Самодельные металлоискатели, или как сделать металлоискатель своими руками

Идея №1 – Диски в ход!

Наверняка Вы уже встречали либо слышали, что самый простой металлоискатель можно самому сделать с помощью CD и DVD диска, как показано на фото. Схема довольно простая и не требует никакого профессионального инструмента либо навыков.

Данная инструкция является самой популярной из-за доступности необходимых компонентов и простоты своей сборки, всего-то нужно соединить пару проводов и крону вместе и прибор готов. При этом характеристики этому устройству приписывают довольно неплохие – он находит монету на расстоянии 25-30 см., чего вполне достаточно для поиска монет и кладов. Однако, к сожалению, данная инструкция является фэйком.

Дело в том, что металлоискатель сам по себе является довольно сложным прибором, его работа основана сразу на нескольких физических явлениях. Поэтому калькулятор и пара дисков никак не могут даже отдаленно повторить его принцип работы, чтобы не утверждали создатели подобных инструкций, которые иногда пишут, что даже находят клады с помощью таких самоделок.

Понять, что вас обманывают очень просто даже без знаний законов физики. Провода от наушников, которые надо прикрепить к диску на самом деле с ним никак не контактируют, так как медь находится под слоем лаковой изоляции, которую надо снять путем обжига и трудоемкой очисти от нагара, разумеется, никто из авторов инструкции в своих приборах этого не делает. Следовательно наушники попросту не подключены ни к какой схеме, и ни о какой работе и уже тем более поиске металлов не может быть и речи.

Настоящий металлоискатель работает на основе индукционного баланса, в его конструкции обязательно должна быть хотя бы одна катушка из медной проволоки. При попадании металлического предмета в поле катушки, ее характеристики или принимаемый сигнал, в зависимости от конструкции, изменяются. Эти изменения фиксирует и усиливает схема, а также выдает в понятном для человека виде, обычно, по средствам звуковых сигналов.

Видео инструкция по сборке металлоискателя из дисков

«Терминатор 3» своими руками

Если вам нужен самодельный металлоискатель с дискриминацией металлов, обратите внимание на эту модель. Схема достаточно сложная, но ваши труды окупаются найденными монетами, которые могут оказаться золотыми

Особенность «Терминатора» состоит в разнесении приемной и передающей катушек. Для испускания сигнала изготавливается кольцо 200 мм. Для него укладывается 30 витков провода, затем он разрезается, в итоге мы получаем 2 полу-катушки общей емкостью 60 витков (смотреть схему).

Приемная катушка располагается внутри, 48 витков диаметром 100 мм.

Настройка производится с помощью осциллографа, после достижения оптимальных результатов по амплитуде, обмотки фиксируются в корпусе с помощью заливки эпоксидной смолой.

Затем производится опытная практическая настройка переключателя дискриминации. Для этого используются реальные объекты из различных металлов, а на переключателе режимов наносится их тип (после проверки).

Радиолюбителями прорабатывается усовершенствованный вариант «Терминатор 4», но практического экземпляра еще нет.

Как собрать своими руками без использования микросхем

Это самый простой в сборке вариант. Так сказать, для чайников. Не нужно даже ничего паять. Металлоискатель строится из калькулятора, радиоприемника и картонки или коробки от CD диска. Приемник и калькулятор нужно брать самые простые, без защиты от электромагнитных помех.

Принцип действия основан на том, что калькулятор создает радиопомехи в АМ диапазоне, а приемник их улавливает. Изготовление металлоискателя своими руками состоит из следующих стадий:

1. Радио поставить на самый верхний АМ диапазон, но при этом свободный от станций. Должны слышаться только помехи.
2. Приемник двухсторонним скотчем приклеить тыльной стороной к одной створке коробки от CD диска. Калькулятор приклеить к другой створке.
3. Включить калькулятор. При полностью открытой створке приемник должен усилить свое звучание.
4. Плавно сложить коробку. Когда угол между приемником и калькулятором станет примерно 90°, радио утихнет.
5. Зафиксировать коробку в этом положении.

При попадании металла в зону действия МД вектор поля повернется, и приемник снова усилит свое звучание. В зависимости от конструкции приемника может оказаться, что при угле 90° звучание, наоборот, усиливается. В этом случае постепенно увеличивают угол между створками коробки, добиваясь ослабления тона.

Сборка печатной платы

Есть несколько вариантов разводки плат своими руками. На рисунках ниже приведены схемы разведения плат для металлоискателей на двухконтурном осцилляторе, на трансформаторе, транзисторах и на микросхеме К561ЛЕ5.

