Для поиска клада в развалинах замка, крепежных деталей в строительных конструкциях и решения других практических задач можно сделать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками. В этой публикации рассмотрены преимущества и недостатки разных конструкций. Практические рекомендации помогут правильно собрать и настроить функциональный измерительный прибор.
Изготовить простейший металлоискатель несложно даже начинающему радиолюбителю
Общее устройство металлоискателя
Это устройство работает на принципах изменения характеристик электромагнитного поля при появлении в рабочей зоне посторонних предметов. Классическая схема подразумевает использование следующих компонентов:
- генератор, создающий колебания в определенном диапазоне частот;
- индукционная катушка;
- приемник с усилительным трактом;
- блок дешифровки сигналов;
- визуальные и звуковые индикаторы;
- каркас, на котором закреплены рабочие компоненты установки.
Типовая конструкция металлодетектора
Катушка
Этот функциональный элемент одновременно излучает и принимает электромагнитные волны. Чтобы сделать качественную самоделку, следует изучить фабричные аналоги. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие детали:
- круглые модели обеспечивают большую область покрытия;
- овальные – удобнее в эксплуатации;
- установкой крупной катушки можно увеличить эффективность поиска (рабочую глубину) на 15-25%;
- маленькие – обеспечивают узкую диаграмму направленности, что упрощает детекцию нескольких мелких предметов;
- лучшую равномерность рабочей зоны в форме цилиндра создает сдвоенная катушка (D-D);
- кольцеобразная катушка отличается конусообразной диаграммой направленности.
Разновидности катушек
Электронная схема
В простейших устройствах на одной компактной печатной плате устанавливают генератор и приемник, блок питания. Фиксируют изменения поля с помощью сигнала звуковой частоты.
Более сложные схемы металлоискателей с дискриминацией обеспечивают динамическую обработку поступающей информации. Такие приборы способны определить разницу между стальным шурупом и серебряной монетой. Эта селективность значительно повышает эффективность поиска, потому что автоматически устраняет бесполезные трудоемкие земляные работы.
Дискриминация
Режим дискриминации металлоискателя − это способность различать металлы. Благодаря ему оператор понимает, что находится под катушкой: железный мусор или интересная находка из цветного металла. В зависимости от модели металлоискателя регулировка дискриминации осуществляется потенциометром, кнопками или в меню прибора. Посредством этих органов управления поисковик задаёт параметры, указывающие металлоискателю какие цели игнорировать, а какие озвучивать. Именно такая чудесная вещь как дискриминация позволяет осуществлять поиск на замусоренных местах − распаханных деревнях и урочищах. Представьте, если бы все сигналы звенели одинаково, будь то гвоздь или монета, каково было бы искать? Однако при использовании разделения металлов «съедается» поисковая глубина металлодетектора.
Принцип действия
Металлоискатель Терминатор 3
Генератор вместе с катушкой индукции создает направленное электромагнитное поле определенной формы. Попадание в рабочую область посторонних предметов изменяет силу тока в замкнутом контуре. Это явление фиксирует приемник. Наибольшие возмущения поля вызывают предметы с проводящими и ферромагнитными свойствами.
В блоке обработки устраняются посторонние шумы, и выделяются полезные сигналы. Далее они поступают на устройства индикации. Элементами настройки устанавливают чувствительность и другие параметры детектора.
Какой провод для поисковых катушек лучше
Провод для намотки катушек не имеет значения. От 0.3 до 0.8 пойдёт любой, всё равно придётся немного подбирать ёмкость для настройки контуров в резонанс и на частоту 8.192 кГц. Конечно и более тонкий провод вполне подходит, просто чем он толще, тем добротность и, как следствие чутьё – лучше. Но если намотать 1 мм – будет довольно тяжеловато таскать. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. От левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. С правым верхним и нижними углами проделываем тоже самое, но откладываем по 3 см. По средине нижней части ставим точку и по точке слева и справа на расстоянии 1 см.
