПравильное соединение резисторов.Сборка металлоискателя Пират:
Для начала конечно же нужно подготовить плату. Для этого открывает программу Sprint-Layout и печатаем заготовку нашей будущей платы, затем переносим рисунок любым удобным способом на подготовленную плату, протравливаем её и насверливаем отверстия для деталей. Я использую технологию ЛУТ, хотя лазерного принтера у меня нет, делаю на работе.
Но когда нет возможности напечатать на лазерном принтере, то можно сделать рисунок на струйном, затем отрезать стеклотекстолик нужной формы, приложить рисунок к плате и острым предметом отметить дырочки, затем насверлить и перманентным маркером нарисовать дорожки вручную. Ну или через копирку перевести.
Обязательно нужно зачистить плату мелкой наждачной бумагой и обезжирить ацетоном перед нанесением рисунка, так и изображение хорошо переведётся и процесс травления будет быстрее и надёжнее. После того как плата протравится, необходимо снова ацетоном стереть тонер или маркер и немного потереть наждачной бумагой.
Затем берём паяльник и лудим дорожки оловом. После лужения, обязательно стираем ацетоном лишнюю канифоль, дабы избежать проблем в будущем. По желанию, можно прозвонить дорожки.
Теперь необходимо припаять все детали на плату. Для этого так же открываем печатку в программе Sprint-Layout и смотрим где какие детали располагаются. Я настоятельно советую вам, поставить панельки для микросхем, на всякий случай. Первым делом припаяйте перемычки, их в схеме 2, и одна находится под микросхемой NE555, так что если вы про неё забудете, неисправность будет найти сложно, так как я уверен, вы за эти перемычки и не вспомните! В качестве перемычки, подойдут ножки от резисторов.
Когда все детали на месте, остаётся только припаять отводы на переменные резисторы, катушку, динамик и питание.
Правильно собранная схема начинает работать сразу, без каких либо настроек.Катушка как я говорил выше, наматывается на оправе 19-22 см и содержит 25 витков. Для поиска более мелких предметов, можно намотать катушку по меньше 15 см — 17 витков или 10 см. — 13 витков. Для поиска чермета конечно лучше использовать катушку диаметром 19 см.
Хочу сказать пару слов о тональности звука. Мне он показался слишком грубым. Изменить тональность, можно путём подбора конденсатора С1, я заменил его на 47nf и звук стал более высоким.
Динамик лучше брать типа 3ГДШ TRYD 4070-02 8Ом так звук будет гораздо мощнее, я заменил старый динамик в своём металлоискателе именно на него. Так же, очень хорошо справляются и динамики от наушников.
Ссылку на печатную плату, а так же список деталей необходимых для сборки Пирата которые очень дёшево можно купить на AliExpress с бесплатной доставкой, находятся в конце статьи по видео!
И напоследок, видео работы металлоискателя Пират:
Файлы для скачивания:
Печатные платы и программа Sprint-Layou 6
Скачать
Простой импульсный металлоискатель «ПИРАТ» | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Импульсный металлоискатель своими руками
Pirat — расшифровывается так: PI — означает металлодетектор импульсный, а RAT — сайт автора: «radioscot». Данный металлоискатель завоевал славу простого и не дорогого прибора, малое количество доступных не дефицитных деталей, при правильной сборке и исправных деталей прибор работает сразу, практически без настроек.
Если сравнивать с также простой схемой металлоискателя на биениях частоты, то здесь глубина обнаружения металла на порядок лучше. Дискриминации в данном типе металлоискателя нет, цветной и чёрный металлы реагируют практически одинаково. Но при определённых навыках можно понять, какая цель находится под датчиком. Сборка и настройка данного металлоискателя намного проще, чем рассматриваемого ранее импульсного металлоискателя «VINTIK-PI».
Характеристики металлоискателя «ПИРАТ»
- Напряжение питания: 9 – 12 вольт.
- Потребляемый ток: 30-40 мА.
- Глубина обнаружения монеты (25 мм): 20 см.
- Глубина обнаружения крупных металлов: 150 см.
Конечно, характеристики во многом зависят от использованных деталей, диаметра катушки, качества сборки и т.д.
Схема металлоискателя «ПИРАТ»
Есть много различных вариантов схем металлоискателя ПИРАТ и доработок к ним.
Вариант: генератор на транзисторах, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, а приемник на TL072
с регулировкой частоты генератора:
Вариант: генератор на К561ЛА7/ЛЕ5, приёмник на К157УД2
Печатная плата металлоискателя ПИРАТ
Существуют также много различных вариантов ПП, ниже несколько вариантов.
Вариант: генератор на NE555, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на транзисторах, приёмник на К157УД2
Вариант: генератор на NE555, приёмник на TL072
Описание схемы
Схема металлоискателя состоит из двух основных узлов: передающего и приемного.
Передающий узел состоит из генератора импульсов на микросхеме КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) и мощного ключа на полевом транзисторе КП505А (зарубежный аналог IRF740, IRF840). Можно поставить биполярный транзистор обратной проводимости с напряжением К-Э не менее 200В. Его можно взять из энергосберегающей лампы или зарядного устройства от мобильного телефона. Для раскачки мощного ключа используется транзистор ВС557.
