Миноискатель своими руками схема: Металлоискатель Шанс своими руками — Мир искателей

Содержание

Металлоискатель Шанс своими руками — Мир искателей

Представляю вниманию схему импульсного металлоискателя с дискриминацией металлов ШАНС. Этот металлоискатель разработал Андрей Федоров, и выложил в открытый доступ его схему, прошивку для микроконтроллера, а также другие данные необходимые для сборки металлоискателя шанс своими руками.

По сравнению с другими металлоискателями с дискриминацией металлов, ШАНС имеет огромное преимущество, связанное с относительной простотой изготовления поисковой катушки.

Собранный металлоискатель ШАНС с катушкой диаметром 25 см, будит иметь следующие поисковые характеристики: кольцо обручальное – 18 см, каску – 40-45 см. Максимальная глубина поиска 1 метр. Селекция и дискриминация металлов.

Схема металлоискатель ШАНС

А также схема кнопок управления металлоискателем

Схема данного металлоискателя, имеет средний уровень сложности. Для ее сборки понадобится некоторые опыт. В своей схеме, металлоискатель ШАНС

содержит микроконтроллер, поэтому для его успешной сборки ванн понадобится внутрисхемный программатор. Также в схеме металлоискателя имеется ряд достаточно дорогих компонентов: экран, процессор, и АЦП. Особое внимание следует уделить именно АЦП MCP3201, только после его приобретения, можно переходить к дальнейшей сборке металлоискателя. Так как его найти весьма непросто.

В работе ШАНС показал себя, как простой и надежный металлоискатель, но с дискриминацией все не очень радужно. Реально прибор отсеивает только мелкий железный мусор и небольшие гвозди, а вот пивные пробки уже вызывают у трудности дискриминации. Также ШАНС, как и другие импульсные металлоискатели плохо видит золотые цепочки.

Сборка металлоискателя ШАНС своими руками.

Процесс сборки металлодетектора ШАНС, нужно начать с изготовления печатной платы. Неплохо себя зарекомендовали платы разведенные DexAlex. Скачать рисунок печатной платы в формате спринт лайот и другие материалы и рекомендации для самостоятельной сборке металлоискателя ШАНС от DexAlex.  Рисунок печатной платы и описание сборки металлоискателя ШАНС  Также в архиве вы найдете список деталей, для сборки металлоискателя «ШАНС»

Собранная плата металлоискателя шанс

После изготовления и спайки платы, необходимо прошить микроконтроллер. Последняя версия прошивки 1.2.1.
В конце статьи можно будит скачать архив со всеми версиями прошивок.

Для прошивки микроконтроллера биты конфигурации расставляем как на рисунке ниже.

После этого, к металлоискателю подключаем питание и уже любуемся его работой. Правда пока металл он видеть не будит. Нужно еще изготовить катушку.

А вот так выглядит уже собранный блок:

Видео запуска  металлоискателя ШАНС:

Шанс может работать с катушками от любых импульсных металлоискателей, но для хорошей работы дискриминации металлов, подойдут только катушки с низкой паразитной емкостью. Поэтому катушку для металлоискателя шанс лучше изготовить по приведенной ниже схеме:

Для намотки катушки можно использовать обмоточный эмаль провод диаметрами 0,67 — 0,85 мм.

После подключения катушки, вы уже можете полностью проверить металлоискатель. Но для полноценной работы с вашим металлоискателем, его стоит засунуть в корпус и изготовить для него штангу. Собранный металлоискатель вы можете видеть на верхней фотографии.

Металлоискатель Шанс себя хорошо зарекомендовал и имеет хорошие отзывы. А некоторые радиолюбители, даже наладили его мелкосерийное производство.

Единственный найденный в интернете, видео тест работы металлоискателя «ШАНС»

Все вопросы по металлоискателю Шанс можно задать в комментариях к этой статье.


 

Адрес сайта разработчика данного металлоискателя. http://fandy.hut2.ru/Chance.htm

Все версии прошивок для металлоискателя ШАНС — Прошивки

Плата, схема, разведенная печатная плата и другие материалы по металлоискателю ШАНС от DexAlex — Chance layout from DesAlex

Много отзывов о работе металлоискателя ШАНС можно прочитать тут: http://www.md4u.ru/viewtopic.php?f=5&t=4246

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.

Даже человек с минимальным уровнем подготовки, изготовит металлоискатель пират своими руками.

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

Как и другие импульсные металлоискатели, пират не требователен к точности изготовления катушки. Вполне подойдет катушка, намотанная на оправку диаметром 190-200 мм – 25 витков, обмоточным эмаль проводом 0,5 мм. После намотки, витки катушки необходимо обмотать изоляционной лентой или скотчем. Для увеличения глубины поиска металлоискателя, можно намотать катушку 260-270 мм – 21-22 витка, тем же проводом.

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. Корпус для изготовления катушки, вы сможете найти в интернете, по запросу «Корпус для катушки металлоискателя» При изготовлении поисковых катушек, использования любых металлических частей, крайне не желательно. Выводы от катушки подпаять к многожильному проводу, с диаметром сечения 0,5 – 0,75 мм. В идеале, это два отдельных провода, свитые между собой.

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. Максимальная чувствительность металлоискателя, получается в том положении переменного резистора R13, когда в динамике появляются редкие щелчки. Если у вас это возникает в крайних положениях резистора, то нужно заменить наминал резистора R12, так чтобы оптимальная настройка была примерно в среднем положении переменного резистора.

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 КВАЗАР (quasar) своими руками — Мир искателей

Вся информация необходимая для изготовления металлоискателя КВАЗАР своими руками

Квазар – это селективный IB металлоискатель с распознанием металлов, и прямой обработкой сигнала. Шкала ВДИ в Квазаре разбита на 16 столбиков, с возможностью удаления из поиска любых из столбиков (Закрытие их маской) а также звуковой многотональной индикацией. В последних версиях прошивки, рабочая частота Квазара может быть до 17 кГц и зависит от поисковой катушки.

Схема металлоискателя Квазар, имеет средний уровень сложности (Единственный дефицитный компонент, это MCP3201, поэтому уже существует схема металлоискателя Квазар ARM и Квазар АВР где благодаря замене микроконтроллера эта проблема также устранена). Но наличие программируемого микроконтроллера и катушка для Квазара, как и для любых других селективных металлоискателей, создают некоторые трудности для радиолюбителей. Изготовления Квазара будит по силам, людям с  опытом в изготовлении металлоискателей. В целом металлодетектор Квазар имеет средний уровень сложности для изготовления своими руками.

Схема металлоискателя Квазар

Скачать схему металлоискателя Квазар в формате pdf — Quasar схема металлоискателя

Наличие доступного экрана, делает Квазар очень удобным и доступным для повторения металлоискателем с распознанием металлов.

Рабочий экран металлоискателя QUASAR выглядит следующим образом:

Шкала дискриминации металлоискателя QUASAR разделена следующим образом:

Управление металлоискателем КВАЗАР, осуществляется 6 кнопками:

  • SW1 «Up / Barrier+ / Autotune»
  • SW2 «Enter / OK / Ground balance»
  • SW3 «Right (+) / PinPointer»
  • SW4 «Left (-) / Backlight»
  • SW5 «Menu / Esc»
  • SW6 «Down / Barrier- / Autotune»

Прошивка для металлоискателя Квазар Версия 1.4.5 (последняя на сегодня версия прошивки) – Quasar_hex_145

Для прошивки микроконтроллера металлодетектора «Квазар», фьюзы программирования необходимо расставить следующим образом:

Изготовление катушки для металлоискателя КВАЗАР

Разработчик металлоискателя квазар, дает краткое описание изготовленной им поисковой катушки. Тип катушки DD внешним диаметром 230 мм. TX – 40-45 витков проводом 0,5 мм и RX – 200 витков проводом 0,2 мм. Обмотка ТХ включается к металлоискателю с последовательным резонансом, емкость конденсатора 0,3 mF, резонансная частота получилась 8,192 кГц, обмотка RX включается к металлоискателю с параллельным резонансом, и настраивается на частоту на 1,5 – 2 кГц ниже резонансной частоты ТХ.

Ниже приведена схема подключения такой катушки к металлоискателю Квазар

Описание запуска и настройки металлоискателя КВАЗАР с осцилограмами — Настройка и осцилограмы металлоискателя Квазар

Описание меню и настроек в металлоискателе Квазар — Меню и настройка металлоискателя Квазар

Заключение: Металлоискатель КВАЗАР имеет не сложную схему, и не дорогие комплектующие (микроконтроллер, экран и т.д.), что делает его очень привлекательным для самостоятельного изготовления. В работе Квазар показывает вполне приятные характеристики, и хорошие результаты, и вполне может конкурировать с фирменными металлоискателями начального уровня.

Свое продолжение проект металлоискателя получил в версиях КВАЗАР ARM и КВАЗАР AVR, поэтому стоит преступать к изготовлению именно этих вариантов металлодетектора, так как для КВАЗАРА автор перестал выпускать обновления прошивок!

При написании, использовались материалы с сайта автора — http://fandy.ucoz.org/

Все вопросы по металлоискателю Квазар можно задать в комментариях к этой статье. А также написать свой отзыв, пожелание и предложение по дополнению этого материала.

схемы, как сделать Пират и другие

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:

  1. Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
  2. Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
  3. Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
  4. Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
  5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
  6. Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
  7. 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

Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:
  1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
  2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
  3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
  4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

  • Параметрическим.
  • Приемо-передающим.
  • С накоплением фазы.
  • На биениях.
Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.


Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.
По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».

Монопетля

Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Номограмма для расчета многослойных катушек

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

  • Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
  • По номограмме определяем количество витков w.
  • Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
  • Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
  • Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.
Помехоустойчивость

Экран Фарадея

Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.

Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Способы симметрирования катушек индуктивности

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.

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

  1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
  2. 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.
  3. 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).
  4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
  5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
  6. 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.
  7. 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.

***

© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

Загрузка…

что еще почитать:

Вывести все материалы с меткой:

Как сделать металлоискатель своими руками

   Многие любители поиска сокровищ, и просто люди пытающиеся сэкономить, задаются вопросом как сделать металлоискатель своими руками. Мы же сразу отметим, что из подручных средств можно сделать любительское устройство металлодетектора по своим характеристикам намного уступающее профессиональным приборам. Хоть что бы как то наблизится по уровню поиска к ним, нужно как минимум хорошо знать радиотехнику, разбираться в схемотехнике и затратить намного больше времени и средств чем предлагается нами в этой статье. Мы же приводим инструкцию о том, как сделать самый простой металлоискатель в домашних условиях своими руками. По этому, не стоит ожидать от него чего то большего чем выявление небольших металлических объектов на (или) неглубоко в земле. Самодельный металлоискатель также годится как прибор для развлечения с детьми, обнаружения гаек, гвоздей, монеток. Для более серьезных целей следует купить металлоискатель профессионального типа.  Прежде чем переходить хоть к каким-то действиям, что бы сделать металлоискатель своими руками нужно понимать, что же он собою являет и по каких принципах работает.

   Подавляющее большинство металлоискателей независимо от типа имеют схожую конструкцию. По этому, предложенные нами методы создания металлоискателя своими руками отличаются только отчасти. Профессиональный металлоискатель состоит из нескольких частей: ручки которая приспособлена для комфортного ношения и детектирования, самого детектора – зачастую им служит котушка и коробки управления в которую входит аккумулятор, микродинамик, плата или микропроцессор.

Принцип работы металлоискателя

   Металлоискатели любой сложности для обнаружения металла работают на эффекте смены магнитного поля испускаемого котушкой детектором. Магнитное поле поисковой котушки направляется в землю, и при проведении котушкой над металлическим объектом меняет свою  тональность. Эти перемены улавливаются второй котушкой которая сообщает также про находку через тональный сигнализатор. Таким образом, в непосредственной близости с металлическим объектом из за эффекта магнитного притяжения меняется тональность поля которую мы и регистрируем. Также, становится очевидным тот факт что чем больше поисковая котушка тем мощнее будет прибор. Но, для обнаружения мелких объектов предпочтительно иметь одновременно мощную но маленькую котушку, такое сочетание практически невозможно сделать в металлоискателе своими руками. Как видим для создания металлоискателя нужно в первую очередь сделать поисковую головку – детектор, который и будет улавливать сигнал. Мы предлагаем две простые но работающие инструкции для создания самого простого металлоискателя своими руками из подручных средств.  

Как сделать металлоискатель своими руками из радиоприемника

   Для этого нам понадобится радиоприемник работающий в AM диапазоне. Помимо него также нужно использовать бытовой калькулятор. Эти два устройства и будут аналогом детектора металлоискателя. Главное закрепить эти два прибора в непосредственной близости друг от друга на плоской твердой поверхности. Этой поверхностью может служить фанера или пластик. Также, важно зафиксировать устройства с помощью скотча или изоляционной ленты. В качестве плоской твердой поверхности из подручных материалов лучше всего подойдет коробка от компакт-диска. И так, мы вплотную подошли к вопросу как сделать металлоискатель используя радиоприемник. Следуем нескольким шагам:

  1. Прикрепляем скотчем или изолентой радиоприемник на внутренней стороне створки от CD-диска
  2. Аналогично на второй створке прикрепляем калькулятор
  3. Включаем радиоприемник и настраиваем его на самую высокую частоту AM диапазона. Но так, что бы не было слышно сигнала от радиостанций. Стараемся сделать максимально громкий звук.
  4. Включаем калькулятор
  5. Складываем коробку от компакт-диска
  6. Немного разводим створки коробки от CD что бы добиться оптимального качества звука.
  7. Проверяем металлоискатель – подносим к любому металлическому объекту и слышим громкий звук.
  8. Полученную поисковую систему для удобства можно прикрепить к палке или самодельному держателю

   Отлично. Мы получили рабочий прибор, то есть сделали металлоискатель, используя только подручные материалы и собственные руки. В качестве источника магнитного поля в этой схеме мы используем калькулятор, а приемником сигнала служит радиоприемник. Магнитное поле калькулятора влияет на выходной сигнал радиоприемника таким образом, что мы слышим характерные звуки в виде треска. Если возле калькулятора обнаружится металлический объект, то сигнал на выходе приемника исказится и мы зафиксируем это искажение на слух. Вместо радиоприемника можно использовать другие подручные средства, например – компакт-диски. Рассмотрим второй метод создания металлоискателя в домашних условиях.

Как сделать металлоискатель своими руками с помощью дисков

   Как и в первом случае, тут мы тоже используем калькулятор, но в качестве приемника сигнала будет использована пара обычных дисков, батарея на 9 Вольт и наушники для фиксации звука.

   И так, если Вам интересно как сделать металлоискатель с помощью дисков, то следуйте таким простым шагам:

  1. Ножницами отрезаем штепсель наушников и оголяем два провода. Получаем два медных провода разных цветов (допустим красного и синего)
  2. Берем CD диск и с помощью суперклея приклеиваем один из пары проводов (пусть будет синий) на его пишущую поверхность
  3. Таким же образом но только на DVD диск приклеиваем уже красный провод. Получаем два диска от которых идут два разных провода от наушников.
  4. Надежно прикрепляем провода к дискам изолентой или скотчем
  5. Берем батарейку на 9V и присоединяем синий провод от наушников к минусу, красный к плюсу.
  6. Получаем конструкцию в виде двух дисков от которых идут разные провода также присоединены к батарее
  7. Берем калькулятор и прикрепляем его с помощью изоляционной ленты на CD диск
  8. Кладем DVD диск поверх калькулятора, соединяем оба диска с помощью изоленты.
  9. Ложим батарейку сверху на DVD диск и закрепляем ее с помощью изоленты

   Вот мы и сделали металлоискатель своими руками вторым способом. Можно также как и в первом случае прикрепить детектор к ручке. Проводя диски над металлическим объектом, можно будет услышать специфические звуки в наушниках. Любой из этих двух предложенных методов поможет сделать простой рабочий металлоискатель своими руками в домашних условиях. Без сложных схем и серьезных усилий и затрат.

Но, если Вам нужен качественный прибор профессионального уровня рекомендуем купить металлоискатель от известных производителей. Удачи в поисках!

Глубинный металлоискатель своими руками: схема, инструкция сборки

Глубинный металлоискатель по конструкции напоминает обычный, за исключением некоторых технических деталей. Отличием его также является повышенная чувствительность к металлическим предметам, что дает возможность обнаруживать их на большей глубине по сравнению с простым металлоискателем. Помимо этого, имеется функция избирательного поиска, то есть возможность находить предметы определенного размера, не реагируя на неподходящие по параметрам.

Схема глубинного металлоискателя

Она довольно проста, несмотря на кажущуюся сложность. Состоит металлодетектор из двух частей – принимающей и передающей. Основным устройством является генератор передатчика высокой частоты. Две рамочных антенны, одна из которых служит передатчиком сигнала, вторая приемником. Они должны располагаться строго под углом 90 градусов друг к другу для предотвращения улавливания сигналов генератора приемной антенной. При нахождении предмета из металла, магнитное поле, создаваемое генератором, подвергается искажению, и впоследствии улавливается принимающей антенной. В данном случае масса металлического предмета используется как источник излучения, отправляя производимую энергию на принимающую антенну.

Также читайте: как работает металлоискатель.

Схема приемника металлодетектора

В передающее устройство входит тиристор мощностью от 0,25 до 1 Вт, генератор звука частотой 200 Гц. При нахождении металлического предмета оператор слышит звук частотой 200 Гц, сила которого зависит от величины найденного предмета и расстояния до него.

Детекторный приемник, контур колебаний которого реагирует на частоту 120 кГц, и состоящий из двух диодов. Усилителем может служить абсолютно любой генератор низких частот, которой можно найти в старом радиоприемнике. Достаточно усилителя на транзисторах в количестве 5-6 штук. Также используется транзистор в качестве усилителя тока для стрелочного прибора, позволяющий измерить уровень принимаемого сигнала. То есть, в составе прибора есть два вида индикаторов – визуальный и акустический. Частота работы настроена таким образом, чтобы не мешать работе приемника сигнала.

Схема передатчика

Необходимые детали и инструменты для сборки

Для сборки такого металлоискателя необходимо в первую очередь подготовить набор необходимых деталей и инструментов.

В случае с импульсным металлоискателем примерныйсписок деталей будет выглядеть так:

  1. Электролитные конденсаторы с напряжением минимум 16 В следующих емкостей: 2 конденсатора емкостью 10 мкФ, один емкостью 2200 мкФ, 2 шт – 1 мкФ.
  2. Конденсаторы из керамики: 1 шт емкостью 1 нф.
  3. Пленочные конденсаторы самого минимальное значения напряжения, к примеру, 63 В – 2 шт по 100 нф.
  4. Резисторы по 0, 125 Вт: 1 к — один, 1,6 к – один, 47 к – один, 62к – два, 100 к – один, 120 к – один, 470 к – один, 2 ом – один, 100 ом – один, 470 ом – один, 150 ом – один,
  5. Резисторы по 0,25 Вт: 10 ом – один.
  6. Резисторы по 0,5 Вт: 390 ом – один
  7. Резисторы 1 Вт: 220 ом – один.
  8. Резисторы переменные: 10 к –один, 100 к – один,
  9. Транзисторы: ВС 557 – один, ВС 547 – один, IRF 740 – один,
  10. Диоды: 1N4148 — два, 1N4007 – один.
  11. Микросхемы: К157 УД2, NE555.
  12. Панели для каждой из них.

