Site Loader

Металлоискатель Пират своими руками — схема и пошаговая инструкция

Это наверное самая простая и стабильная схема металлоискателя с довольно неплохими характеристиками. Даже если вы только начинающий радиолюбитель, собрать её не составит особого труда, если конечно строго следовать инструкции по сборки металлоискателя Пират. Не дороговизна всех компонентов, делает его металлоискатель пират доступным для всех желающих. В этой статье вы найдёте схему металлоискателя Пират и подробную инструкцию по его сборке.

Характеристики металлоискателя 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 металлоискателя пират

Запитать схему устройства можно как от батареек, так и от аккумуляторов. Подойдёт любой понравившийся источник питания, главное чтобы напряжение питания было не больше 14 Вольт и не меньше 9 Вольт. И самый главный момент — не рекомендую использовать источники питания более 1,5 Ah, так как можно просто напросто спалить плату.

Катушка для металлоискателя Пират

Поисковая катушка для металлоискателя Пират, тоже изготавливается несложно. Наматывается на оправе 190 мм. и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5 мм. Довольна распространенный способ намотки катушки на пяльце для вышивания, по диаметру оно как раз подходит. 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. Вариантов каркаса достаточно много, поэтому необязательно использовать фанеру, главное чтобы он был не металлический.

Необходимые детали

Схема металлоискателя пират

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

Конденсаторы C1 и C2 обязательно должны быть плёночными!

Переменные резисторы для настройки нужно соединить так:

Сборка металлоискателя Пират:

На моём сайте sdelaysamodelku.ru Вы найдёте множество полезных самоделок и радиосхем. Подпишитесь на мой канал в Яндекс.Дзен, чтобы первыми узнавать о новых публикациях! Ссылка на мой канал: zen.yandex.ru/sdelaysamodelku

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:

На моём сайте sdelaysamodelku.ru Вы найдёте множество полезных самоделок и радиосхем. Подпишитесь на мой канал в Яндекс.Дзен, чтобы первыми узнавать о новых публикациях! Ссылка на мой канал: zen.yandex.ru/sdelaysamodelku

Файлы для скачивания:

Печатная плата и Программа Sprint-Layou 6

Автор публикации

0 Комментарии: 1Публикации: 46Регистрация: 13-05-2019

Глубокая модернизация металлоискателя Пират

Уменьшаем ток потребления, увеличиваем чувствительность, повышаем
стабильность работы популярного металлодетектора.

Сижу спокойно, никого не трогаю, и тут бац — приходит мне на почту письмо чудаковатого содержания:
— Уважаемый автор! Не могли бы Вы подсказать, как можно улучшить работу металлоискателя Пират? При питании от 9-вольтовой батареи — чувствительности не хватает, но ток потребления приемлемый, при переходе на 12-вольтовый аккумулятор — работа схемы становится лучше, но задолбаешься его постоянно подзаряжать. Схема во вложении….
Чур меня! — сказал я, оглянувшись по сторонам, зашёл на всякий случай на свой сайт, полазил там, перекрестился…. Нет там ничего похожего на металлоискатели!
— А с какого бодунца я должен что-то смыслить в этой области? — пишу автору вопроса. — Я, конечно, наблюдал лет 100 назад в журналах простенькие схемы металлоискателей на биениях, но не более того.
— Нет, этот не на биениях — импульсный, ребята из «радиоскота» разработали. Там всего-то делов: передатчик, да приёмник. Вам как два пальца об асфальт, а мне знаний не хватает и ответить толком никто не может!
Ну, как-то, — подумал я, — два пальца об асфальт, это не тот процесс, о котором я так долго мечтал с детсадовского возраста, — и хотел было в мягкой, но решительной форме отшить навязчивого вопрошающего, но…, побродив по сети и поизучав вопрос, обнаружил — а оказывается, тема эта будоражит умы изрядного количества радиолюбителей. Популярная, оказывается, тема!
Да, немало ещё золотых самородков закопано на великих просторах нашей страны, — обозначил я возможные истоки подобного интереса и решил-таки озадачиться данным вопросом.
Результатом теоретической проработки темы стала страница — ссылка на страницу.
А теперь плавно переходим к «Пирату».

Случилось так, что «ребятам из радиоскота» пришлось не так уж и сильно поднапрячься.
Первая реализация подобного металлодетектора нашлась в буржуйском журнале «Everyday Electronics August 1989», и уж совсем похожую схему «PI Metal Detector» опубликовал 30.09.2008 С.В.Smith.