Приемный узел собран на микросхеме К157УД2 (можно собрать зарубежной мс TL072), по входу приёмника стоят встречно-параллельно ограничивающие диоды, на входе второго каскада приемника стоит фильтр, вырезающий нужную часть импульсов, на выходе второго каскада стоит транзисторе ВС547, в его коллекторной цепи подключен динамик 8-50 Ом. В место Т3 можно применять практически любой транзистор структуры NPN.
Список деталей для металлоискателя «ПИРАТ»
Все эти радиодетали применялись в старой советской технике. Можно их также заказать в интернет-магазинах.
Динамик можно взять от китайского портативного радио с сопротивлением 8 — 50 Ом. Так же для настройки нужны два потенциометра на 10кОм и на 100кОм. Питание металлоискателя осуществляется от 9 — 12 В. Чувствительность и работа лучше от 12В. Для этой цели лучше использовать аккумуляторы, используемые в ноутбуках.
Монтаж
Схему металлоискателя рекомендуем спаять с помощью чистой канифоли или спирто-канифольным раствором. Перед тем как начать сборку всей конструкции рекомендуем проверять целостность деталей мультиметром, так как возможен брак радиоэлементов. После пайки обязательно тщательно промыть плату спиртом (водкой) с помощью зубной щётки.
Катушка металлоискателя
Первый вариант
Катушка намотана на оправке около 200 мм, она содержит 25-30 витков провода ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ… Ф-0,4 — 0,7. В качестве оправки подойдет кастрюля такого размера. Количество витков лучше намотать 30 и затем в процессе настройки уменьшать, добиваясь максимальной чувствительности. Для этого подносим монетку к катушке и проверяем, с каким количеством витков монетка будет «улавливаться» с наибольшего расстояния.
Для того, что бы катушка имела хорошую прочность и крепилась к штанге, её можно намотать, например, на пяльцах для вышивания. Смотрите фото ниже.
Второй вариант (катушка корзиночного типа)
С её помощью удается получать большей глубины обнаружения, особенно для мелких металлов. Конструктивные особенность датчиков этого типа позволяет получить чувствительность до 20% больше, чем обычный датчик.
Катушка наматывается на оправке 180 — 200 мм и содержит 4 витка провода «витая пара» для компьютера (без фольги!). В кабеле 8 проводов .
4 витка * на 8 проводов = получаем 32 витка.
Индуктивность данной катушки составляет 330 µГн и сопротивление 2 Ома.
Для большей чувствительности можно смотать один виток и получим 3 витка витой пары 3 (3 витка * на 8 проводов = получаем 24 витка.), но затем нужно подстроить схему приемника металлоискателя. Следует учесть, что увеличится потребляемый ток.
Когда мотаем катушку: продевать свободный длинный конец кабеля в образовавшуюся петлю, обвивая вторым витком кабеля первый. За один оборот витка катушки нужно продеть 4-5 раз свободный конец кабеля через катушку.
При намотке катушки следите, чтобы кабель укладывался, строго повторяя период обвивки предыдущих витков.
Концы проводов зачищаем от изоляции, скручиваем, спаиваем и надеваем на соединения изоляционные трубочки. Провода двух концов соединяются так, чтобы получилась полноценная катушка. Можно соединить по любому, один из вариантов в приведённой таблице:
Цвет провода одного конца | Действие | Цвет провода другого конца |
подключить к плате -> | ЗЕЛЁНЫЙ | |
ЗЕЛЁНЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-ЗЕЛЁНЫЙ |
БЕЛО-ЗЕЛЁНЫЙ | <─ спаять ─> | СИНИЙ |
СИНИЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-СИНИЙ |
БЕЛО-СИНИЙ | <─ спаять ─> | ОРАНЖЕВЫЙ |
ОРАНЖЕВЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-ОРАНЖЕВЫЙ |
БЕЛО-ОРАНЖЕВЫЙ | <─ спаять ─> | КОРИЧНЕВЫЙ |
КОРИЧНЕВЫЙ | <─ спаять ─> | БЕЛО-КОРИЧНЕВЫЙ |
БЕЛО-КОРИЧНЕВЫЙ | < — подключить к плате |
Каркас катушки НЕ должен содержать металла! Сама катушка в этом типе металлоискателя тоже НЕ обматывается фольгой!
Провод, соединяющий катушку и плату должен быть толстым — обычный электрический медный многожильный типа ПВС, ПУНГП… 2 х 2,5 мм² или 2 х 1,5 мм², а также не желательно применять соединений и разъёмов. В импульсе ток достигает больших значений и всё выше сказанное влияет на чувствительность прибора.
Катушку плотно обматываем изолентой и припаиваем соединительный провод.
Штангу можно сделать из 4-5 м. водопроводной трубы из ПВХ и пару перемычек для того, что бы сделать штангу более удобной. На конец штанги, который вы будете держать, можно установить удобную подставку для руки из пластиковой канализационной трубы. После чего устанавливаем плату в любую подходящую по размерам коробку и крепим на штанге. В конструкции не должно быть посторонних металлических элементов, так как это будет сильно искажать электромагнитное поле прибора.
Настройка металлоискателя
Правильно собранный прибор в наладке практически не нуждается. При настройке только возможно придётся подобрать резистор (R12), стоящий последовательно с переменным (R13), чтоб щелчки в динамике появлялись при среднем положении его движка.
