Очень чувствительный металлоискатель | Радиолюбитель — это просто
Опубликовано автором Moldik
Схема этого металлоискателя «пришла» сюда из зарубежного источника и в большей мере является моим переводом на русский, хотя кое что я таки добавил от себя. Кроме того, схема и описание было опубликовано в журнале Electronique, и тут спасибо нашему читателю, который поделился ссылкой на журнал.
Этот металлоискатель построен на принципах биений, а именно: передающая катушка (индуктивность) излучает определенную частоту, а приемная ее принимает, далее все как в приемнике телеграфных сигналов — излучаемая частота подмешивается к принимаемой в противофазе и если изменений нет, то на выходе тишина, если есть (а изменится частота может если вблизи катушек будет находится проводящий предмет (металл)), то на выходе мы услышим сигнал.
Теперь самое интересное, разная частота по разному изменяется от присутствия различных металлов, и частота меняется по разному (% изменения) в зависимости от того какой метал находится вблизи катушек, значит мы услышим разный тон в зависимости от того, какой металл мы нашли.
Всю теорию я постараюсь описать как можно доступнее (конечно с моей точки зрения, но если кому-то что будет не ясно, задавайте вопросы в комментариях — если смогу , с радостью отвечу) я распишу в конце этой статьи, просто что бы те кто уже в курсе не умерли со скуки.
реклама
Чувствительность этого металлоискателя действительно очень высока, к стати есть очень хорошая разработка наших товарищей на этом же принципе, называется этот металлодетектор «Кощей», и его схема пользуется заслуженной популярностью!
Описание работы:
Транзистор NPN TR1 это тот самый генератор, в коллекторную цепь которого в качестве нагрузки включена излучающая катушка (1-2). При значениях, выбранных для C1 и C2, катушка должна излучать 5500 Гц и генерировать сигнал с амплитудой около 10 мВ. Частота не является особо критичной, и поэтому, если она находится в пределах от 5300 до 5700 Гц, из-за допустимого отклонения конденсаторов и намоточных данных катушки, то чувствительность металлоискателя не будут отличатся или будут , но настолько незначительно, что на это не стоит обращать особого внимания.
Сигнал который излучает передающая катушка (1-2) принимается приемной катушкой, которая состоит из 2-х частей намотанных относительно друг друга в противофазе, и слабый сигнал, присутствующий на входе, около 0,004 мВ, когда на поле не воздействует какой-либо металлический объект, подается на вход инвертора первого операционного усилителя IC2-A. Этот операционный усилитель усиливает сигнал в 22 раза, и поэтому имеется выходной сигнал 0,09 В. C10 передает этот сигнал на инвертирующие входы двух операционных усилителей IC2-B и IC4-A. Первый операционный усилитель IC2-B усиливает сигнал примерно в 4,5 раза, но с инверсией фазы 360 °. Эти сигналы, сдвинутые по фазе на 180 ° и 360 °, подаются на входы электронного «переключателя» IC5-A, действуя как двухдиодный детектор и, следовательно, Чем ближе вы подходите к металлическому предмету — тем больше амплитуда полуположительных волн, выходящих из электронного «детектора» IC5-A, увеличивается. Эти полуволны, отфильтрованные по R22 и C16, позволяют нам получить напряжение постоянного тока, которое, подаваемое на неинвертирующий вход операционного усилителя IC4-B, усиливается в 100 раз.
Этот металлоискатель не имеет индикатора, потому что, помимо того, что он усложнил бы схему, его присутствие сыграло бы плохую роль в отношении чувствительности устройства (если использовать стрелочный индикатор, он имеет магнитную отклоняющую систему), но ничто не мешает усовершенствовать прибор введением светодиодного или другого подобного индикатора. Хотя ориентация на слух возможно действительно самодостаточна.