Так что братве всего-то и осталось — лишь выкинуть лишние, на их взгляд, радиодетали. На сколько лишние — оставим на их совести, работает, ну и слава богу!

Рассмотрим принцип работы данного металлоискателя. После излучения передатчиком короткого импульса магнитной индукции, в искомом металлическом объекте возникает и некоторое время поддерживается (вследствие явления самоиндукции) затухающий импульс тока, обусловливающий задержанный по времени отражённый сигнал. Этот отражённый сигнал и несёт полезную информацию об объекте, которую и надо зарегистрировать приёмной частью металлодетектора.

Металлоискатель ПиратМеталлоискатель Пират

Рис.1

На Рис.1 (слева) приведена передающая часть «Пирата».
Генератор импульсов формирует короткие импульсы тока, поступающие с частотой 150Гц в излучающую катушку, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Так как излучающая катушка имеет ярко выраженный индуктивный характер, всплески напряжения на ней могут достигать сотен вольт. А поскольку данная катушка является по совместительству и приёмной, необходимо позаботиться об ограничении данного напряжения на входе приёмной части регистратора. Для этой цели использован диодный ограничитель D1-D2.
На правой части рисунка показаны эпюры напряжения на ограничителе в условиях отсутствия в зоне действия катушки металлического предмета (синий цвет) и наличия железяки (красный цвет). Как можно увидеть — налицо эффект расширения импульса, обусловленный переизлучением мишени. Чем больше металлический объект, либо чем он ближе расположен к поисковой катушке — тем более выраженным будет эффект расширения, т.е. вычислив разницу между длительностями красного и синего импульсов можно судить о размерах и глубине залегания объекта.

Причём основная часть тока потребления устройства как раз и приходится на процесс накачки катушки энергий, необходимой для достаточной мощности излучения. Как можно снизить это потребление? Тупо — уменьшить частоту повторения импульсов.
Давайте подумаем, почему частота этих импульсов выбрана в «Пирате» равной 150 Гц? Да очень просто — это частоту необходимо зафиксировать динамиком. Динамик маленький, он и эту-то частоту воспроизведёт с трудом, а если её сильно понизить, то и вовсе будет молчать как рыба, ну а если и не молчать, то слегка пощёлкивать.
Ладно, забыли про динамик! А до каких пределов можно понижать данную частоту? До значений, позволяющих комфортно перемещать в пространстве катушку металлоискателя без потери скорости обнаружения цели. Ясен хулахуп, что понижение частоты до 50Гц (или 50-ти плевков поисковым импульсом в секунду) не окажут никакого негативного влияния на скорость перемещения. Зато троекратное уменьшение частоты позволит, как минимум, в три раза уменьшить ток потребления. Дальнейшего снижения можно добиться, применив цифровую схему обработки сигнала посредством малопотребляющих КМОП микросхем.

Ну и хватит этой унылой теории, пора переходить к схеме электрической-принципиальной!
Металлоискатель Пират
Рис.2

На Рис.2 приведена схема формирования импульса, длительность которого прямо пропорциональна мощности отражённого от металлического объекта сигнала.
В формирователе применены КМОП логические элементы «2И-НЕ» с триггерами Шмитта на входах. Именно наличие этих триггеров позволяет избежать микросхемам затянутых переходных процессов и обеспечивает собственное потребление тока, близкое к нулю.
Частота импульсов генератора, как мы уже договорились — 50Гц, длительность импульсов накачки — 150мкс (это значение является оптимальным для применённой в металлодетекторе катушки).
В самом простом варианте катушка наматывается на оправке 200 мм и содержит около 30 витков провода. Её форма и конструкция может иметь различные очертания, важно, чтобы результирующая индуктивность составляла величину 300-330 мкГн.
Начало импульса запрета совпадает с началом передающего импульса. Длительность регулируется переменным резистором R2 и должна составлять величину, равную времени разрядки излучающей катушки.
Операционный усилитель DA1A усиливает сигнал, поступающий с выхода диодного ограничителя и приближает его форму на своём выходе к прямоугольной.

Для лучшего понимания работы схемы приведу диаграммы напряжений в различных точках.

Металлоискатель Пират

Рис.3

Думаю, дальнейшего пояснения работы формирователя не требуется.