Если есть осциллограф, то можно проконтролировать на затворе Т2 длительность управляющего импульса и частоту генератора. Оптимальный вариант импульса 130-150мкс, частота 120-150 гц.
R1 в генераторе отвечает за частоту генерации. R2 — за длительность управляющего импульса. Напряжения на выводах ОУ (без присутствия метала в зоне датчика):
- выв. 2-6.5в
- выв. 3-6.5в
- выв. 5-5.5в
- выв. 6-3.5в
- выв. 9-0.7в
- выв. 13-6.2в
Для более детальной настройки, а также при ремонте металлоискателя желательно иметь осциллограф. Осциллограммы в различных точках схемы показаны на картинках, ниже.
При включении ожидаем 15-20 сек, после чего регулятором ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ находим такое положение при котором в динамике прослушиваются щелчки — это и будет максимальная чувствительность.
Доработка металлоискателя «ПИРАТ»
Две схемы генераторов сигнала
Для того, чтобы в динамике были не щелчки, а «пиканье»для этой цели собирается схема генератора перед УНЧ.
Стрелочный индикатор, подключенный параллельно динамику металлоискателя для визуального контроля сигнала. Стрелочный индикатор от старого магнитофона (подключается параллельно динамику).
Вернемся еще раз к этой схеме. Данная схема питается от низкого напряжения 3,7В. Генератор на транзисторах, добавлен транзистор для запирания приемника во время импульса передачи, добавлен регулятор громкости и составной транзистор на выходе:
Следующая схема имеет защитный диод от переполюсовки, регулятор громкости, гнездо для наушников переключает с динамика на наушники. В генераторе стоит NE555, в приемнике TL072.
Внешний вид собранного металлоискателя
!!! Если у Вас есть желание собрать данный металлоискатель, но нет необходимых деталей и печатной платы, то Вы можете заказать набор деталей и печатную плату на последнюю версию металлоискателя ПИРАТ (ДОРАБОТАННАЯ ВЕРСИЯ на импортных компонентах)
на сайте Мастерок!
Информация с сайта:radioscot и сети Интернет.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Самодельный металлодетектор Motion
- Металлоискатель повышенной чувствительности своими руками
- Импульсный металлоискатель VINTIK-PI (ver.2)
Motion (динамический) — это значит, что для обнаружения металлического объекта катушка должна
Подробнее…
Схема металлоискателя обладает очень высокой чувствительностью, так как здесь контролируется расхождение частот — образцового генератора, работающего на частоте 0,5…1 МГц, и 5…10 гармоники поискового генератора. Расстройка последнего, например, лишь на 10 Гц ведет к изменению частоты разностных колебаний на 50… 100 Гц. Металлоискатель «ловит» монету 2 см на глубине до 9 см. Подробнее…
Импульсный металлоискатель VINTIK-PI (ver.2) — доработанная версия металлоискателя «Винтик»
Ранее мы рассматривали импульсный металлоискатель Винтик. В этой статье рассмотрим доработанную версию этого металлоискателя — VINTIK-PI (ver.2).
Импульсный металлоискатель «VINTIK-PI» собран на четырёх микросхемах, предназначенный для поиска мелких металлических предметов. Он не намного сложнее предыдущей версии. Схема, также не содержит программируемых микросхем, а также в ней нет дорогих и дефицитных радиодеталей.
Его чувствительность несколько лучше, чем у предыдущей версии «Винтик» и проще настройка.
Подробнее…
Популярность: 78 078 просм.
Металлоискатель Пират своими руками — подробная инструкция
Популярная ранее идея о поисках клада в уже более адаптированном к современным реалиям варианте реализуется в виде операций по поиску различных видов драгоценных металлов и изделий из них.
Для извлечения таких находок из различных отходов, залежей мусора, природной среды (под слоями почвы, среди деревьев и кустарников, на берегах водоемов и т.д.), сложно обойтись без специальной аппаратуры, а именно – металлоискателей.
Занятия подобными поисковыми работами предполагают не только использование такой аппаратуры, но также и стимулируют интерес к ее совершенствованию и модернизации. Создаются приборы, удовлетворяющие технические потребности самых разных любителей поиска ценностей.
Назначение металлоискателя
Металлодетектор – отличный помощник, входящий в техническое оснащение всех, кто занимается поиском металлов в природе или же искусственной, созданной человеком среде (как например, заброшенные дома).
Подобное оборудование, в зависимости от предназначения, может позволить своему владельцу искать не только черный и цветной металл и изделия из него, но также и драгоценные, такие, как: золото, платина, бронза.
Технология работы
Большинство подобных приборов действует на электромагнитных импульсах. В целом, принцип работы металлоискателей «Пират», равно как и иных подобных моделей, можно описать следующим образом:
• Устройство создаёт в радиусе своего действия мощное электромагнитное поле.
• Объект из металла, который находится незаметно для глаз человека, при попадании под влияние такого поля начинает оказывать на него мощное воздействие.
• Прибор реагирует на оказываемое стороннее воздействие и выдает соответствующие ответные сигналы.
Большинство современных моделей металлоискателей устроены именно на данном принципе работы, который в целом можно назвать одним из наиболее эффективных при поисках металлов и предметов из них.