Список компонентов
Резисторы:
R1 = 2,2 кОм
R2 = 10 кОм
R3 = 5,6 кОм
R4 = 10 кОм
R5 = 12 кОм
R6 = 4,7 кОм
R7 = 27 кОм
R8 = 10 кОм
R9 = 100 кОм
R10 = 1 МОм переменный
R11 = 100 кОм
R12 = 100 кОм
R13 = 10 кОм
R14 = 22 кОм
R15 = 100 кОм
R16 = 10 кОм
R17 = 10 кОм
R18 = 10 кОм
R19 = 10 кОм
R20 = 10 кОм
R21 = 10 кОм
R22 = 100 кОм
R23 = 4,7 кОм
R24 = 10 кОм
R25 = 1 М
R26 = 10 кОм.перменный
R27 = 270 кОм
R28 = 100 кОм
R29 = 12 кОм
R30 = подстоечник 100 кОм
R31 = 2,2 кОм
R32 = 1 кОм
R33 = 10 кОм переменник.
R34 = 33 кОм
R35 = 10 кОм
R36 = 15 кОм
R37 = 47 кОм
R38 = 100 кОм
R39 = 100 кОм
R40 = 10 кОм
R41 = 22 кОм
R42 = 2,2 кОм
R43 = 1 М
R44 = 10ОмКонденсаторы:
С1 = 820 нФ
С2 = 680 nF
C3 = 100 нФ
C4 = 10 нФ
C5 = 22 нФ
C6 = 47 нФ
C7 = 100 нФ
C8 = 220 пФ
C9 = 100 пФ
C10 = 10 нФ
C11 = 100 нФ
C12 = 100 нФ
C13 = 100 нФ
C14 = 100 нФ
C15 = 47 мкФ
C16 = 100 нФ
C17 = 47 нФ
C18 = 47 нФC19 = 10 нФ
C20 = 1 мкФ
C21 = 100 нФ
C22 = 47 мкФ
C23 = 100 нФ
C24 = 100 нФ
C25 = 100 нФ
C26 = 100 нФ
C27 = 100 мкФC28 = 100 нФ
С29 = 100 нФ
С30 = 220 мкФ
С31 = 100 нФ
С32 = 100 мкФ
С33 = 100 мкФДиоды:
DS1 = Диод 1N4148
DS2 = Диод 1N4007Транзисторы:
TR1 = BC557
ТР2 = BC547
TR3 = BC547
TR4 = BC557Микросхемы
IC1 = NE5532
IC2 = NE5532
IC3 = CD4017
IC4 = NE5532
IC5 = CD4053
IC6 = NE5532
IC7 = CA3130
IC8 = MC78L12HP = громкоговоритель 0,2 Вт
Печатная плата и варианты компоновки:
реклама
Чувствительность:
надо отметить, что наверно самое важное это правильно сделать поисковую катушку.
Металлоискатель начинает работать сразу, конечно при условии сборки без ошибок и использовании исправных деталей, но чтобы получить максимальную чувствительность, вам все равно нужно подстроить прибор с помощью R30. Перед выполнением этой регулировки положите катушку на неметаллический стол или стул (и там не должно быть металлических предметов, таких как гвозди, болты, я не говорю уже про массивные металлические предметы, такие как батареи и т.д. лучше проводить регулировки и настройки на открытом воздухе, там где заведомо нет никакого метала поблизости). Выставить ручки R10, R26 и R33 наполовину, подключить между TP1 и заземлением мультиметр в диапазон шкалы 10 или 15 В. Удерживая нажатой кнопку P1, медленно поверните ползунок триммера R30 точно на 6 В. И это все…
Дополнение:
Наибольшее число вопросов — это катушки, я тоже задался этим вопросом и задал его автору и вот несколько рекомендаций от него:
1.
Использовать катушки точно такие же как в этих проектах, потому что этот металлоискатель, это развитие от них:
тут и тут
2. Приемная катушка 300-350 витков, диаметр 150мм, проводом 0,25-0,3мм; Передающая катушка 60-65 витков диаметр 250мм
Для дома
металлдетектор
Как сделать простой и чувствительный металлоискатель на 2 транзисторах с элементарной настройкой | Сделай Сам — Своими Руками
Первым плюсом данной конструкции металлоискателя является его простота и минимальное количество элементов в схеме. Второй существенный плюс — это чувствительность прибора. Ну и третий плюс — это элементарная настройка и высокая повторяемость схемы. Иными словами, данный металлоискатель — просто находка для начинающего радиолюбителя.