Собранную своими руками электронику нужно разместить в пластиковом корпусе для исключения помех.

Как сделать катушку

Используется медный эмалированный провод диаметром 0,4–0,6 мм и оправа нужного размера. Диаметр оправы зависит от целей применения металлоискателя:

• до 9 см – подходит для поиска арматуры и профилей;
• 14-18 см – для поиска мелких драгоценностей;
• 22-50 см – для поиска крупных и глубоко залегающих предметов.

Также для правильной работоспособности металлоискателя нужно следить за индуктивностью катушки. Индуктивность можно измерить специальным прибором или рассчитать в интернете на калькуляторе.

Оправу для катушки можно приобрести в магазине или сделать самому. Для этого подойдут фанера или прочный пластик. Лучше всего использовать пластик (поликарбонат, компьютерный диск, ковш), так как он меньше всего влияет на электромагнитное поле и не поглощает влагу.

Если используется микросхема в DIP корпусе, то детали размещают как на рисунке ниже.

Подготовка печатной платы

Сперва нужно подготовить печатную плату, где в последующем будут располагаться все детали и узлы металлоискателя. В основном для этого используют метод лазерно-утюжной технологии (сокр. ЛУТ).

На этом этапе для производства платы необходимо следовать таким пунктам:

• Для начала с помощью обыкновенного лазерного принтера нужно напечатать схему. Она элементарно создаётся через программу Sprint-layout. В качестве материала лучше использовать тонкую фотобумагу.
• Необходимо провести предварительную подготовку платы. Она делается из текстолита. Её размеры должны быть в пределах 84х31. Сначала она ошкуривается, а потом проводится очистка раствором.
• На плату прикрепляется распечатанная схема лицевой стороной. Сверху необходимо положить лист А4 и прогладить горячим утюгом для переноса схемы на текстолит.
• После того как схема перенесена на плату, не убирая бумаги, вся конструкция помещается в воду и аккуратно убирается бумага.
• Если образовались размазанные элементы, их нужно поправить с помощью иголки или шила.
• На следующем этапе необходимо поместить плату в раствор хлорного железа.
• Тонер можно удалить любым растворителем, например, ацетоном.
• Просверлить отверстия для будущего крепления на металлоискатель.
• В конце необходимо сделать луд дорожек платы. Для этого используется раствор ЛТИ-120. Им нужно пропаять полностью схему.

Основные параметры

Как и любое техническое устройство металлодетектор обладает определенными параметрами, характеризующими их функциональные свойства.

Глубина обнаружения

На первом месте стоит глубина обнаружения металла. Кстати, многие компании, производящие подобные устройства не показывают предельную глубину, на которой их продукция может обнаружить металлические изделия. И если такая цифра и указана, то, скорее всего, это данные полученные во время лабораторных испытаний. То есть, реальные, полевые условия существенно отличаются от лабораторных (полигонных).

Это значит, что при выполнении реальной работы своими руками, глубина обнаружения будет несколько меньше, чем указано в паспорте. Почему так происходит? Дело в том, что состав грунта оказывает существенное влияние на способности металлодетектора. В самом деле, одно дело вести поиск в речном песке, а другое в грунте с высоким содержанием железа. Металлические изделия, особенно те, которые длительное время находятся на глубине, окисляются и изменяют свои свойства и это оказывает влияние на возможности обнаружения объекта.

Глубина обнаружения металлоискателем

Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.

Частота работы

Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.

Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.

Конструкция и принцип работы прибора

Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.

Принцип работы металлоискателя

Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.

Схема металлоискателя

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

• простота конструкции;
• большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

• металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
• технологические сложности при производстве изделия.

Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.

Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.

Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.

Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.

Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.

Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

1. Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и  для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
2. Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
3. Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
4. Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
5. Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.

Конструкция металлоискателя

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

Основы функционирования

В основу действия металлоискателя заложено использовать свойств электромагнитной индукции. Основные элементы прибора:

• передатчик электромагнитных волн;
• передающая катушка;
• приемная катушка;
• устройство приема отраженного сигнала;
• устройство отображения информации.

Катушка создает электромагнитное (далее по тексту ЭМ) поле в месте использования. При нахождении на этом участке какого-либо предмета проводящего электричество начинается образование его электромагнитного поля. Это приводит к изменению поля самой катушки.

Если предмет не имеет свойств электропроводимости, то он начинает экранировать. Приемник обрабатывает отраженную ЭМ волну, вырабатывает звуковой и видеосигналы.

В специальной литературе, интернете можно встретить множество фото лучших самодельных металлоискателей, которые используются в различной человеческой деятельности.