Но между разными аппаратами есть и существенные отличия. Технические возможности некоторых моделей позволяют искателю получать более полную картину о своей находке, которая попала в сферу влияния электромагнитного поля, исходящего от аппаратуры.
Так, металлоискатели дополнительно могут :
- С приблизительной точностью оценивать
массу.
- Выдавать ориентировочные сведения о
габаритных размерах и форме потенциальной находки.
- Более точно оценивать место расположения и
глубину залегания объекта под грунтом.
- Выдавать сведения о том, объект из какого
именно металла вероятнее всего попал в зону влияния.
В Интернете существует множество сведений о приборах различного уровня, особенностях их конструкции, а также самостоятельной сборке.
Наиболее простой и примитивный металлоискатель часто представляет собой самостоятельно собранную конструкцию, предназначенную для поиска различных видов металлов. Они обираются из готовых отдельных деталей, и работают на основе их электромагнитных импульсов.
Любители техники и радиоэлектроники возможно слышали об очень простой, однако показывающей неплохие результаты схеме металлоискателя. Согласно этой схеме, электромагнитное поле образует эффект импульса, схожий с небольшим калькулятором.
Реакцию, которая происходит при влиянии металлических объектов на электромагнитное поле можно с легкостью улавливать даже с помощью обычного радиоприемника, который используется в быту. Сигнал о подобной находке – громкий, отчетливый и понятный звук.
Если же вести речь о более сложных приборах, предназначенных уже для использования на профессиональном уровне, то такие металлоискатели обычно состоят из трех основных узлов:
- Генератор электромагнитного поля.
- Датчик, на котором отражаются изменения в
поле.
- Оборудование для дополнительной оценки
обнаруженных предметов и сигнализации.
Металлоискатели могут иметь различные функциональные возможности и уровень сложности использования. Одна из общепринятых классификаций таких приборов разделяет их именно по этим параметрам:
• Любительские металлоискатели. Такие приборы чаще всего собираются вручную и применяются теми, для кого поиски больше похожи на хобби и увлечение, чем на профессиональную деятельность.
• Полупрофессиональная аппаратура. Это уже приборы, приобретаемые в специальных магазинах. Без этого оборудования не обойтись тем, для кого поиск металла стал чем-то большим, чем простое увлечение.
• Профессиональные металлоискатели. Этот вариант – дорогостоящая техника высшего уровня, с наиболее широким функционалом дополнительных опций и возможностей. Предназначены для тех, кто работает в данной сфере на постоянной основе.
• Спецтехника, предназначенная для ведения поисковых работ в нестандартных условиях: на большой глубине залегания, или даже под водой. Сюда же относятся металлоискатели, предназначенные для поиска отдельных видов металла. Например – существуют отдельные приборы, настроенные конкретно под поиски золота.
Любительские и полупрофессиональные модели металлоискателей вполне возможно купить в любом магазине дачного и садового инвентаря, который есть практически в любом, даже небольшом городе.
Металлоискатели – не только те приборы, которые используются при поиске различных кладов, старинных монет и артефактов. Всем известные рамки, используемые в системах безопасности при проведении массовых мероприятий, в крупных торговых центрах и объектах особой важности – один из вариантов реализации схожей технологии. Однако настройки этих рамок могут быть скорректированы и направлены на поиск оружия, взрывчатых веществ и других потенциально опасных предметов.
Рассмотрим подробнее составляющие детали
металлоискателя.
Катушка
Один из наиболее важных компонентов металлоискателя – катушка. В большинстве случаев это обмотка из металлической проволоки в специальной конфигурации. Она позволяет создать электромагнитное поле вокруг прибора и улавливать реакцию этого поля на нахождение предметов в среде его воздействия.
В большинстве существующих конфигураций катушка располагается на специальной длинной ручке, что позволяет свободно перемещать ее во время поисков.
При самостоятельном изготовлении катушки для металлоискателей «Пират», можно приобретать специальные готовые каркасы. Обычно, заказать их можно в специализированных магазинах, в том числе через сеть Интернет.
Но и каркасы для катушек можно изготовить самостоятельно, в целях экономии, или же в попытке получить даже более качественный инструмент собственной конструкции, чем тот, который можно приобрести.
Для изготовления таких каркасов подойдут практически любые имеющиеся подручные материалы: элементы ненужных пластмассовых изделий, фанера. Собранную обмотку можно заполнить обычно монтажной пеной для надежности соединения.
Во время поисков, катушка позволяет кладоискателю найти оптимально подходящую технику работы, при наличии возможностей и умения правильного манипулирования этой частью конструкции прибора.
Электронная схема
Другой важный элемент любого металлоискателя – электросхема. В ее задачи входит:
• Генерирование электромагнитного сигнала, подающегося на катушку.
• Анализ обратной связи. Это означает, что задача схемы — улавливать изменения поля, полученные от катушки и обрабатывать эти сигналы.
Преобразование сигналов от катушки в индикацию, понятную для пользователя. Электронная схема должна распознавать сигнал от катушки и выдавать его в виде сигналов различного вида, которые уже могут быть понятны кладоискателю: звуковые сигналы, световые, показания на панелях приборов и индикаторов (в зависимости от того, чем оборудована конкретная модель металлоискателя).