Берем фанеру, накладываем этот эскиз и вбиваем гвоздики во все точки указанные. Берем провод ПЭВ 0,3 и мотаем 80 витков провода. Но честно говоря без разницы сколько витков. Всё равно частоту 8 кГц будем выставлять в резонанс конденсатором. Сколько намотали – столько и намотали. Я мотал 80 витков и конденсатор 0.1 мкф, если намотаете допустим 50 – ёмкость соответственно где-то 0.13 мкф поставить придётся. Далее, не снимая с шаблона обматываем катушку толстой ниткой – типа как обматывают жгуты проводов. После покрываем катушку лаком. Когда высохнет, снимаем катушку с шаблона. Затем идёт обмотка катушки изоляцией – фум лента или изолента. Далее – обмотка приёмной катушки фольгой, можно взять ленту из электролитических конденсаторов. TX катушку можно не экранировать.
Не забудьте оставить РАЗРЫВ в экране 10 мм, по середине катушки. Дальше идёт обмотка фольги луженым проводом. Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5 мГ. Емкость получается около 0,1 мкф. Что касается заливки катушки эпоксидкой, то я не заливал её вообще. Просто туго замотал изолентой. И ничего, два сезона отходил с этим металлоискателем без ухода настроек. Обратите внимание на влагоизоляцию схемы и поисковых катушек, ведь придётся по мокрой траве косить. Всё должно быть герметично – иначе попадёт влага и настройка поплывёт. Ухудшится чувствительность.
Разновидности металлодетекторов
Металлоискатель своими руками
Изделия этой категории делят по целевому назначению и другим важным характеристикам на следующие группы:
- грунтовые (стандартные и глубинные);
- подводные – с надежной герметизацией электронных блоков;
- дискриминаторы – детекторы, обеспечивающие селективный поиск;
- узкоспециализированные модели для поиска драгоценных металлов;
- охранные и военные;
- промышленные серии – предназначены для контроля отдельных технологических операций.
Схемы самодельных МИ
Металлопоисковая аппаратура заводского изготовления представлена на рынке достаточно дорогими электронными системами профессионального уровня, поэтому энтузиасты постоянно обмениваются информацией, как сделать самодельный металлоискатель у себя дома с минимальными финансовыми затратами. Пошаговая инструкция по сборке и отладке устройства позволяет создать вполне работоспособный металлодетектор из доступных радиодеталей. Металлоискатели, в том числе и миноискатель своими руками, схема которого идентична с разработками для типовых МИ, выполняются на транзисторах и микросхемах. В комплектацию схем для самоделок входят также:
- конденсаторы различных типов: керамические, пленочные, электролитические;
- резисторы;
- резонаторы;
- контроллеры.
Дополнительная информация. Довольно часто в схемах любительской аппаратуры для металлопоиска используется микросхема NE 555, представляющая собой универсальный таймер, генерирующий одиночные и повторяющиеся импульсы стабильных временных характеристик.
Достойным конкурентом металлодетектору на микросхемах является металлоискатель на транзисторах, в котором генерирование сигналов происходит с использованием транзисторов КТ-361 и КТ-315 или аналогичных радиодеталей, производимых еще с советских времен.
Основные параметры
Для определения подходящих критериев самодельной конструкции необходимо изучить базовые технические параметры.
Глубина обнаружения
Принцип работы металлоискателя
Эти данные не всегда приведены в сопроводительной документации. Даже при указании глубины в техническом паспорте не следует понимать это значение, как определенную величину. Дело в том, что для контрольных измерений пользуются равномерным составом почвы, поддерживают стабильность температуры и влажности. В реальной ситуации природные и другие внешние факторы значительно ухудшат результаты, полученные в идеальных условиях.