Детали для металлоискателя

Из инструментов при выполнении работ понадобятся:

  • Паяльник, олово, специальный припой, прочие принадлежности для пайки.
  • Набор отверток, кусачки, плоскогубцы и другой слесарный инструмент.
  • Материалы для производства печатной платы.

Этапы сборки металлоискателя

Процесс сборки глубинного металлоискателя своими руками включает в себя следующие этапы:

На первом этапе необходимо собрать электронную часть, а именно блок управления.

Пошагово процесс выглядит так:

  • Вырезка текстолита необходимого размера.
  • Подготовка рисунка печатной платы и его перенесение непосредственно на плату.
  • Подготовка травильного раствора. В его состав входят соль поваренная, электролит и пероксид водорода.
  • Травление платы и просверливание технологических отверстий.
  • Лужение платы при помощи паяльника.
  • Далее наступает самый важный этап в сборке блока управления. Это подбор, поиск и припаивание деталей непосредственно на плату.
  • Наматывание пробной катушки. Существует несколько вариантов ее намотки. Наиболее простой вариант – использовать провод ПЭВ размером 0,5 и намотать его 25 витков на подходящей оправе с диаметром около 19-20 см.

Это интересно:как собрать дома простой металлоискатель.

Лучшим вариантом будет спаять все напрямую, а уже после окончания наладки подобрать необходимые разъемы и переходники. Скрутки лучше не делать, это оказывает отрицательное влияние на чувствительность прибора.

Вторым неплохим вариантом будет сделать такое кольцо из провода витой пары. Понадобится около 2,5 – 2,7 м провода.

Для достижения максимальной чувствительности необходимо выполнить следующие действия:

  1. Намотать 25 витков провода.
  2. Провести тест, отрезая небольшие куски провода и наблюдая за повышением чувствительности.
  3. Необходимо проделывать это до тех пор, пока чувствительность не начнет снижаться.
  4. Подсчитать число витков, намотать окончательный вариант катушки, добавив 1-2 витка. Таким образом, достигается максимальное значение чувствительности.

По окончании основных работ, блок управления, катушка и остальные детали закрепляются на своих местах на штанге. Металлоискатель можно включать и проверять.

Возможные проблемы при сборке

  • Собранный прибор не дает реакцию на металлические предметы. Причиной может быть поломка диодов, либо транзистора. Требуется заменить неисправные детали.
  • Чрезмерный нагрев транзистора. Следует установить резистор меньшего сопротивления, уменьшая его до прекращения нагрева.

Сборка такого типа металлоискателей не является слишком сложной, при четком соблюдении всех правил и инструкций.

Металлоискатель своими руками: подробная инструкция как сделать

Поиск артефактов под землей — довольно популярное занятие. Для кого-то, это профессия, кто-то просто увлекается археологией. Существуют многочисленные группы кладоискателей: как романтиков, так и прагматичных добывателей ценностей. Всех этих людей объединяет одна страсть: поиск металлических предметов, спрятанных на различной глубине.

Если у вас есть точная карта с указанием места захоронения клада, либо планы проведения боев во время войны, это не гарантирует успех. Можно перелопатить тонны грунта, а искомый предмет будет спокойно лежать в паре метров от места активного поиска.

Для поиска золота, и менее ценных металлов, вам потребуется металлоискатель, который можно сделать своими руками.

Важная информация: Применение подобных приборов не запрещено Законом. Однако существуют наказания за последствия такого поиска, касающиеся раскопок, а также извлечения обнаруженных предметов.

Не будем вдаваться в тонкости, это тема другой статьи. Проще говоря: если вы нашли золотое кольцо на пляже, либо горсть советских монет в лесу — проблем, связанных с применением электронных средств поиска не будет.

А вот за извлеченные бронзовые ложки возрастом от 100 лет и старше, можно получить реальный срок или крупный штраф.

Тем не менее приборы для поиска металлических предметов в толще земли свободно продаются, а желающие сэкономить могут сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях.

Принцип работы устройства

В отличие от детекторов грунта, работающих с использованием волн различной частоты или ультразвука, металлоискатель (фабричный, или созданный своими руками), работает с индуктивностью.

Катушка излучает электромагнитное поле, которое затем анализируется приемником. Если в зоне действия оказывается любой предмет, который проводит электроток, либо имеет ферромагнитные свойства — формат поля искажается. Точнее сказать, под действием активного поля катушки, объект формирует собственное. Это событие фиксируется приемником, и генерируется оповещение: перемещается стрелка прибора, звучит тональный сигнал, загораются световые индикаторы.

Зная методику работы, можно рассчитать электрическую схему, и создать мощный металлоискатель своими руками. Сложность конструкции зависит только от наличия элементной базы и вашего желания. Рассмотрим несколько популярных вариантов, как собрать самодельный металлоискатель:

Так называемая «бабочка»

Такое прозвище получено из-за характерной формы площадки, на которой расположены катушки индуктивности.

Расположение элементов связано с принципом работы. Схема выполнена в виде двух генераторов, работающих на одной частоте. При подключении к ним одинаковых катушек, создается индукционный баланс. Стоит попасть в электромагнитное поле постороннему предмету, обладающему электропроводимостью, как баланс поля разрушается.

Генераторы реализуются на микросхемах NE555. На иллюстрации изображена типовая схема такого прибора.

Катушка для металлоискателя (их две, на схеме: L1 и L2) делается своими руками из провода сечением 0.5–0.7 мм². Идеальный вариант — трансформаторная обмоточная медная жила в лаковой изоляции (извлекается из любого ненужного трансформатора). Характеристики не обязательно выдерживать с ювелирной точностью, при одном условии: катушки должны быть одинаковыми.

Примерные параметры: диаметр 190 мм, в каждой катушке ровно 30 витков. Собранное изделие должно быть монолитным. Для этого витки прихватываются монтажной нитью, и заливаются трансформаторным лаком. Если этого не сделать, вибрация витков будет сбивать схему с настроенного баланса.

Электрическая схема

Есть два варианта изготовления:

  • учитывая малое количество элементов, можно собрать ее на макетной плате, соединив ножки деталей с помощью проводников;
  • для аккуратности и надежности, лучше вытравить плату по предложенному чертежу.

Любая пайка «на соплях» может подвести в полевых условиях, и вам будет обидно за потраченное впустую время.

Так же, как и металлоискатель на транзисторах, прибор на NE555 нуждается в точной настройке перед использованием. На схеме видно три переменных резистора:

  • R1 предназначен для настройки частоты генератора и достижения того самого баланса;
  • R2 грубо настраивает чувствительность;
  • с помощью резистора R3 можно выставить чувствительность с точностью до 1 см.

Информация: Подобная схема не может дискриминировать металлы. Искатель лишь дает понять, что объект существует. А по тональности сигнала (исходя из вашего опыта) можно определить приблизительный объем и глубину залегания.

Питание достаточно универсальное: 9–12 вольт. Можно подобрать АКБ от источника бесперебойного питания, или собрать блок питания из аккумуляторов формата ААА. Неплохой вариант — батареи 18650 (их еще используют для вейпа).

Настройка «бабочки»

Принцип работы описан выше, поэтому просто разберем технологию. Выставляем все резисторы в среднее положение, и обеспечиваем срыв синхронизации генераторов. Для этого складываем катушки «восьмеркой», и перемещаем их друг относительно друга, пока писк не перерастет в потрескивание. Это и есть срыв синхронизации.

Фиксируем кольца, и вращаем резистор R1 до появления устойчивого потрескивания с ровными интервалами.

Поднося к месту перехлеста катушек (это и есть очка поиска) металлические предметы, добейтесь устойчивого писка. Чувствительность регулируем резистором R2.

Остается подстройка резистором R3, который используется скорее для корректировки падения напряжения в источнике питания.

Механическая часть

Штанга для металлоискателя своими руками делается из легкой пластиковой трубы, либо из дерева. Использование алюминия нежелательно, поскольку он будет мешать работе. Схему и органы управления можно спрятать в герметичный корпус (например, распаечная коробка для проводки).

Искатель «бабочка» готов к работе.

Пират

Еще одна популярная импульсная модель для начинающих кладоискателей — металлоискатель «Пират» Его также легко сделать своими руками, подробная инструкция в двух вариантах:

  1. На той же микросхеме NE555. Это классический генератор, который начинает работать при появлении металла в зоне действия катушки. Никаких подстроек не требуется, просто в динамике раздастся писк.
  2. Металлоискатель, собранный на транзисторах, работает по такому же принципу. Собственно и схема аналогичная, только NE555 заменена транзисторным генератором на КТ315.

Питание желательно приблизить к 12 вольтам, поскольку качество работы зависит от напряжения. Печатные платы уже опробованы, оба варианта на иллюстрации.

Катушка (в данном случае одна) изготавливается из той же трансформаторной проволоки 0.5 мм. Оптимальный диаметр 20 мм, количество витков 25. Поскольку мы делаем металлоискатель «Пират» своими руками, внешний дизайн отходит на второй план. Подойдут любы материалы, которые вы готовы были выбросить.