Отличный вариант, если тот, кто желает собрать электрическую схему для металлоискателя, будет обладать широкими знаниями в области техники и радиоэлектроники. Умелец сможет не просто правильно собрать необходимую схему, но и внести в нее свои изменения, адаптируя под имеющиеся в конкретном случае возможности, таким образом улучшая собственную конструкцию.
Многие же электронные схемы достаточно просты в сборке, ее сможет выполнить даже тот, кто имеет относительно небольшой опыт работы с электроникой. При точном соблюдении рекомендаций разработчика, или инструкций от опытных мастеров, полученная схема будет обеспечивать четкую и стабильную работу конечного устройства, в которое она устанавливается.
Металлоискатель «Пират» — самостоятельная сборка
Если говорить об аппаратах любительского уровня, которые рассчитаны на самостоятельную сборку – одним из лидеров рынка здесь является модель под названием «Пират».
С поиском под водой это название ничего общего не имеет. Оно содержит в себе лишь сокращение от данных его устройства и названия сайта разработчика.
Данная модель МД «Пират» имеет множество явных преимуществ:
- Относительная простота устройства и сборки.
- Дешевизна деталей и расходных материалов
для изготовления.
- Высокая функциональность для самодельного
любительского прибора.
Удобство сборки, настройки и использования дополнительно повышается тем, что электронная схема металлоискателя «Пират» не требует дополнительного программирования. А значит, не обязательно владеть языками шифрования кода и тратить время на его прописывание. В этой модели применяются только детали, которые доступны любому любителю. Все запчасти можно приобрести в любом магазине радиоприборов.
Конструкция и принцип работы
Схема конструкции и компоновка деталей металлоискателя является традиционной для устройств подобного рода. Прибор представляет собой металлическую штангу, где на нижнем конце прикреплена катушка с обмоткой, а на верхнем – блок с электронной схемой и элементом питания.
Здесь учитывается важная деталь, которая делает походы с таким устройством более удобными – выбор места положения на штанге блока с электронной схемой. Это положение должно позволять кладоискателю удобно держать в руках штангу и управлять положением катушки относительно поверхности земли.
Некоторые сборщики предпочитают, чтобы индикация звуковым сигналом при изменениях в электромагнитоном поле подавалась не от внешнего динамика, а от наушников. Конструкция блока предоставляет подобную возможность – в нем имеется стандартный звуковой разъем формата mini-jack (3.5 mm).
Металлодетектор «Пират» работает с применением импульсной технологии. Она обеспечивает отличные для техники такого уровня показатели в плане чувствительности.
Электронную схему возможно собрать, заменив микросхемы обычными транзисторами. Правда, транзисторный вариант может требовать особых настроек для правильной работы, что доступно только наиболее опытным мастерам радиотехники. Поэтому транзисторная схема прибора применяется не слишком часто.
Детали и расходные материалы
Чтобы собрать металлоискатель «Пират» своими руками, который при этом будет реагировать не только на металлы, но также и на изделия из золота, и залежи драгоценного металла в чистом виде, кладоискателю дополнительно понадобятся следующие детали и материалы:
- Стандартная печатная плата, служащая основой электросхемы (или же, в случае ее
самостоятельного изготовления – текстолит)
- Источник питания. В качестве источника
энергии подойдет любое количество обычных элементов питания (батареек) или
аккумуляторов. Главное условие – суммарное общее напряжение должно быть равно 9-12V.
- Медный кабель сечением 0.75 мм. (или более)
для соединения элементов между собой
- Корпус.Здесь подойдет
любая пластмассовая емкость, размером чуть более самой платы.
- Металлическая или пластмассовая трубка
необходимой длины для использования в качестве штанги
- Корпус для катушки, или каркас для катушки, на который будет
наматываться кабель
- Расходные материалы: припой, изоляционная
лента, любой качественный клей, герметики, возможно монтажная пена, саморезы и
винты для скрепления элементов между собой.
Список деталей металлоискатель Пират
Что касается самостоятельного изготовления платы – здесь все зависит от предпочтений. Любители полностью самодельной электроники могут самостоятельно сделать в том числе и плату. В большинстве случаев, плату, как и некоторые другие компоненты для металлоискателя «Пират» удобнее все же купить.
Для того, чтобы собрать катушку понадобится оправа или жесткий каркас, но при этом в них не должно быть металлических элементов. Самодельный каркас можно смастерить из прочной пластмассы, фанеры. Другой вариант – подобрать что-либо, подходящее по форме и размеру из ненужной пластиковой утвари. Например, может отлично подойти пластмассовая посуда. Каркас также возможно купить и в уже полностью готовом виде.
Параметры, рекомендуемые для катушки «Пират»:
•
Главные проблемы, связанные с катушкой основаны на том, что при ее использовании, этот узел аппаратуры может значительно пострадать от столкновений с неровностями земной поверхности, крупными камнями, мусором. Для того, чтоб избежать таких неприятностей, к ее каркасу в нижней части прикрепляется подходящая по размеру пластиковая тарелка. Кроме непосредственно защиты от повреждений, тарелка увеличивает скольжение, особенно при работе в условиях высокой травы. От этого возрастает общая интенсивность поисковых работ.