К сведению. Качественные фабричные металлоискатели способны обнаружить изделие из проводящего материала на глубине 1,5-3 м. «Глубинные» модификации действуют до 5-6,5 метра максимум.
Частота работы
Увеличить глубину поиска можно с применением сниженной частоты. В этом случае значительно ухудшается избирательность рабочего процесса. Однако длинные волны огибают мелкие предметы, что сопровождается ухудшением чувствительности.
К сведению. В профессиональных металлоискателях пользователь может выбирать из более, чем двух десятков разных частот. При таком оснащении упрощается выбор оптимального режима исследований в определенных условиях.
Не весь металломусор – «мусор»
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что дискриминация металлов незаменимая функция для искателей. Но не всегда предметы, кажущиеся на первый взгляд мусором, могут быть бесполезными. Нередки случаи, когда очень ценные и древние вещи выбрасывались в помойку. Например, невзрачный, ржавый железный топор, сначала был отброшен в сторону, как мусор, но после очистки и оценки оказалось, что данный топор датируется 2 веком до нашей эры и оценивается в несколько тысяч долларов. Таким образом, находку в ценности, которой вы сомневаетесь, лучше всего отнести к специалисту на оценку, после чего принимать решение о её дальнейшей судьбе.
Самостоятельная сборка металлоискателя
Не обязательно получится идеальный внешний вид при создании изделия собственными руками. Тем не менее, хорошую функциональность на современной элементной базе создать не слишком сложно. Ниже рассмотрена модель с функцией дискриминации. Она способна различить алюминиевую пробку и фольгу сигаретной пачки, дешевые копейки из сплавов и ценные золотые монеты.
Таблица дискриминации
Конструкция
Катушку делают из двух спиральных обмоток (18 и 24 витка) с размерами по внешнему радиусу 21 и 16 мм, соответственно. Для нанесения разметки и создания каркаса применяют основу из материала с немагнитными свойствами. Герметизация эпоксидной смолой или другим составом продлит срок службы.
Блок управления собирают по этой электрической схеме
Материалы, детали и заготовки
Для катушки подойдет стандартный трансформаторный провод из меди диаметром 0,6-0,9 мм. Блок управления собирают на стандартных микросхемах. Основные узлы – процессор и преобразователь частоты MCP3201. Стабилитроны, транзисторы и другие электронные компоненты указаны на чертеже (картинка выше).
Порядок сборки и дизайн
Для надежного закрепления функциональных блоков подбирают подходящую прочную штагу. Блок электроники рекомендуется поместить в герметичном корпусе, чтобы предотвратить короткие замыкания в неблагоприятных погодных условиях. Оформление выполняют с учетом личных предпочтений, умений и навыков.
Программирование блока управления
Для прошивки устройства применяют специализированный программатор. Печатную плату несложно создать самому. Питание 5 V можно организовать от стандартного компьютерного порта USB.
Электрическая схема программатора
Сборка
В процессе сборки особое внимание уделяют герметичности и надежности закрепления отдельных компонентов. Следует помнить о сложных условиях эксплуатации в рабочем режиме, возможных ударных воздействиях при перевозке. Разборная конструкция упростит транспортировку и хранение.
Цифровая идентификация объекта
Полезная вещь в металлоискателе, помогающая определить находку, не выкапывая её. Совместно со звуковым откликом даёт понять приблизительный металл и форму источника сигнала. Данная функция отображает индекс электропроводности обнаруженного в земле объекта. Разные производители металлоискателей используют свои шкалы электропроводности. В приборах Garrett она одна, на Minelab − другая. При чём на металлоискателях серии X-Terra числа VDI отличаются от тех же чисел на Equinox. Но на всех аппаратах принцип один − чем больше число, тем интереснее может быть находка. Например, отлично звучат и показывают большие индексы электрической проводности серебряные рубли, пятаки Екатерины II и прочие крупные монеты. А вот мелкие советские монеты, особенно из медно-никеля, дают низкое число электропроводности.