Рукоятку лучше выполнить разъемной, для удобства транспортировки. Помним, что использование металлов недопустимо.

Чувствительность регулируется двумя переменными резисторами в реальном времени, при проведении поиска. Никакая точная подстройка генератора не требуется.

А если вам удастся качественно загерметизировать корпус, можно заняться поиском «сокровищ» в пляжной полосе прибоя, и даже на дне водоема.

Подводный металлоискатель своими руками сделать сложнее, но он даст неоспоримое преимущество перед конкурентами.

Улучшение характеристик

Глубинный металлоискатель своими руками без дополнительных затрат можно сделать из готового «Пирата». Для этого можно пойти двумя способами:

  1. Увеличение диаметра катушки индуктивности. При этом существенно повышается проницаемость вниз, но снижается чувствительность к небольшим предметам.
  2. Снижение числа витков катушки с одновременной подстройкой схемы. Для этого придется пожертвовать одной катушкой для экспериментов. Снимаем (и отрезаем) виток за витком, пока не увидим, что чувствительность начала снижаться. Запоминаем количество витков при максимальных параметрах, и делаем новую катушку для этой схемы. Затем меняем резистор R7 на переменный, с аналогичными параметрами мощности. Проведя несколько экспериментов с чувствительностью, фиксируем сопротивление, меняем переменник на постоянный резистор.

Металлоискатель «Пират» можно собрать на популярном контроллере «Ардуино».

Пользоваться таким прибором удобнее, но дискриминации металлов по-прежнему не будет.

Разобравшись, как сделать металлоискатель своими руками для любительских задач, кратко разберем несколько серьезных моделей.

Металлоискатель Clone PI W своими руками

По сути, это удешевленный вариант профессионального искателя Clone PI-AVR, только вместо ЖК дисплея применяется линейка светодиодов. Это не так удобно, но по-прежнему позволяет контролировать глубину залегания артефактов.

Оптимальный по цене вариант — на микросхеме CD4066 и микроконтроллере ATmega8.

Разумеется, под это решение есть и макет печатной платы, только кнопки управления выносятся на отдельную панель.

Программирование ATmega8 — это тема отдельной статьи, если вы работали с такими контроллерами, никаких сложностей не возникнет.

Мощный металлоискатель Clone PI W, сделанный своими руками, позволяет находить металл не глубине более метра, правда без дискриминации.

Искатель «Шанс»

Похожая схема на контроллере ATmega8 называется «Шанс». Принцип работы аналогичный, только появилась возможность отсеивания (частичной дискриминации) черных металлов.

Также проработан рисунок печатной платы, который можно с успехом заменить классической «макеткой» для Ардуино

«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.

Простые детекторы металла из готовых электроприборов

  • Металлоискатель из радиоприемника можно сделать, добавив к нему простой ВЧ передатчик:Поисковая катушка мотается из провода 0.5 мм²: 16 витков 12 см. При попадании в зону действия металлического предмета, приемник, настроенный на СВ/ДВ диапазон, будет менять тональность звука.
  • Самодельный металлоискатель из сотового телефона — это не более, чем миф. Модернизация его электросхемы в домашних условиях не реализуема, а заставить штатный мобильник работать детектором металл технически невозможно.
  • Металлоискатель из магнита, собственно, и делать не нужно. Вы просто подносите мощный неодимовый магнит к месту, где есть металлический предмет, и физически чувствуете силу притяжения. Разумеется, это работает только с металлами, имеющими ферромагнитные свойства (железо, сталь).

Итог

Вне зависимости от сложности схемы, изготовление самодельного металлоискателя потребует от вас достаточно времени и сил. Поэтому из любопытства, такие приборы не делают. А вот для профессионального использования — это отличная альтернатива фабричным экземплярам.

Видео по теме

Принципиальная схема и работа металлоискателя

Металлоискатель

— очень распространенное устройство, которое используется для проверки людей, багажа или сумок в торговых центрах, гостиницах, кинозалах и т. Д., Чтобы убедиться, что человек не имеет при себе металлов или незаконных вещей, таких как пистолеты, бомбы и т. д. Металлоискатели обнаруживают присутствие металлов.

Существуют различные типы металлоискателей, такие как ручные металлоискатели, проходные металлоискатели и металлоискатели с наземным поиском. Металлоискатели могут быть легко созданы, а схема базового металлоискателя не такая сложная.

В этом проекте мы разработали простую схему металлоискателя типа «сделай сам», используя очень простые компоненты, которые можно использовать в наших домах и садах.

Принципиальная схема

На следующем изображении показана принципиальная схема цепи металлоискателя.

Необходимые компоненты

  • 1 x TDA0161 Бесконтактный детектор IC
  • 2 конденсатора по 47 нФ (керамический конденсатор, код 473)
  • 1 резистор 1 кОм (1/4 Вт)
  • 1 резистор 330 Ом (1 / 4 Вт)
  • 1 резистор 100 Ом (1/4 Вт)
  • 1 потенциометр 5 кОм
  • 1 x 2N2222A (транзистор NPN)
  • 1 зуммер 5 В
  • Катушка (медный провод 26-30 AWG взят и намотан на катушку диаметром 5-6 см и 140-150 витков)
  • Дополнительные компоненты (для светодиода)
    • 1 резистор 220 Ом (1/4 Вт)
    • 1 светодиод x 5 мм

Описание компонента

TDA0161 ИС датчика приближения: TDA0161 — ИС датчика приближения, производимая STMicroelectronics.Его можно использовать для обнаружения металлических объектов, обнаруживая небольшие изменения в высокочастотных потерях на вихревые токи.

Микросхема TDA0161 действует как генератор с помощью схемы с внешней настройкой. Изменения в токе питания будут определять выходной сигнал, т. Е. Ток высокий, когда рядом находится металлический объект, и низкий, когда металлического объекта нет.

TDA0161 имеет 8 контактов и поставляется в двухрядном корпусе (DIP). На следующем изображении показана схема выводов микросхемы TDA0161.

ПРИМЕЧАНИЕ: Согласно STMicroelectronics, микросхема датчика приближения TDA0161 устарела.Если он доступен на рынке, смело создавайте этот увлекательный проект. Если она недоступна, попробуйте найти новую микросхему. Мы постараемся обновить, если будет доступна подобная микросхема. Если вы найдете какие-либо микросхемы датчика приближения, укажите это в разделе комментариев.

Катушка

(индуктор): для этого проекта мы использовали медный провод 30 AWG. Затем он наматывается на катушку с использованием эталона диаметром 5,8 см. Катушка состоит из 140 — 150 витков.

Описание цепи металлоискателя

  • Когда LC-цепь, которая является L1 и C1, имеет резонансную частоту от любого металла, который находится рядом с ней, будет создано электрическое поле, которое приведет к индукции тока в катушке и изменению прохождение сигнала через катушку.
  • Переменный резистор используется для изменения значения датчика приближения, равного LC цепи, лучше проверять значение, когда катушка находится не рядом с металлом. Когда металл обнаружен, в цепи LC изменится сигнал. Измененный сигнал подается на датчик приближения (TDA 0161), который обнаруживает изменение сигнала и соответствующим образом реагирует. Выход датчика приближения будет составлять 1 мА, когда металл не обнаружен, и около 10 мА, когда катушка находится рядом с металлом.
  • Когда на выходном контакте высокий уровень, резистор R3 будет подавать положительное напряжение на транзистор Q1.Q1 будет включен, светодиод будет светиться, а зуммер издаст сигнал. Резистор r2 используется для ограничения тока.

Блок-схема металлоискателя

В цепи металлоискателя есть три основных части: LC-цепь, датчик приближения, выходной светодиод и зуммер. Катушка и конденсатор С1, включенные параллельно, образуют LC-цепь.

Датчик приближения (TDA0161) срабатывает этой LC-цепью при обнаружении любого металла.Затем датчик приближения включит светодиод и подаст сигнал тревоги с помощью зуммера.

LC-цепь: LC-цепь имеет индуктивность и конденсатор, соединенные параллельно. Эта цепь начинает резонировать, когда рядом с ней находится материал той же частоты. Цепь LC заряжает конденсатор и катушку индуктивности поочередно. Когда конденсатор полностью заряжен, заряд передается на катушку индуктивности.

Индуктор начинает заряжаться, и когда заряд на конденсаторе равен нулю, он снимает заряд с индуктора в обратной полярности.Затем заряд индуктора уменьшается, и снова процесс повторяется. Обратите внимание, что индуктор является устройством хранения магнитного поля, а конденсатор — устройством хранения электрического поля.

Датчик приближения: Датчик приближения может обнаруживать объекты без каких-либо физических помех. Датчик приближения будет работать так же, как инфракрасный датчик, приближение также выдает сигнал, он не будет выдавать выходной сигнал до тех пор, пока не будет изменений в отраженном обратном сигнале.

Если есть изменение в сигнале, он обнаружит и выдаст соответствующий выходной сигнал.Существуют различные датчики приближения, например, для обнаружения пластикового материала, мы можем использовать приближение емкостного типа, а для металлов мы должны использовать индуктивный тип.

Рабочий

Цепь LC, которая состоит из L1 (катушка) и C1, является основной частью цепи металлоискателя. С помощью этой LC-цепи, которая также называется Tank Circuit или Tuned Circuit, микросхема TDA0161 действует как генератор и колеблется с определенной частотой.