Собственно говоря, теперь нам только и осталось, что измерить длительность выходного импульса и зафиксировать её любым удобным для юзера методом. Сделать это также удобно сугубо цифровыми средствами.
Металлоискатель Пират
Рис.4

На Рис.4 приведены два варианта измерителя длительности импульса: первый со светодиодной индикацией, второй — с регистрацией длительности посредством изменяющейся звуковой частоты.
В основе обоих устройств лежит микросхема CD4017 (К561ИЕ8), представляющая собой десятичный счётчик с дешифратором. Дешифратор работает таким образом, что обеспечивает логическую единицу только на одном выходе в любой момент времени, что крайне полезно для снижения энергопотребления схемы при работе на светодиодные матрицы. Как это всё функционирует?

С приходом на вход устройства положительного перепада измеряемого сигнала (вх. импульс), запускается генератор, построенный на IC1.1, выходные импульсы которого с частотой, задаваемой цепочкой R1 C1, поступают на тактовый вход счётчика IC2. Счётчик начинает заниматься своим непосредственным делом — считать.
По окончании измеряемого сигнала, его уровень становится равным нулю, генератор стопорится и счётчик, соответственно, тоже, индицируя «единицей» на соответствующем выходе количество посчитанных импульсов.
Чем больше счётчик успеет к этому моменту насчитать — тем выше длительность поступающего на вход сигнала.
Элементы IC1.2 и IC1.3 предназначены для остановки счётчика в момент появления «единицы» на последнем разряде, чтобы не допустить его последующего перезапуска.
Переменный резистор R1, регулирующий частоту генератора, по совместительству отвечает и за чувствительность металлоискателя: чем больше частота — тем выше чувствительность.

Так, с эти разобрались, выкидываем светодиоды, подключаем к счётчику генератор (Рис.4 справа).
Генератор выполнен на IC3.1, IC3.2, Т1 и представляет собой устройство, частота которого формируется посредством управляющего тока. Управляющий ток, в свою очередь, зависит от значений резисторов R4-R11, подключённых к соответствующим выходам счётчика.
При указанных на схеме номиналах, минимальная частота, соответствующая самой малой длительности входного импульса, будет около 500 Гц, максимальная, соответствующая самой большой длительности: ≈ 1 кГц. Остальные резисторы следует выбирать из сетки промежуточных номиналов.
В процессе повышения частоты генератора происходит и одновременное увеличение громкости в звуковом излучателе, связанное с уменьшением скважности выходных импульсов (приближении их формы к меандру).

Для поддержания высокой стабильности работы металлоискателя — все логические элементы необходимо запитывать стабилизированным напряжением, снимаемым с интегрального стабилизатора VR1 (Рис.2). На самом деле, для классического «Пирата» такой стабилизатор был бы тоже совсем не лишним!

 

КАТУШКА ДЛЯ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ ПИРАТ

Металлоискатель Пират — один из лучших металлоискателей для новичка. Он прост и параметры приятно удивляют. Однако всегда хочется добиться от устройства большего, как-то его улучшить. Вот я для данного металлоискателя сделал катушку 2 в 1. Просто пробовал, даже не думал, что характеристики улучшатся.

Когда сделал, то параметры поиска получились такие: 5 руб — чистая чувствительность на 20 см, монетка из под водки (серебряная) диаметром 12 мм чистая чувствительность на 15 см (с щелчками 17-18 см)! То есть цветные металлы (типа серебра и золота) данный металлоискатель видит лучше, чем, например, никель. И ещё, важной характеристикой данной катушки (кроме усиленной чувствительности) — вся катушка равномерно видит металлы по сравнению с обыкновенной (по ободу видит лучше, а в центре хуже, и не такая чуйка).

Параметры катушки

  • Большая катушка: оправа 20 см, намотано 20 витков;
  • Меньшая катушка: оправа 9 см 5 витков.

И обе катушки намотаны проводом 0,6 мм и подключены последовательно, получается одна катушка. И для крепкости я обе катушки плотно замотал нитками и полил их секундным клеем, но можно и лаком. Вот фото:

Далее сделал форму из пенопласта. В начале мы должны наметить контур и по этому контуру отковырять пенопласт примерно так:

Потом вырезал из текстолита «уши» и сделал в них отверстия под пластиковый болт, а потом залил эпоксидной смолой.

Только используйте ОБЫЧНУЮ ЭПОКСИДКУ! Если будете использовать быстро отвердевающую, то она пока вы ее мешаете встанет за пол минуты, и нагреется очень сильно! У меня обычная нагрелась, пенопласт просел, но катушка успела схватиться поэтому она не поменяла форму.

Дальше вытаскиваем засохшую катушку из пенопласта и обрабатываем бор машинкой и болгаркой. Получилась вот такая конфетка:

Затем решил разъём для отсоединения катушки от провода залить в катушку. Обычное гнездо и разъём, на 2 контакта. Для разъема паз выточил бор машинкой.