Сборка и дизайн
Чтобы успешно собрать металлоискатель «Пират» своими руками из всех имеющихся деталей, необходимо следовать предлагаемому плану:
- Изготовление платы «Пират» (в случае выбора самостоятельного изготовления)
- Сборка электросхемы прибора
- Установка и закрепление платы в корпус
- Изготовление катушки металлоискателя «Пират», путем намотки кабеля
- Изготовление штанги подходящей длины и
формы, закрепление на нее катушки и электросхемы
- Работы по соединению цепи электросхемы.
Хотя, никакой ключевой роли в работе будущего устройства, порядок его сборки совершенно не играет. Для всех, кто собирается длительное время применять собранный прибор с целями поиска цветных, черных, драгоценных металлов и изделий из них, наиболее важными являются другие факторы – функциональность при одновременной простоте и удобстве использования.
В такой ситуации основным фактором является соединение между собой элементов и узлов аппарата, а также длина и форма штанги, позволяющая повысить удобство использования. Таким образом, при создании металлоискателя, возникает определенный этап, на котором можно проявить дизайнерские способности.
Эту часть работ лучше всего проводить, применяя моделирование с масштабом 1 к 1. Это возможно осуществить на практике при помощи деталей из дерева, имеющих подходящую форму и размер, например, таких:
- Черенок для лопаты
- Куски фанеры подходящей формы
- Обрезки других деревянных материалов
- Временная крепежная конструкция, составленная
из веревок и гвоздей.
Как только мастеру удалось скомпоновать функциональную и одновременную удобную для использования модель, можно начинать окончательную сборку и отладку. Такой аппарат в своем полностью готовом виде не требует дополнительных настроек. В таком случае, «Пират» полностью готов выполнять свои основные функции по поиску металла и предметов из него. Начать поиски можно, выбрав необходимый уровень чувствительности катушки и подходящую тактику управления ей во время похода.
Те сборщики, в приоритете которых не самостоятельное изготовление, а скорость сборки, могут воспользоваться полностью готовыми наборами запчастей. Это значительно ускорит процесс и позволит быстрее получить готовый к использованию прибор.
Покупка такого готового комплекта доступна в интернет-магазинах, специализирующихся на продаже оборудования для кладоискателей.
Те пользователи данной модели металлоискателя, которые обладают навыками в сфере техники и радиоэлектроники, могут провести глубокую модернизацию металлоискателя «Пират». Это может помочь значительно усовершенствовать и дополнительно улучшить конструкцию аппарата. Вот некоторые направления, по которым здесь можно проявить фантазию и технические навыки:
• Катушку для «Пирата» можно изготовить из различных материалов и с различными нестандартными параметрами. К примеру, можно использовать кабель типа «витая пара».
• Добавление дополнительных систем индикации, например, показа на дополнительном дисплее уровня оставшегося заряда аккумуляторной батареи
• Модернизация стандартных моделей и их адаптация для подводных поисков. В таком случае, аппарат точно сможет оправдать свое название.
• Дополнение металлоискателя функцией дискриминации. На практике это означает, что устройство, имеющее подобную опцию, станет способно отличать между собой различные типы металла, и выдавать более точную информацию пользователю.
Даже без добавления дополнительных опций, простой и надежный металлоискатель «Pirat» при правильной сборке сможет исправно работать даже в непростых условиях эксплуатации.
Самодельный металлоискатель «Пират» - преимущества и недостатки
Дешевая итоговая стоимость – основное преимущество при выборе в пользу самостоятельного изготовления любой аппаратуры. Этот плюс актуален и для металлоискателя. Среди других преимуществ здесь так же легко можно выделить:
• Технологию использования, отлично подходящую для уровня новичков в мире кладоискательства, тех, для кого это является увлечением и хобби.
• Возможность создания прибора, который будет иметь полностью индивидуальную форму, собственный дизайн и авторскую конфигурацию.
• Удовольствие от процесса и результата самостоятельного труда по созданию работоспособной и показывающей свою эффективность на деле техники.
Но, как и любой прибор, собранный самостоятельно, металлоискатель «Пират», к сожалению, имеет и свои недостатки. Среди них можно выделить:
• Значительное потребление заряда аккумуляторами питания, что приводит к необходимости постоянного наличия запасных элементов.
• Отсутствие в первоначальной конфигурации функции дискриминации, т.е. четкого определения типа металла, который влияет на электромагнитное поле. Умелые мастера могут исправить этот недостаток, и адаптировать реализовать такую функцию дополнительно. Однако, для новичков в мире радиотехники — это будет проблематично.
• &g
Импульсный металлоискатель Пират своими руками
В последнее время большую популярность набирает такое занятие, как поиск разных старинных монет, предметов быта, да и просто металлических безделушек в земле с помощью металлоискателя. В самом деле, что может быть лучше, чем прогуляться с утреца по полю, вдыхая запахи природы, наслаждаясь видами. А если при этом удаётся обнаружить в земле какую-нибудь стоящую находку – так вообще сказка. Некоторые люди занимаются этим намерено, целыми днями прочёсывая поля в поисках ценных монет или других драгоценностей. В их распоряжении имеются дорогостоящие заводские металлоискатели, купить которые будет по карману далеко не каждому. Однако полноценный металлоискатель вполне реально собрать самому.