Когда LC-цепь обнаруживает любую резонирующую частоту от любого металла, который находится рядом с ней, будет создано электрическое поле, которое приведет к индукции тока в катушке и изменению потока сигнала через катушку.

Переменный резистор используется для изменения значения датчика приближения, равного LC цепи, лучше проверять значение, когда катушка не находится рядом с каким-либо металлическим предметом. Когда металл обнаружен, в цепи LC изменится сигнал.

Измененный сигнал подается на датчик приближения (TDA 0161), который обнаруживает изменение сигнала и соответствующим образом реагирует. Выходной сигнал датчика приближения будет меньше 1 мА, когда металл не обнаружен, и около 10 мА (обычно больше 8 мА), когда катушка находится рядом с металлом.

Когда на выходном контакте высокий уровень, резистор R3 подает положительное напряжение на транзистор Q1. Q1 загорится, светодиод будет гореть (на схеме не показан) и включится зуммер.

Преимущества

  • Схема металлоискателя на основе микросхемы бесконтактного детектора TDA0161 — это очень простой и легкий в сборке металлоискатель, который можно использовать для обнаружения мелких металлов в наших домах, офисах и садах.
  • Нужен любой микроконтроллер, так как датчика приближения будет достаточно для реализации проекта.

Недостатки

  • Основным недостатком данной схемы металлоискателя является дальность обнаружения. Металлический объект должен находиться на расстоянии 10 мм, чтобы детектор его обнаружил.

Приложения

  • Этот простой металлоискатель можно использовать для идентификации металлов, таких как железо, золото, серебро и т. Д.
  • Поскольку это простой проект, мы можем использовать его у себя дома для сканирования гвоздей, металлических отходов и т. Д. которые нелегко обнаружить невооруженным глазом.

Похожие сообщения:

Цепь металлоискателя со схемой и схемой

Схема металлоискателя

Я всегда хотел сделать металлоискатель, глядя, как это круто во всех голливудских, болливудских фильмах. Я понял одну вещь: все не так сложно, как вы думаете. В конце концов, я обнаружил, что металлоискатель действительно прост и легок в изготовлении. В этом посте я делюсь с вами «Как сделать металлоискатель»

Описание

Это принципиальная схема недорогого металлоискателя , использующего схему на одном транзисторе и старый карманный радиоприемник.Это не что иное, как генератор Колпитца , работающий в средней полосе частот, и радиоприемник , настроенный на ту же частоту. Во-первых, радиоприемник и схема ставятся рядом. Затем радио настраивается так, чтобы из радио не было звука. В этом состоянии радиоприемник и схема будут работать на одной и той же частоте, и одни и те же частоты будут отбиваться, чтобы не издавать звука. Это установка. Когда цепь металлоискателя размещается рядом с металлическим предметом, индуктивность его катушки изменяется, как и частота колебаний.Теперь две частоты будут разными, отмены не будет, и радио будет издавать шипящий звук. Это означает, что обнаружен металлический объект.

Простая, га.

CircuitsToday представил список книг, которые помогут вам получить знания по основам электроники. Эти книги написаны некоторыми известными авторами в области электроники и их можно купить в Интернете. Нажмите на эту ссылку: — 4 ОТЛИЧНЫХ КНИГИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ.

Банкноты
  • Чтобы сделать L1, сделайте 60 витков эмалированного медного провода 36SWG на трубке из ПВХ диаметром 1 см.
  • Питание схемы от адаптера, а не от батареи вызывает шум. Радиопроекты всегда хорошо питать от батареи.

Принципиальная электрическая схема металлоискателя и перечень деталей Принципиальная схема


Эта простая схема состоит из следующих частей;
  • Резистор — 3,3 кОм — 1 шт.
  • Резистор — 2,2 кОм — 1 шт.
  • Сопротивление — 68 Ом — 1 шт.
  • Конденсатор — 10 мкФ / 16 В — 1 шт.
  • Конденсатор — 10пФ — 1 шт.
  • Конденсатор — 100 пФ — 1 шт.
  • Аккумулятор — 6 В
  • Транзистор
  • NPN — BC548 — 1 шт.

Приложения

Применения металлоискателей много.Вы можете увидеть их в аэропортах и ​​везде, где требуется проверка безопасности при входе. Помимо этого;

  • Можно использовать как крутой мини-проект для инженерии, ну или хотя бы для показухи
  • Для обнаружения металлических предметов на конвейерных лентах. В пищевой промышленности важно, чтобы металлы не попадали случайно, поэтому наличие металлоискателя рядом с конвейерными лентами, на которых транспортируются предметы для упаковки, сделает свою работу.
Похожие сообщения

Как работают металлоискатели | База знаний

Представляем Multi-IQ

Multi-IQ — это последняя крупная технологическая инновация Minelab, которая может рассматриваться как объединение преимуществ производительности как FBS, так и VFLEX в новом сочетании технологий.Это не просто переработка одночастотного VLF и не просто другое название итерации BBS / FBS.

Multi-IQ обеспечивает высокий уровень точности идентификатора цели на глубине намного лучше, чем может достичь любой одночастотный детектор, включая переключаемые одночастотные детекторы, которые утверждают, что они многочастотные. Когда Minelab использует термин «многочастотный», мы имеем в виду «одновременный», то есть более одной частоты передается, принимается И обрабатывается одновременно.Это обеспечивает максимальную чувствительность цели для всех типов и размеров целей, сводя к минимуму шум грунта (особенно в соленой воде). В настоящее время существует лишь несколько детекторов от Minelab и других производителей, которые можно отнести к классу настоящих многочастотных, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Чем отличается Multi-IQ от BBS / FBS?

Multi-IQ использует группу основных частот, отличную от BBS / FBS, для генерации широкополосного многочастотного сигнала передачи, который более чувствителен к высокочастотным целям и немного менее чувствителен к низкочастотным целям.Multi-IQ использует новейшие высокоскоростные процессоры и передовые методы цифровой фильтрации для гораздо более высокой скорости восстановления, чем технологии BBS / FBS. Multi-IQ справляется с морской водой и условиями пляжа почти так же хорошо, как BBS / FBS, однако BBS / FBS по-прежнему имеют преимущество в поиске высокопроводящих серебряных монет в любых условиях.

С помощью Multi-IQ мы можем добиться гораздо большей точности идентификации цели и повысить эффективность обнаружения, особенно в «труднопроходимой» местности. В «мягком» грунте одночастотный режим может работать адекватно, НО глубина и стабильные ID будут ограничены шумом грунта; в то время как Multi-IQ одновременно работает на нескольких частотах, обеспечивая максимальную глубину с очень стабильным целевым сигналом.В «сильном» грунте одна частота не сможет эффективно разделить целевой сигнал, что приведет к ухудшению результатов; тогда как Multi-IQ по-прежнему будет обнаруживать на глубине, теряя минимальную точность цели, как показано на этой диаграмме.


«Сколько одновременных частот?» , спросите вы, задавшись вопросом, является ли это критическим параметром. В последние годы компания Minelab проводит подробные исследования по этому поводу. Так же, как вы можете раскрасить карту множеством цветов, минимальное количество, позволяющее различать соседние страны, составляет всего четыре.Как и в случае с проблемой карты, возможно, более интересным является не максимальное количество частот, необходимое для достижения оптимального результата, а минимальное количество. Когда дело доходит до частот в детекторе, то, как частоты комбинируются И обрабатываются , теперь более важно, чем количество частот, для достижения еще лучших результатов.


Частотный диапазон Multi-IQ, показанный на этой диаграмме, применим как к извещателям серии EQUINOX, так и серии VANQUISH, во всех моделях.Нет прямой связи между отдельными отдельными частотами, показанными на диаграмме, и частотами, используемыми в Multi-IQ.

На приведенной выше диаграмме показан типичный диапазон чувствительности одночастотных детекторов по сравнению с полноспектральной чувствительностью, обеспечиваемой Multi-IQ. В то время как детектор, работающий на частоте 5 кГц, будет чувствителен к высоким проводникам, таким как большие серебряные мишени, тот же самый детектор будет особенно невосприимчивым к маленьким золотым самородкам (малым проводникам). И наоборот, детектор, работающий на частоте 40 кГц, имеет высокую чувствительность для мелкого золота и гораздо меньшую чувствительность для крупного серебра.Multi-IQ очень чувствителен ко всем целям во всем частотном диапазоне.

Проект металлоискателя

Arduino с кодом и принципиальной схемой

Металлоискатель

— это устройство безопасности, которое используется для обнаружения металлов, которые могут быть опасными, в различных местах, таких как аэропорты, торговые центры, кинотеатры и т. Д. Ранее мы сделали очень простой металлический детектор без микроконтроллера, теперь мы строим металлоискатель с использованием Arduino . В этом проекте мы собираемся использовать катушку и конденсатор, которые будут отвечать за обнаружение металлов.Здесь мы использовали Arduino Nano для создания металлоискателя проекта . Это очень интересный проект для всех любителей электроники. Когда этот детектор обнаруживает рядом с собой какой-либо металл, зуммер начинает очень быстро пищать.

Требуемые компоненты:

Ниже приведены компоненты, которые вам понадобятся для создания простого металлоискателя DIY с использованием Arduino . Все эти компоненты должны быть легко доступны в вашем местном магазине оборудования.

  1. Arduino (любая)
  2. Катушка
  3. Конденсатор 10 нФ
  4. Зуммер
  5. Резистор 1к
  6. Резистор 330 Ом
  7. светодиод
  8. 1N4148 диод
  9. Макетная плата или печатная плата
  10. Соединительная перемычка
  11. Аккумулятор 9 В

Как работает металлоискатель?