Далее подключаем проводники от катушки к разъёму и заливаем их эпоксидкой. Тут можно применять быстросохнущую

Далее мы должны сделать канавку между «ушами» чтобы там свободно ходил пластиковый тройник из пластиковой сантехнической трубы, который заранее обработал под нужный размер.

Теперь снимаем тройник, заклеиваем малярным скотчем разъём и красим черной краской из баллончика.

   Форум по МД

   Обсудить статью КАТУШКА ДЛЯ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ ПИРАТ


Глубинный металлоискатель своими руками — Мир искателей

Наиболее простой и практичный способ изготовить глубинный металлоискатель своими руками, это сделать глубинный импульсный металлоискатель. За основу можно взять уже имеющийся импульсный металлоискатель, или изготовить электронный блок импульсного металлоискателя Пират, Clone, Кощей 5И и т.д. Как сделать эти металлоискатели,  уже описано на нашем сайте.  А дальше необходимо сделать к нему глубинную катушку.

В данной статье мы разберем способы изготовления глубинных катушек для импульсных металлоискателей. Такие катушки можно использовать с металлоискателями Пират, Clone, Tracker, Кощей и другими импульсными металлоискателями.

Но следует учесть, что при одинаковых размерах глубинной рамки, с разными металлоискателями будит и разная глубина обнаружения (С Пиратом результаты будут наиболее скромные, а лучший результат показывают Кощей 5ИГ и Кощей 4ИГ (Tracker PI-G) так как у них есть отдельная глубинная прошивка!

Начнем с механических конструкций глубинных рамок для металлоискателя.

Глубинные рамки небольших размеров, устанавливают на штангу как и обычную катушку, но есть ограничения по весу и габаритам. Поэтому такая конструкция подходит для рамок диаметром до 60-70см. Большая рамка становится слишком тяжелой и ее уже неудобно носить таким способом.

Каркас глубинной катушки для металлоискателя изготавливают из пластиковых труб, без использования металлических элементов. Трубу выбираете в зависимости от способа которым вы ее будит соединять, и в зависимости от размеров вашей рамки, чтобы труба обеспечивала достаточную жесткость конструкции!

Небольшие катушки обычно делают неразборными в форме кольца или квадрата.

Вот несколько фотографий таких рамок:

Для рамок больших размеров, неразборная конструкция, уже неудобна для транспортировки, да и носить на штанге такую рамку уже тяжело. Наиболее распространенным решением для больших рамок, это разборный квадратный каркас с накладной поисковой петлей или петлей пропущенной вовнутрь трубного каркаса.

В таком случае, каркас рамки изготавливается из пластиковых труб, а поисковая катушка мотается многожильным проводом в изоляции! ПРОВОД ДОЛЖЕН БЫТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО МНОГОЖИЛЬНЫМ, так как при разборке и транспортировке глубинной катушки, провод будит гнуться и одножильный провод в итоге может переломиться!

Такие рамки носят обычно вдвоем:

Но есть варианты конструкций глубинного металлоискателя для самостоятельной переноски:

Вот еще несколько вариантов конструкций глубинных металлодетекторов и  их катушек:

Намотка глубинной рамки

Для намотки глубинных рамок рекомендуется использовать многожильный провод в изоляции, диаметром 0,5-0,75мм.

Таблица количества витков для глубинных рамок различного размера и их максимальная глубина обнаружения с металлоискателями ПИРАТ и Кощей 5И:

40*40см 60*60см 90*90см 120*120см 150*150см
Количество витков 19 16 13 11 10
Дальность обнаружения каски с МД ПИРАТ 0,8м 0,9м 1,1м 1,25м
Максимальная дальность обнаружения с металлоискателем ПИРАТ 1,7м 2,3м 2,6м 3,5м
Дальность обнаружения каски с металлоискателем Кощей 5ИГ 1,2м 1,25м 1,5м 1,6м
Максимальная дальность обнаружения с металлоискателем Кощей 5ИГ 2,3м 3,5м

Желательно после намотки рамки, витки стянуть между собой изолентой или скотчем, это уменьшит межвитковую емкость и сделает петлю более прочной. Провод от рамки к электронному блоку можно изготовить из того же провода, которым и намотана рамка, свив его с шагом 1 виток на 1 см. А затем обжать термоусадочной трубкой или замотать изолентой.

Вот так можно легко изготовить глубинную рамку для импульсного металлоискателя, и получить полноценный глубинный металлоискатель не уступающий по глубине фирменным металлодетекторам.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.