Детали для металлоискателя
- Два транзистора BC547 — http://alii.pub/5l6vyg
- Активный зуммер — http://alii.pub/67haid
- Светодиод — http://alii.pub/5lag4f
- Резисторы: 220 Ом; 2,2 кОм; 50 кОм подстроечный — http://alii.
pub/5h6ouv - Конденсаторы: 22 пФ; 100 нФ; 4,7 нФ — http://alii.pub/5n14g8
- Проволока 0,2-0,6 мм.
pub/5h6ouvСхема и принцип работы
Схема металлоискателя проста, как уже говорилось ранее. На транзисторе Q2 собран ключ, коммутирующий активный зуммер с внутренним генератором. На транзисторе Q1 собран высокочастотный генератор.
При подаче питания на схему высокочастотный генератор начинает работу. Во время его работы он потребляет незначительный ток, которого недостаточно, чтобы полностью открыть транзистор Q2.
Резистором RV1 выставляем порог, при котором генератор работает на грани и готов сорваться.
При появлении металлического предмета над катушкой, генератор срывается и прекращает самовозбуждение. В результате чего оба транзистора открываются и слышен свист зуммера, свидетельствующий о нахождении металлического предмета рядом с поисковой катушкой.
При удалении предмета от катушки, генерация возобновляется и свист пропадает.
- Катушка представляет намотку на каркасе диаметром 9-12 см. Она содержит 40 висков с отводом от середины.
- Напряжение питания 4-9 Вольт.
Она содержит 40 висков с отводом от середины.Процесс изготовления простого металлоискателя
Схему металлоискателя можно изготовить навесным монтажем или на монтажной плате.
Устанавливаем детали на плату.
Запаиваем вывода и откусываем лишнюю длину.
Наматываем катушку на мотке скотча.
Зачищаем концы катушки, залуживаем и припаиваем к плате.
Устанавливаем в бокс элементы питания, тем самым подаем питание на плату устройства.
Металлоискатель готов к работе.
Остается только произвести настройку подстроечным резистором на максимальную чувствительность.
Чувствительности металлоискателя достаточно, чтобы обнаружить массивный металлический предмет на расстоянии до 10 см. Чтобы увеличить дальность поиска, необходимо увеличить диаметр поисковой катушки.
Смотрите видео
Как из обычного мультиметра сделать металлоискатель — https://sdelaysam-svoimirukami.
ru/8267-kak-iz-obychnogo-multimetra-sdelat-metalloiskatel.htmlПоделиться в социальных сетях
Вам может понравиться
Clone PI-W Atmega8 (Arduino) Краткий обзор металлоискателя
Совершенно случайно на днях попал в руки модуль металлоискателя «Clone PI W», поэтому решил сразу сделать небольшой обзор и сравнить его со своим ранее Изготовление металлоискателей своими руками.
На первый взгляд модуль сделан добротно, элементы точно расставлены и хорошо спаяны. Цена менее 50 долларов, включая почтовые расходы.
В данном случае это SMD версия этого детектора, и вы можете найти такой же металлоискатель, изготовленный из стандартных компонентов, выполненных по идентичной принципиальной схеме. В качестве источника питания я использую три литий-ионных аккумулятора, соединенных последовательно, напряжение чуть меньше 12 В.
Катушка идентична той, что я использую в своих самодельных импульсных индукционных металлоискателях, и состоит из 25 витков эмалированного медного провода диаметром от 0,4 до 0,6 мм. Диаметр катушки 200 мм. Этот размер катушки представляет собой своего рода компромисс по отношению к катушкам, предназначенным для обнаружения мелких объектов (которые в основном имеют меньший диаметр), и катушкам, предназначенным для обнаружения более крупных массивных объектов на большем расстоянии (у них диаметр может быть 1 м и более).