Всякий раз, когда через катушку проходит ток, вокруг нее создается магнитное поле. А изменение магнитного поля создает электрическое поле.Теперь, согласно закону Фарадея, из-за этого электрического поля на катушке возникает напряжение, которое противодействует изменению магнитного поля, и именно так катушка развивает индуктивность , что означает, что генерируемое напряжение противодействует увеличению тока. Единица измерения индуктивности — Генри, а формула для измерения индуктивности:

.
  L = (μ  ο  * N  2  * A) / л 

Где,
L- Индуктивность по Генри
μο- проницаемость, ее 4π * 10 -7  для воздуха
N- количество витков
A- Внутренняя площадь активной зоны (πr  2 ), м  2 
l- Длина рулона в метрах 

Когда какой-либо металл приближается к катушке, катушка меняет свою индуктивность.Это изменение индуктивности зависит от типа металла. Он уменьшается для немагнитных металлов и увеличивается для ферромагнитных материалов, таких как железо.

В зависимости от сердечника катушки значение индуктивности резко меняется. На рисунке ниже вы можете видеть индукторы с воздушным сердечником, в этих индукторах не будет сплошного сердечника . По сути, это катушки, оставленные в воздухе. Средой потока магнитного поля, создаваемого индуктором, является ничто или воздух. Эти катушки индуктивности имеют очень меньшую индуктивность.

Эти катушки индуктивности используются, когда нужны значения в несколько микрогенри. Для значений, превышающих несколько миллигенри, они не подходят. На рисунке ниже вы можете увидеть индуктор с ферритовым сердечником . Эти индукторы с ферритовым сердечником имеют очень большое значение индуктивности.

Помните, что здесь намотана катушка с воздушным сердечником, поэтому, когда металлический предмет приближается к катушке, он действует как сердечник для индуктора с воздушным сердечником.Благодаря этому металлу, действующему в качестве сердечника, индуктивность катушки изменяется или значительно увеличивается. При таком внезапном увеличении индуктивности катушки общее реактивное сопротивление или импеданс LC-цепи изменяется на значительную величину по сравнению с отсутствием металлической детали.

Итак, в этом проекте Arduino Metal Detector мы должны найти индуктивность катушки для обнаружения металлов. Поэтому для этого мы использовали схему LR (схема резистора-индуктора), о которой мы уже говорили.В этой схеме мы использовали катушку с 20 витками или обмотку диаметром 10 см. Мы использовали пустой рулон ленты и намотали на него проволоку, чтобы получилась катушка .

Схема:

Мы использовали Arduino Nano для управления всем этим металлоискателем Project . Светодиод и зуммер используются в качестве индикатора обнаружения металла. Катушка и конденсатор используются для обнаружения металлов. Сигнальный диод также используется для понижения напряжения.И резистор для ограничения тока на вывод Arduino.

Рабочее пояснение:

Работа этого металлоискателя Arduino немного сложна. Здесь мы передаем блокирующую волну или импульс, сгенерированный Arduino, на фильтр верхних частот LR. Из-за этого катушка будет генерировать короткие всплески при каждом переходе. Длина импульса генерируемых пиков пропорциональна индуктивности катушки. Таким образом, с помощью этих импульсов Spike мы можем измерить индуктивность катушки.Но здесь трудно точно измерить индуктивность с помощью этих всплесков, потому что эти всплески имеют очень короткую продолжительность (примерно 0,5 микросекунды), и их очень трудно измерить с помощью Arduino.

Итак, вместо этого мы использовали конденсатор, который заряжается нарастающим импульсом или всплеском. И потребовалось несколько импульсов, чтобы зарядить конденсатор до точки, где его напряжение может быть считано аналоговым выводом A5 Arduino. Затем Arduino считывает напряжение этого конденсатора с помощью АЦП.После считывания напряжения конденсатор быстро разрядился, сделав вывод capPin как выход и установив его на низкий уровень. Весь этот процесс занимает около 200 микросекунд. Для лучшего результата мы повторяем измерения и усредняли результаты. Вот как мы можем измерить примерную индуктивность катушки , . После получения результата мы передаем результаты на светодиод и зуммер для определения наличия металла. Проверьте полный код , приведенный в конце этой статьи, чтобы понять, как работает.

Полный код Arduino приведен в конце этой статьи. В программной части этого проекта мы использовали два вывода Arduino: один для генерации блочных волн, подаваемых в катушку, и второй аналоговый вывод для считывания напряжения конденсатора. Помимо этих двух контактов, мы использовали еще два контакта Arduino для подключения светодиода и зуммера.

Вы можете проверить полный код и демонстрационное видео детектора металла Arduino ниже. Вы можете видеть, что всякий раз, когда он обнаруживает какой-либо металл, светодиод и зуммер начинают очень быстро мигать.

Насколько глубоко может зайти металлоискатель? (Обновлено 2021 г.) — Металлоискатели метро

В этой статье есть партнерские ссылки, а это означает, что мы можем получить небольшую комиссию, если вы совершите покупку по этим ссылкам.

Вам интересно узнать об обнаружении металлов и узнать, на какую глубину может заходить металлоискатель?

Большинство металлоискателей могут обнаруживать объекты глубиной около 4–8ʺ (10–20 см). В идеальных условиях металлоискатель среднего радиуса действия может достигать глубины 12–18ʺ (30–45 см) под землей. Некоторые специализированные детекторы могут работать на глубине до 65 футов (20 м).

Конкретная глубина зависит от типа детектора, который вы используете, и типа объекта, который вы пытаетесь обнаружить. И другие факторы, например, минералы в почве.

В этой статье мы рассмотрим, насколько глубоко металлоискатель может обнаружить. По теме много противоречивой информации и неясных объяснений. Мы здесь, чтобы помочь во всем этом разобраться.

Сначала мы объясним, как размер, форма и ориентация предмета, который вы ищете, влияют на то, насколько глубоко вы можете его обнаружить.Далее мы рассмотрим различные типы доступных металлоискателей. Мы расскажем все, что вам нужно знать, от частот до поисковых катушек. Наконец, мы рассмотрим, как минералы в земле могут влиять на глубину поиска. Давайте копаться.

Металлический объект: ваша цель

Металлоискатели могут обнаруживать только металлические предметы. Если вы ищете бриллианты или дерево, вам не повезло. На языке металлоискателей любой металлический объект, который вы ищете, является целью.

Не путать с универмагом, такой целью может быть потерянное кольцо или набор ключей.Это может быть клад, знаки собственности или крышка отстойника. Как бы то ни было, это металлическая вещь, которую вы хотите найти.

Чем больше вы знаете о своей цели, тем лучше вы подготовитесь к ее поиску. Металлический состав, размер, форма и ориентация цели влияют на глубину погружения металлоискателя.

Размер цели
Металлоискатель может обнаруживать большие цели на большей глубине, чем меньшие. Это связано с тем, что более крупные объекты имеют большую площадь поверхности, что создает большее нарушение электромагнитного (ЭМ) поля, создаваемого металлоискателем.

Форма цели
Круглые цели, такие как монеты или кольца, и плоские прямоугольные объекты, такие как металлические коробки или сундуки, легче обнаруживать на большей глубине из-за большей обнаруживаемой площади поверхности. Длинные или тонкие формы, такие как гвозди или проволока, труднее обнаружить в глубине почвы.

Ориентация цели
Плоскую (горизонтальную) цель легче обнаружить на глубине, чем вертикальную цель. Это связано с тем, что существует большая площадь поверхности, которая может нарушить электромагнитное поле детектора.Вертикальная цель обеспечивает меньшую площадь поверхности для работы, поэтому ее труднее обнаружить.

Целевой состав
Тип металла, который вы ищете, влияет на то, насколько глубоко вы можете его найти. Вы можете обнаружить металлы с высокой проводимостью электричества (например, серебро) на большей глубине, чем металлы с меньшей проводимостью, такие как золото, свинец или нержавеющая сталь.

Далее мы обсудим различные типы доступных металлоискателей и то, на какую глубину они могут заходить.

Металлоискатели стандартные

Модель
Garrett ACE Apex
  • Частота:
    Multi-Flex (от 5 кГц до 20 кГц)
  • Поисковая катушка:
    11ʺ x 6ʺ (Double-D)
  • Глубина:
    4 — 8ʺ (10 см — 20 см)
Купить на Amazon
Garrett AT Pro
  • Частота:
    одиночный (15 кГц)
  • Поисковая катушка:
    11ʺ x 8.5ʺ Двойной-D
  • Глубина:
    6-10ʺ (15 см — 25 см)
Купить на Amazon
Минелаб Ванкуиш 540
  • Частота:
    Multi-IQ (от 5 кГц до 40 кГц)
  • Поисковая катушка:
    12ʺ x 9ʺ Double-D
  • Глубина:
    4 — 8ʺ (10 см — 20 см)
Купить на Amazon
Minelab Equinox 800
  • Частота:
    Multi-IQ (от 5 кГц до 40 кГц)
  • Поисковая катушка:
    11ʺ (Double-D)
  • Глубина:
    6-10ʺ (15 см — 25 см)
Купить на Amazon

Так что же отличает эти металлоискатели друг от друга по глубине? Три вещи: частота, на которой они работают, программное обеспечение, которое они запускают, а также размер и форма поисковой катушки детектора.

Частоты

Первое различие между металлоискателями — это частота, на которой они работают. Но что это значит?