В этой статье речь пойдёт о создании самого популярного, востребованного, проверенного временем, надёжного импульсного металлоискателя под названием «Пират». Он позволяет находить монеты в земле на глубине 15-20 см и крупные предметы на расстоянии вплоть до 1,5 м. Схема металлоискателя представлена ниже.
Схема металлоискатель «Пират»
Всю схему можно условно разделить на две части – передатчик и приёмник. Микросхема NE555 формирует прямоугольные импульсы, которые через мощный полевой транзистор подаются на катушку. При взаимодействии катушки с находящимися рядом с ней металла происходят сложные физические явления, благодаря которым приёмная часть имеет возможность «увидеть», есть в зоне катушки металл, или нет. Микросхемой-приёмником в оригинальной схеме «Пирата» является советская К157УД2, которую достать сейчас становится достаточно трудно. Однако вместо неё можно применить современную TL072, параметры металлоискателя при этом останутся точно такими же. Печатная плата, предложенная в этой статье, рассчитана именно на установку микросхемы TL072 (они имеют разную распиновку).
Конденсаторы С1 и С2 отвечают за формирование частоты прямоугольных импульсов, их ёмкость должна быть стабильной, поэтому желательно применить плёночные. Резисторы R2 и R3 отвечают за длительность и частоту прямоугольных импульсов, которые формирует микросхема. С её выхода они поступают на транзистор Т1, инвертируются и подаются на затвор полевого транзистора. Здесь можно применить любой достаточно мощный полевой транзистор с напряжением сток-исток не менее 200 вольт. Например, IRF630, IRF740. Диоды D1 и D2 любые маломощные, например, КД521 или 1N4148. Между 1 и 6 выводом микросхемы включается переменный резистор номиналом 100 кОм, с помощью которого выставляется чувствительность. Удобнее всего использовать два потенциометра, на 100 кОм для грубой настройки и 1-10 кОм для точной подстройки. Соединить их можно по следующей схеме:
Динамик в схеме подключается последовательно с резистором 10-47 Ом. Чем меньше его сопротивление, тем громче будет звук и больше потребление металлоискателя. Транзистор Т3 можно заменить на любой другой маломощный NPN транзистор, например, на отечественный КТ3102. Динамик можно применить любой, первый попавшийся. Итак, перейдём от слов к делу.
Сборка металлоискателя
Список необходимых деталей
Микросхемы:
- NE555 – 1 шт.
- TL072 – 1 шт.
Транзисторы:
- BC547 – 1 шт.
- BC557 – 1 шт.
Конденсаторы:
- 100 нФ – 2 шт.
- 1 нФ – 1 шт.
- 10 мкФ – 2 шт.
- 1 мкФ – 2 шт.
- 220 мкФ – 1 шт.
Резисторы:
- 100 кОм – 1 шт.
- 1,6 кОм – 1 шт.
- 1 кОм – 1 шт.
- 10 Ом – 2 шт.
- 150 Ом – 1 шт.
- 220 Ом – 1 шт.
- 390 Ом – 1 шт.
- 47 кОм – 2 шт.
- 62 кОм – 1 шт.
- 2 МОм – 1 шт.
- 120 кОм – 1 шт.
- 470 кОм – 1 шт.
Остальное:
- Динамик 1 – шт.
- Диоды 1N4148 – 2 шт.
- Панельки DIP8 – 2 шт.
- Потенциометр 100 кОм – 1 шт.
- Потенциометр 10 кОм – 1 шт.
Печатная плата
Печатная плата выполняется методом ЛУТ, отзеркаливать её перед печатью не нужно.
На плату в первую очередь нужно запаять резисторы, диоды, затем всё остальное. Микросхемы желательно установить в панельки. Провода подключения катушки, динамика, потенциометра и катушки можно впаять напрямую в плату, но удобнее использовать винтовые клеммники, тогда можно будет подключать и отсоединять провода без использования паяльника.
Изготовление катушки
Несколько слов о поисковой катушке. Самый оптимальный вариант – намотать 20-25 витков медной проволоки сечением 0,5 мм2 на круглой оправе диаметром около 20 см. От количества витков в большой степени зависит чувствительность, поэтому стоит сначала намотать витков побольше, штук 30, а затем, постепенно убавляя количество витков, выбрать такое число, при котором чувствительность будет максимальной. Провода от платы от катушки должны быть не большой длины, желательно медные и сечением не меньшим, чем сечение провода катушки.
Настройка металлоискателя
После сборки платы, намотки катушки, прибор можно включать. В первые 5-10 секунд после включения из динамика будут доноситься различные шумы и трески, это нормально. Затем, когда операционный усилитель войдёт в свой рабочий режим, нужно найти потенциометром такой режим, когда из динамика будут доноситься отдельные щелчки. При поднесении к катушке металлического предмета частота щелчков будет значительно увеличиваться, а если внести металл в самый центр катушки трест превратиться в непрерывный гул. Если чувствительности недостаточно, а изменение количества витков катушки не помогает, стоит попробовать подобрать номиналы резисторов R7, R11, меняя их в большую или меньшую сторону. Плату обязательно нужно отмыть от флюса, нередко он становится причиной неправильной работы металлоискателя. Успешной сборки!
МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ PIRAT
В наше не простое время, многие люди занимаются поиском кладов, а порой и просто металолома, кто из интереса, а кто и, чего греха таить, чтоб заработать на кусок хлеба. Сейчас есть много предложений в интернете о продаже фирменных металлоискателей, а также схем для самостоятельной сборки МД. Но как говорится, каждому свое. У кого-то не хватает денег на покупку готового устройства, а кто просто хочет попробовать свои силы и собрать металлоискатель своими руками. Именно для этой категории людей и предназначена эта статья.
Металлоискатель «PIRAT» (сокращённо от PI — импульсный, RA-T — radioskot — сайт разработчиков) прост в изготовлении и настройке, не содержит программируемых элементов которых так боятся многие радиолюбители, в нем нет дорогих и дефицитных элементов, а по своим параметрам не уступает некоторым зарубежным экземплярам ценой 100-300 у.е. Основные преимущества данного устройства перед другими схемами простых металоискателей — это стабильность и дальнобойность. Собрать этот МД, под силу даже людям имеющим элементарные знания в области электроники. Решились? Тогда поехали.
Параметры металлоискателя:
Потребляемый ток – 30-40 мА
Чувствительность — 25 милиметровая монета — 20 см
— крупные металические предметы — 150 см
Прибор состоит из двух основных узлов, передающего и приемного. Передающий узел состоит из генератора импульсов на микросхеме КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) и мощного ключа на транзисторе IRF740. Приемный узел собран на микросхеме К157УД2 и транзисторе ВС547.
Принципиальная схема металлоискателя ПИРАТ
Работа с прибором. При включении ожидаем 15-20 сек, после чего регулятором ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ находим такое положение при котором в динамике прослушиваются щелчки — это и будет максимальная чувствительность. Прибор прост в управлении и навыки работы с ним приходят буквально через пару включений.
У кого возникнет проблема с приобретением микросхемы КР1006ВИ1, можно собрать генератор на транзисторах. Но здесь уже из-за разброса их параметров возможно придется подобрать частоту и длительность импульса. Для этого желательно иметь осциллограф. Осциллограммы в различных точках схемы показаны на картинках в архиве.
Схема металлоискателя PIRAT с генератором на транзисторах:
— R1 в генераторе отвечает за частоту генерации.
— R2 — за длительность управляющего импульса.
Для любителей что-то померять, вот напряжения на выводах ОУ (без присутствия метала в зоне датчика):
2-6.5в
3-6.5в
5-5.5в
6-3.5в
9-0.7в
13-6.2в
Обсуждение МД на форуме
Обсудить статью МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ PIRAT
Металлоискатель своими руками: схемы, как сделать Пират и другие
Содержание
- Принцип действия
- Разновидности
- Катушка и прочее
- Несколько конструкций
- Проще не бывает
- Нечто странное напоследок
Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.
Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.
Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.
металлоискатель Пират
Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.
Принцип действия
Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.
Принцип действия металлоискателя
Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.
Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.
Детектор или сканер?
В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.
Разновидности
Общие параметры
Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:
- Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
- Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
- Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
- Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
- Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
- Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
- Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.
Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:
- Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
- Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
- Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.
Рабочая частота
Корзиночная катушка для металлоискателя Пират
Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.
Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:
- Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
- По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
- По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.
Плоская корзиночная катушка
Как не надо и надо мотать корзинки
Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.
Кустарная намотка корзиночной катушки
ДД катушки
Принцип действия катушек Монопетля и ДД
ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.
Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».
Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.
Как крепить катушку
Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:
Самодельные оправки для катушек металлоискателей
Однако это не выход: фанера довольно сильно поглощает ЭМП, дает большую паразитную дисперсию импульсов, а намокнув, способна вообще заглушить прибор. Лучший вариант – компьютерный диск либо пластиковая тарелка или блюдце, справа там же. Сложив 2 посудины и склеив, можно получить герметичный корпус катушки. Для катушек сложных (корзинок, ДД) оптимальный материал оправки сотовый поликарбонат. Он прочен, стоек, на влияет на ЭМП, легко обрабатывается.
Несколько конструкций
Параметрические
Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.
Простейший металлоискатель
Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.
Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.
Металлоискатель с простым кварцевым фильтром
Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.
Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.
Приемопередающий
Приемопередающий металлоискатель и катушки для него
Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.
Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.
Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.
Чертеж оправки для намотки ДД катушек
Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.
С накоплением фазы
Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:
Простейший импульсный металлоискатель
Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.
Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.
Металлоискатель Бабочка
Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.
Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.
Схема и монтаж металлоискателя Бабочка
Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.
Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.
Еще о «Пирате»
Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.
Схема металлоискателя Пират
Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:
Видео: металлоискатель «Пират»
а об особенностях его настройки – из следующего ролика:
Видео: настройка порога металлоискателя «Пират»
На биениях
Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.
Металлоискатель на биениях на логических микросхемах
ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.
Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:
- Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
- Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
- Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.
Проще не бывает
Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.
Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.
Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.
Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.
Далее делаем следующее:
Металлоискатель из радиоприемника и калькулятора
- Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
- На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
- Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
- Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
- Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
- Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
- Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.
Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.
А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.
Нечто странное напоследок
Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:
попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!
В качестве приложения
Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:
- Клон.
- Шанс.
- Кощей.
- Крот.
- Volksturm.
- Малыш ФМ.
- Анкер.
- Терминатор.
- Спектр.
- СОХА-2Т.
- TRACKER PI-2.