Несколько версий принципиальных схем этого извещателя, которые в основном очень похожи, можно найти по адресу:
https://simplemetaldetector.com/pulse-induction-metal-detectors/clone-pi-w-metal-detector/clone-pi-w-metal-detector/
На этой странице также есть несколько чертежей для изготовления печатных плат, которые вы можете получить самое дешевое, быстрое и самое высокое качество на PCBWay. Заказать очень просто, и вы получите 10 печатных плат за 5 долларов с очень хорошим качеством печатной платы TG150-160.
Также Вы можете создать свои собственные файлы Gerber для этой схемы и загрузить их на свой сайт (www.pcbway.com). Обычно доставка заказов занимает от 3 до 5 дней.0004
СПИСОК ОБОРУДОВАНИЯ
1 Микроконтроллер Atmega8
1 Счетверенный операционный усилитель TL074 IC
1 90 018 ADG444 IC
1 IRF730 МОП-транзистор
10 Светодиод (общий)
1 Зуммер
1 Поисковая катушка
Резисторы, конденсаторы …
Как я уже говорил, для того, чтобы металлоискатель заработал, необходимо припаять всего шесть провода, два от блока питания, два от динамика и два от катушки. Детектор заработал сразу после включения, но потребовал лишь некоторой настройки. Как видите на табличке есть небольшой многооборотный потенциометр, служащий для регулировки металлоискателя. Нам нужно выставить максимальную чувствительность прибора, но при этом стабильность при работе должна быть солидной.
SW3 и SW6 это кнопки барьер + и — и увеличивая барьер мы поднимаем порог срабатывания металлоискателя на металл тем самым понижая чувствительность и наоборот. SW2 и SW5 — кнопки регулировки громкости. SW4 — кнопка калибровки (сброса). Во-первых, кнопками «Барьер» нам нужно настроить загорание трех или 4 светодиодов, а кнопками «Громкость» установить нужную громкость. Далее нам нужно вращать подстроечный резистор до тех пор, пока устройство не начнет издавать звуки самостоятельно, а затем немного поворачиваем потенциометр, чтобы устройство замолчало. При каждом положении подстроечного резистора нажимаем кнопку сброса SW4 и проверяем чувствительность. Хорошим результатом по воздуху можно считать 20-25см для мелкой монеты. Хорошо настроенный прибор не дает ложных звуков при 3-4 светодиодах барьера. Отмечу, что все эти настройки сделаны для того, чтобы рядом с поисковой катушкой не было металлических предметов. Просто подчеркну, что устройство я приобрел на собственные средства, поэтому хочу сказать, что при тестировании устройства нет влияния какой-либо спонсорской помощи.
И, наконец, в заключение, я действительно приятно удивлен такими характеристиками, как чувствительность и стабильность в работе, учитывая, что это очень недорогой модуль, а для изготовления полноценного металлоискателя среднего уровня нам почти не нужны знания от области электроники. Все, что нам нужно сделать, это припаять несколько проводов, и единственное, что нужно очень внимательно соблюдать полярность батареи.
ClonePI_W.zip 5 КБ Скачать(32) ЛицензияВсе права
Зарезервировано
Метки ArduinoДругие темыметаллоискательдетектор золота PI metal
mircemk Nov 25.2022
5867 M-point
59 Makelogs
Общие сведения о металлоискателе своими руками
Металлодетектор или металлолокатор — это устройство, которое находит содержащие металл предметы в диэлектрическом массиве или массиве с низкой проводимостью. Прибор позволяет обнаруживать различные металлические тела в грунте, массиве ограждающих конструкций и конструкций, а также в недрах грунта на дне водоемов.
Брендовое устройство стоит достаточно дорого. Самодельный металлоискатель будет намного дешевле.
Содержание
- Что такое металлоискатель и как он работает?
- Как работают металлодетекторы
- Метод ударов
- Передатчик-приемник
- Радиочастота
- Импульсно-индукционный
- Резонансный киоск
- Что такое дискриминация металлов?