Установка элементов на плату

1. Главной микросхемой является отечественная КР1006ВИ1 или её иностранный аналог NE555. Учтите, до монтажа под ней нужно запаять перемычку.
2. Дальше устанавливается двухканальный усилитель К157УД2. Его можно купить или взять из советских магнитофонов.
3. После этого монтируют 2 SMD-конденсатора, а также один резистор типа МЛТ С2-23.
4. Теперь нужно произвести пайку двух транзисторов. Один должен быть NPN-структуры, а другой PNP. Желательно использовать ВС557 и ВС547. Однако подойдут и аналоги. В качестве полевого транзистора рекомендуется брать IRF-740 или иные варианты, имеющие схожие характеристики.
5. Последними устанавливаются конденсаторы. Их стоит брать с минимальным показателем ТКЕ, что увеличит термостабильность всей конструкции.

Примите к сведению: тяжелее всего будет достать из этой схемы усилитель К157УД2. Причина в том, что это уже старая микросхема. Именно поэтому можно попробовать найти аналогичные современные варианты со схожими параметрами.

Монтаж дополнительных элементов

Для проведения настроек аппарата необходимы две разные по мощности модели потенциометра. Один на 100 кОм, а второй только на 10 к Ом. Во время эксплуатирования металлоискателя часто могут возникать помехи. Во избежание такого результата используется экранированный провод для соединения катушки и схемы. Но нужно понимать, что полностью избавиться от помех не выйдет. В качестве источника питания аппарата берётся батарея минимум 12 В.

Увеличить устойчивость электросхемы можно с помощью дополнительного использования стабилизатора напряжения типа L7812.

После того как все электронные элементы готовы, следует приступать к сборке каркаса для металлоискателя. Но тут необходимо дать лишь общие рекомендации, так как каждый будет собирать его из подручных средств.

Новичкам можно посоветовать:

• Приобрести 5 метров трубы из ПВХ (которые используют в водопроводе) для создания штанги, а также перемычки. Сверху трубы устанавливается специальная подставка для руки. Она позволяет более комфортно себя чувствовать при работе. Для размещения платы нужно найти любую коробку соответствующих размеров.
• Питание аппарата можно сделать из обычного аккумулятора из шуруповёрта. Плюсы использования такой батареи в её маленькой ёмкости.
• При создании корпуса конструкции нужно учесть, что лишних металлических элементов быть не должно. Они могут негативно влиять на электромагнитное поле металлоискателя.

Параметры металлоискателей в зависимости от назначения и технического устройства

Металлоискатели для любителей – это простейшие устройства динамического типа. Поисковая головка прибора должна постоянно двигаться, только так может появиться искомый сигнал. Если вы остановите движение, сигнал пропадёт. Такие простейшие детекторы удобны тем, что не требуют сложных настроек, позволяют исключать средние грунты. Из недостатков придётся отметить его слабую чувствительность и частые ложные срабатывания на сложных участках.

Скорость сканирования прибора – около 30 сантиметров в секунду

Приборы среднего класса имеют лучшую чувствительность. В заводской комплектации к такому устройству идёт несколько поисковых головок разного размера. Для настройки детектора потребуются определённые навыки. Металлоискатели среднего класса способны распознавать металлы.

Компьютеризированные устройства – это уже профессиональный инструмент с жидкокристаллическим экраном и стрелочной индикацией. В памяти его процессора загружены программы, способные распознавать и различать сигнал, классифицировать каждый обнаруженный объект. Профессионалы самостоятельно программируют устройства под условия поиска, исключая нежелательные срабатывания.

Инструменты для поиска золота срабатывают не только на монеты и драгоценности, находящиеся в земле, но и на самородный металл. Он не годится для поиска мелких частиц, вроде песка. Их он не распознаёт, особенно если грунт имеет высокую минерализацию.

В остальном эти металлоискатели очень чувствительны и отлично срабатывают, например, при поиске золотых украшений в песке пляжа

Глубинные детекторы заточены под поиск объектов, находящихся на внушительной глубине. Они могут обнаружить металл на глубине до 6 метров, в то время как остальные модели «пробивают» только до 3. Такие устройства распознают пустоты и другие внутренние аномалии грунта. Работают глубинные детекторы на двух катушках, одна находится параллельно поверхности грунта, другая – перпендикулярно.

Стационарные детекторы – это рамки, установленные на особо важных охраняемых объектах. Они вычисляют любые металлические предметы в сумках и карманах людей, проходящих сквозь контур.

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.