Рабочая частота металлоискателя — это количество проникающих через землю электромагнитных (ЭМ) волн, которые он может передавать в секунду. Мы измеряем эти частоты в килогерцах (кГц). Например, частота 7 кГц может передавать 7000 электромагнитных волн в секунду. С другой стороны, частота 40 кГц может передавать 40 000 волн в секунду.

Большинство металлоискателей работают на частоте от 7 кГц до 25 кГц.Существует два основных типа частотных технологий: одночастотные и многочастотные.

Одночастотный

В большинстве металлоискателей начального уровня используется одночастотная технология, называемая VLF. VLF означает очень низкая частота. Он непрерывно передает одночастотную электромагнитную волну в землю.

Низкие частоты (менее 8 кГц) лучше всего подходят для глубоких, больших или высокопроводящих целей, таких как серебро и медь. Высокие частоты (около 40 кГц) чувствительны к мелким золотым самородкам и другим менее проводящим металлам.Но они не реагируют на более проводящие металлы, которые можно легко обнаружить на низких частотах.

Некоторые низкие частоты подвержены помехам от электроники и линий электропередач. Это, как мы упоминали ранее, электромагнитные помехи или EMI.

Многочастотный

В металлоискателях высшего класса используется многочастотная система передачи. Многочастотная технология позволяет одновременно передавать несколько частот по спектру. Это делает металлоискатель чувствительным как к малым, так и к большим или глубоким целям одновременно.

Garrett Multi-Flex — это многочастотная система передачи и обработки сигналов, используемая в его детекторе ACE Apex. Он использует частотный диапазон от 5 кГц до 20 кГц.

Система передачи и обработки Multi-IQ компании Minelab считается лучшей в отрасли. Multi-IQ работает в диапазоне частот от 5 кГц до 40 кГц. Он отличается тем, как программное обеспечение детектора обрабатывает получаемые сигналы.

Функции программного обеспечения

Помимо частоты, есть программные функции, которые влияют на глубину обнаружения металлоискателем.

Балансировка грунта — это функция, доступная на многих металлоискателях. Он работает, чтобы свести к минимуму влияние минералов в земле. Мы подробно рассмотрим минерализацию грунта позже в этой статье, но давайте кратко рассмотрим его.

Минерализация грунта может давать ложные сигналы. Это когда металлоискатель издает звуковой сигнал, как будто цель находится в земле, но он просто обнаруживает частицы железа или соли в почве.

Чтобы смягчить это, функции балансировки грунта отключают сигналы, получаемые от минералов в земле.Это оставляет только сигналы от реальных целей.

Влияет ли балансировка грунта на глубину?

Эффекты минерализации грунта могут маскировать небольшие цели под поверхностью. Используя балансировку грунта, вы можете обнаруживать драгоценности или монеты, спрятанные в высокоминерализованной почве.

Дискриминация относится к способности металлоискателя точно различать металлические предметы. Это основано на их электропроводности и / или магнитных свойствах.

Некоторые металлы, например серебро, обладают высокой проводимостью электричества.Их можно разделить на основе их проводимости по сравнению с менее проводящими металлами, такими как золото или сталь. Другие металлы, такие как железо, являются магнитными и могут быть идентифицированы таким образом.

Влияет ли дискриминация на глубину?

Когда вы обнаруживаете нежелательные цели, такие как гвозди или винты, вы можете обнаруживать более глубокие цели, такие как монеты, спрятанные под другими.

Поисковые катушки

Поисковая катушка — это круглый предмет на конце стержня металлоискателя.Судя по названию, он состоит из двух наборов спиральных проводов. Один комплект, передающая катушка, генерирует электромагнитное (ЭМ) поле. Другой набор, приемная катушка, обнаруживает нарушения в этом поле.

Эти нарушения указывают на то, что металлический предмет может быть в земле. Есть много размеров, форм и конфигураций поисковых катушек. Каждый предназначен для разных целей, областей поиска и уровней минерализации.

Размеры поисковой катушки

Размер поисковой катушки определяет, какую площадь может покрыть металлоискатель.При перемещении катушки по земле поисковая катушка среднего размера может покрывать от 2 футов до 3 футов (от 0,61 до 0,91 м) каждые 3-4 секунды.

Какую глубину может обнаружить поисковая катушка?

Как правило, глубина обнаружения поисковой катушки равна ее диаметру.

Чем больше катушка, тем глубже она может обнаружить цель. Но есть точка, в которой генерируемое электромагнитное поле настолько велико, что детектор не может обнаруживать мелкие объекты. Для монет и колец этот порог представляет собой поисковую катушку диаметром более 14-15ʺ (35-38 см).

Маленькие поисковые катушки (также называемые снайперскими катушками) имеют размер 4–7ʺ (10–18 см) и могут обнаруживать почти такую ​​же глубину, как и стандартные катушки 9–10ʺ (22–25 см). Как мы отмечали в предыдущем разделе, это от 6 до 8ʺ (15–20 см) в глубину.

Эти маленькие катушки полезны в «замусоренных местах», таких как приусадебные участки и заваленные мусором парки. Они генерируют концентрированные электромагнитные поля и лучше всего подходят для обнаружения крошечных объектов, таких как серьги или золотые самородки. А небольшие катушки менее восприимчивы к электромагнитным помехам (EMI) от линий электропередач, сотовых телефонов, микроволновых печей и другой электроники.

Поисковые катушки среднего размера входят в стандартную комплектацию большинства металлоискателей. Обычно они имеют диаметр 9–10 дюймов (22–25 см) и создают поле поиска шириной и глубиной около 8 дюймов (20 см).

Поисковые катушки среднего размера хорошо работают в различных областях поиска. Они подходят для обычных целей, таких как монеты, кольца и другие украшения.

Большие поисковые катушки имеют диаметр 10–15ʺ (25–38 см) и обеспечивают максимальную глубину обнаружения и зону охвата.

Они идеально подходят для поиска реликвий или разведки в отдаленных районах. Но есть компромиссы. В частности, они затрудняют обнаружение небольших целей. Большое электромагнитное поле, создаваемое этими катушками, может сделать металлоискатель «слепым» для серег, крошечных золотых самородков и тонких украшений. И они более восприимчивы к электромагнитным помехам, чем катушки других размеров.

Формы поисковой катушки

Поисковые катушки для металлоискателей бывают двух основных форм: кругов и эллипсов.

Круглые поисковые катушки являются наиболее распространенной формой.

Они обеспечивают баланс стабильности, площади покрытия и точности на различных типах почв. Круглые катушки могут обнаруживать немного глубже, чем эллиптические катушки.

Эллиптические поисковые катушки узкие и легче маневрируют в ограниченном пространстве.

Их более длинная форма обеспечивает такую ​​же зону покрытия, как и круглые катушки, но они не могут обнаруживать на такой глубине.

Конфигурации поисковой катушки

Наиболее распространенными типами поисковых катушек являются концентрические катушки, катушки с двойным d и монопетельные катушки.

Концентрические катушки состоят из большей внешней катушки, которая генерирует электромагнитное поле (передающая катушка), и меньшей внутренней катушки, которая принимает сигналы (приемная катушка).

Вместе эти катушки проникают в землю с конусообразным полем поиска. Концентрические поисковые катушки являются наиболее точными, но они более восприимчивы к электромагнитным помехам и минералам в земле.

Двойные D-образные катушки имеют передающую и приемную катушки, расположенные в перекрывающейся D-образной форме.

Эта конфигурация обеспечивает стабильность сигнала, снижает помехи от электромагнитных помех и минерализации грунта, а также возможность обнаружения на больших глубинах, чем концентрические катушки.

Катушки

Double-D генерируют два поля поиска для компенсации минерализации грунта. Первый — это узкое и глубокое поле обнаружения положительных результатов. Во-вторых, широкое отрицательное поле обнаружения, которое работает, чтобы подавить большую часть помех от земли.

Катушки Monoloop похожи на концентрические поисковые катушки.Вместо нескольких намоток проводов у них есть одна намотка, которая передает и принимает сигналы. Эта конфигурация проникает в землю глубже, чем большинство концентрических катушек. Однако компромисс за эту увеличенную глубину заключается в большем вмешательстве со стороны минерализованных почв.

Специализированные металлоискатели

Помимо стандартных металлоискателей, существуют и другие типы специализированных металлоискателей для промышленного и профессионального использования.

Магнитный локатор

Магнитный локатор — это тип металлоискателя, который обнаруживает только железо и сталь.Их используют для нахождения указателей, чугунных труб, крышек водяных клапанов, крышек септиков и других закопанных железных предметов.

Насколько глубоко он может обнаруживать?

Магнитные локаторы могут обнаруживать железные объекты глубиной от 4ʺ (10 см) до 16ʹ (4,8 м), в зависимости от размера объекта.

GA-92xtd Schonstedt — универсальный портативный магнитный локатор.

Детектор с двумя ящиками

В отличие от металлоискателя с одной поисковой катушкой, двухкамерные детекторы используют пару прямоугольных поисковых катушек.Эта установка может обнаруживать большие и глубокие цели, такие как тайники и реликвии. Компромисс такой глубины заключается в том, что они не могут обнаруживать объекты меньше 3ʺ (7,5 см).

Насколько глубоко он может обнаруживать?

Детекторы с двумя ящиками могут работать на глубине до 20ʹ (6,1 м). Это зависит от размера цели поиска и минералов в почве.

Двухкорпусный металлоискатель Fisher Gemini-3.

Наземный 3D сканер

3D сканер грунта — это особый тип металлоискателя с глубоким поиском.Он может обнаруживать захороненные туннели, артефакты, сокровища и подземные аномалии.