Современное электронное устройство обнаруживает наличие металлических предметов на расстоянии. Принцип работы основан на том, что он улавливает собственную радиоволну, отраженную от металла.
При включении питания в поисковом устройстве возникает электромагнитное поле, которое излучается вглубь исследуемой территории. Это может быть земля, камень, вода, дерево или любая диэлектрическая масса. Поисковая катушка излучает электромагнитное поле.
Вихревые токи появляются на верхней части нужного металла. Они устремляются навстречу, подавляя электромагнитное поле, излучаемое металлоискателем.
Резкое падение мощности поля прибора фиксируется его электронным блоком. Электроника анализирует новые параметры электромагнитного потока и сигнализирует о наличии металла.
Золото, серебро и медь, в отличие от железа и никеля, обладают более высокой электропроводностью. Определение природы металла в районе обследования основано на получении данных об электропроводности материала.
Отличие простых конструкций от приборов с более «сложной» электроникой в том, что дорогие приборы определяют не только тип металла, но и глубину его залегания, а также имеют опцию дискриминации.
Принцип работы металлоискателя
Состав цепей прибора напрямую зависит от принципа работы электроники металлоискателя. Различают следующие виды схем:
- метод отбивки; приемопередатчик
- ; радиочастота
- ;
- импульсно-индукционный;
- резонансно-разрушительный.
Метод ударов
Этот метод действия обозначается аббревиатурой BFO (колебание частоты ударов).
Устройство основано на LC-генераторе. Генераторы этого типа обладают высокой стабильностью частоты излучаемых волн.
Прибор LC получает фактическую частоту биений через катушку поискового круга и сравнивает ее с эталонными данными. Полученная разница сопровождается звуковым сигналом через встроенный динамик. Используемая частота находится в диапазоне от 40 до 500 кГц.
Приборы БФО характеризуются малой чувствительностью и малым отклонением от влажного и минерального грунта. Использование этого метода чаще всего встречается в дешевых моделях отечественного производства.
Приемопередатчик
Приемопередатчик низкочастотного/очень низкочастотного (TR/VLF) формата имеет систему обнаружения, состоящую из 2-х катушек. Они в одной плоскости. Один из них находится в цепи LC-генератора. При приеме сигнала на выходе приемной катушки отражается маломощный сигнал. Оцениваются амплитуда на приемных витках и фазовый сдвиг между принимаемым и передаваемым сигналом.
Метод ОНЧ обеспечивает высокую чувствительность прибора.
Металлоискатель хорошо определяет характер объектов, что происходит путем оценки характеристик фаз. Схема устройства имеет довольно сложную конфигурацию. Катушки должны быть предварительно отбалансированы.
Реконструкция по массе исследуемой среды и различение металлических предметов осуществляется по фазосдвигающим схемам. Модификация TR/VLF анализирует фазовые характеристики электромагнитных полей, что позволяет отличать черные металлы от их цветных «собратьев», наращивать из массива земли и различных инородных включений в ее окружении.
Металлоискатели этого типа отличаются высокой чувствительностью. Качество разрешения прибора во многом зависит от диаметра поисковой головки. Чем больше этот размер, тем лучше осуществляется процесс обнаружения металлических изделий в глубине массива. По этому принципу изготавливается основная масса серийных металлоискателей.
Высокочастотный формат РЧ (радиочастотного) устройства имеет 2 катушки. Они располагаются на определенном расстоянии друг от друга.
Излучающая катушка посылает сигнал на внешнюю поверхность целевого металла. Приемный элемент улавливает отраженный сигнал. Используемая радиочастота находится в диапазоне от 70 до 500 кГц.
Устройство, построенное по этому принципу, не различает характер металлических тел, не «видит» мелкие предметы. Следует отметить, что он прекрасно распознает крупные металлические предметы на большом расстоянии — в глубине изучаемой среды.
Импульсно-индукционный
Генератор импульсно-индукционного устройства формата PL (импульсно-индукционный) подает сигнал импульсного характера на колебательный контур поискового устройства. Расчетными данными является время переходного периода – положение заднего фронта импульса напряжения. Рабочая частота находится в низком диапазоне – от 50 до 4000 Гц.
Резонансный срыв
Срыв резонанса – формат ИЛИ (вне резонанса). Принцип действия прибора МИ основан на методе оценки величины амплитуды сигнала в катушке. Петля настраивается близко к резонансу с излучаемым сигналом.
Появление металлического предмета в зоне поиска вызывает резонанс или его полное устранение. Это отмечается увеличением или уменьшением амплитуды в колебательном контуре.
Метод не используется в металлодетекторах заводского изготовления. В основном они используются при разработке самодельных радиолюбительских конструкций.
Что такое дискриминация металлов?
Те, кто интересуется устройством и принципом работы металлоискателей, часто сталкиваются с выражением «дискриминация металлов» при поиске нужной информации. Функция дискриминации металлоискателя определяет направление поиска той или иной группы металлических предметов. Установка металлоискателя для обнаружения цветных металлов позволяет игнорировать железосодержащие включения в грунтовой массе.
Приборы, оснащенные дисплеем, могут отображать шкалу дискриминации от «0» до «99». Чем больше показатель показания прибора стремится к 0, тем ниже электропроводность найденного металлического предмета.
В некоторых моделях полоса дискриминации градуирована для таких металлов, как железо, никель, цинк, алюминий, золото, медь и серебро. В устройстве можно сделать поправку на включение лигатуры в основной состав материала. Тип и количество лигатуры в металле изменяет его электропроводность.
Металлы в чистом виде практически не встречаются, поэтому в сложных высокоуровневых устройствах есть опции, позволяющие «игнорировать» такие металлы, как железо, никель и алюминий. Металлоискатель будет реагировать на обнаружение золота, серебра и меди.
Избирательная дискриминация металлов позволяет сократить время, затрачиваемое на обнаружение ненужных объектов, и не тратить силы на рытье ненужных ям.
Сборка металлоискателя ПИРАТ своими руками
Члены военно-исторических обществ, краеведы и любители кладоискателей часто озабочены поиском дешевых моделей металлоискателей.
Желание собрать металлоискатель своими руками обусловлено в первую очередь экономическим фактором.
Готовое изделие заводского изготовления стоит достаточно дорого. Есть модели стоимостью до нескольких десятков тысяч рублей. В СМИ публикуется множество «рецептов» изготовления самоделок.
Для обнаружения металлосодержащих предметов в почве можно изготовить металлоискатель по схеме Пират.
Pirate — импульсный металлоискатель с простой электронной схемой. Название не имеет ничего общего с морскими разбойниками. Латинская аббревиатура состоит из двух аббревиатур: PI (импульсный принцип) и RAT (название авторского участка).
Инструкция по сборке MI PIRATE
Для изготовления самодельного металлоискателя необходимо заранее подготовить несколько предметов – это поисковая катушка, электронный блок управления и штанга-держатель.
Искать КАТУШКА Вырезается из строительной фанеры, пластика или другого диэлектрического материала. Катушка представляет собой обод ø 180 – 210 мм с намотанным вокруг него проводом обмотки (24 – 25 витков) ø 0,5 мм.
Для увеличения дальности обнаружения поисковую катушку изготавливают ø 260 – 270 мм и обматывают таким же проводником в количестве 21 – 22 витков.
Рекомендуемые размеры поисковых катушек и параметры проводов показаны в следующей таблице.
| Диаметр датчика (КАТУШКИ), мм | Количество витков, шт. | Ø сечение провода, мм |
| 120 | 36 | 0,40 |
| 150 | 31 | 0,40 |
| 175 | 28 | 0,40 |
| 200 | 26 | 0,40 |
| 250 | 22 | 0,40 |
| 300 | двадцать | 0,50 |
| 400 | 17 | 0,50 |
| 500 | 15 | 0,50 |
Держатель стержня
В качестве этой детали используется диэлектрик любой длины. Это может быть деревянная подставка для инструмента, швабра или пластиковая трубка.