Археологи исследуют исторические поселения, руины и поля сражений, не трогая землю. Золотоискатели используют эти сканеры для поиска залежей полезных ископаемых перед копанием. Охотники за сокровищами ищут артефакты из золота, серебра, бронзы и других металлов. И другие люди используют их, чтобы найти туннели, фундаменты и скрытые камеры.

Насколько глубоко он может обнаруживать?

Трехмерный наземный сканер, такой как OKM eXP 6000, может обнаруживать объекты на глубине до 65ʹ (20 м) под поверхностью.

OKM eXp 6000 3D сканер грунта.

Радиочастотные локаторы

Радиочастотный локатор — это инструмент, используемый для поиска подземных пластиковых труб. Как для полива или водопровода. Автономный радиопередатчик, называемый зондом, прикрепляется к концу рыбной ленты и вводится в трубу. Зонд передает определенную частоту, которую принимает локатор, позволяя проследить трубу.

Насколько глубоко он может обнаруживать?

В зависимости от типа используемого зонда радиолокатор может обнаруживать зонд до 9ʹ (2.75 м) ниже поверхности.

Радиочастотный локатор.

Минерализация грунта

Эта карта минерализации грунта, адаптированная из отчета Геологической службы США, упомянутого ниже, показывает уровни концентрации минералов в различных почвах на территории Соединенных Штатов.

До сих пор мы несколько раз снижали минерализацию грунта, но что это такое?

Начнем с почвы. Почва состоит из песка, животных и растений и микроэлементов, таких как цинк, магний и железо.Высокий уровень этих микроэлементов в почве известен как минерализация почвы.

Почвы с высоким уровнем минерализации мешают электромагнитному полю, создаваемому металлоискателем. Это вмешательство влияет на то, насколько глубоко вы можете дотянуться.

По мере увеличения уровня минерализации глубина, на которой можно обнаружить металлический объект, уменьшается. Металлоискатели без функций балансировки грунта и дискриминации для уменьшения минерализации грунта мало пригодны в наиболее минерализованных областях.

Более минерализованный грунт увеличивает вероятность ложных сигналов. Это когда детектор издает звуковой сигнал, как будто там есть металлический предмет, но он просто улавливает следы минералов в почве.

Что вызывает минерализацию грунта?

Минерализация грунта — естественный процесс. Новые почвы, например, в парках и садах, имеют низкий уровень минеральных веществ. Со временем из-за дождя железо и другие минеральные частицы глубоко в почве мигрируют на поверхность. Они накапливаются, обеспечивая более высокий уровень минерализации почвы.

Насколько минерализована земля, где я живу?

Состав почвы сильно различается от места к месту. Но вы можете оценить уровни минерализации почвы в том месте, где вы живете, посмотрев на ее цвет. От пурпурно-красного до красновато-коричневого, богатая железом земля встречается по всему миру.

На юго-востоке и юго-западе США это почва называется красной глиной. Он встречается в южной и восточной Индии, Австралии, Южной Америке, а также в центральной и южной Африке.В 2007 году Геологическая служба США (USGS) опубликовала отчет о концентрациях микроэлементов в почвах на прилегающих территориях Соединенных Штатов. Отчет включает карты, которые иллюстрируют поверхностные концентрации многих из этих минералов.

Давайте рассмотрим

Большинство металлоискателей в среднем могут достигать глубины 6–8ʺ (15–20 см). Некоторые специальные металлоискатели могут достигать глубины 65ʹ (20 м). Но конкретная глубина, которую вы можете достичь, зависит от других факторов, таких как перечисленные ниже.

  • Частота, на которой работает ваш металлоискатель.
  • Такие функции, как дискриминация и балансировка грунта.
  • Размер, форма и конфигурация поисковой катушки вашего детектора.
  • Размер, форма, ориентация и металлический состав мишени.
  • Уровни минерализации почвы.

Насколько глубоко вы освоили металлоискатель? Расскажите об этом в комментариях ниже.

Простой в сборке импульсный индукционный металлоискатель с DSP — Lammert Bies

Об авторе: Ламмерт Бис папа, муж и полиглот.Он занимается разработкой встраиваемых систем с восьмидесятых годов. Использовал машинное обучение до того, как у него появилось название. Специализируется на соединении компьютеров, роботов и людей. Был сторонником Google Mapmaker и выступал на нескольких международных конференциях Google с 2011 года до тех пор, пока Mapmaker не отключили в 2017 году. Бухантер из Google. В настоящее время распространяет искусственный интеллект в самых диких местах производственной среды. Он никогда не перестает учиться.

Введение в обнаружение металлов

Большинство металлоискателей работают на том факте, что металлы в магнитном поле изменяют его поведение.Есть два общих подхода к обнаружению этих изменений. В одном подходе переменный ток подается на передающую катушку. Приемная катушка используется для приема магнитного поля, создаваемого передатчиком. Если кусок металла попадает в зону действия силовых линий магнитного поля, приемная катушка может обнаружить изменение как амплитуды, так и фазы принятого сигнала. Величина изменения амплитуды и изменения фазы является показателем размера и расстояния до металла, а также может использоваться для различения черных и цветных металлов.

В другом подходе импульсы тока отправляются на передающую катушку. Магнитное поле, вызванное этими импульсами, запускает вихревые токи в металлах вблизи катушки. Если магнитное поле переключается достаточно быстро, вихревые токи могут быть обнаружены с помощью передающей катушки, которая затем действует как приемник.

Импульсная индукция часто позволяет достичь более глубоких целей, чем частотные детекторы, но различить разные типы металлов труднее. В связи с особыми потребностями, когда я начал этот проект, на этой странице описывается индукционный металлоискатель с максимально возможной дискриминацией между различными металлами.Для этого обработка сигналов выполняется полностью в цифровом виде с помощью цифрового сигнального процессора , DSP .

Конструкция поисковой катушки

В Интернете есть много проектов, касающихся индукционных металлоискателей. Хотя они отличаются способом обработки сигналов, электроника, генерирующая импульсы магнитного поля, почти всегда идентична.

Основным элементом для генерации магнитных импульсов является катушка.Размер катушки в основном зависит от требуемой глубины обнаружения и минимального размера объектов, которые еще должны быть обнаружены. В целом можно сказать, что максимальная теоретическая глубина обнаружения катушки в пять раз больше диаметра, а минимальный размер объекта, обнаруживаемого катушкой, составляет пять процентов диаметра. Это максимальные значения, которые сильно зависят от ситуации. Очевидно, что с метровой катушкой вы не обнаружите пятисантиметровый объект на глубине пяти метров. Однако это дает представление о том, какой тип катушки вам нужен для решения конкретной проблемы.Многие люди будут использовать металлоискатели для поиска монет и драгоценностей. Для таких ситуаций подойдет катушка 250 или 400 мм. В моей ситуации мне нужно было разместить железные 100-миллиметровые водопроводные трубы на глубине двух метров. Вот почему я решил использовать катушку длиной 1 метр.

Хотя физический размер и форма катушки могут различаться (квадратные или эллиптические катушки используются в определенных ситуациях и работают так же хорошо, как и круглые), индуктивность катушек незначительно различается между различными физическими конструкциями.Общепринятая оптимальная индуктивность поисковых катушек для импульсных индукционных металлоискателей находится в диапазоне от 300 до 500 мкГн. В этом проекте я предполагаю, что используемые катушки имеют емкость 400 мкГн. Для катушек меньшего размера это обычно означает большее количество витков.

Поисковая катушка должна работать от общедоступных источников питания. Из-за аналоговой схемы для усиления слабых сигналов вихревых токов, регистрируемых после прекращения магнитного импульса, наиболее практичным является двойной источник питания ± 10 В или ± 12 В.Катушка будет заряжаться только с одной из двух сторон источника питания, что дает асимметричный разряд батареи, если мы используем два отдельных аккумуляторных блока для положительной и отрицательной стороны источника питания. Поэтому мы будем использовать только одну аккумуляторную батарею на 10 или 12 вольт и генерировать другую сторону питания с помощью преобразователя постоянного тока в постоянный. Хотя это делается в большинстве коммерческих и самодельных схем металлоискателей, это далеко не идеально. Основная проблема заключается в том, что напряжение, генерируемое преобразователем постоянного тока в постоянный, не является свободным от пульсаций, и особенно на высоких частотах, с которыми мы работаем, это может вызвать некоторую нежелательную связь.Мы отложим эту проблему до параграфа об источнике питания и теперь будем предполагать, что наша катушка заряжена напряжением от 9 до 15 В (в зависимости от фактического выбора аккумуляторной батареи, уровня заряда аккумуляторов и т. Д.) .)

Когда это напряжение подается на катушку через высокоскоростной биполярный транзистор или полевой МОП-транзистор, ток в катушке будет постепенно увеличиваться, пока не будет ограничен внутренним сопротивлением катушки, зарядным транзистором и другими возможными компонентами с сопротивлением в линии. .Чем дольше мы заряжаем, тем выше будет магнитное поле. В этом есть свои преимущества и недостатки. Более сильные магнитные поля могут проникать глубже в почву. Но если мы будем заряжать более длительный период, чем, скажем, 250 мкс, вы можете перенасыщать землю, что сделает небольшие объекты невидимыми из-за фонового шума. Поэтому мы должны ограничить максимальное время зарядки значением около 250 мкс при достаточно низком сопротивлении цепи, чтобы в течение этого периода в катушке генерировался достаточный ток.Нетрудно рассчитать максимальный ток, который может протекать через катушку. Этот ток определяется омическим сопротивлением всех компонентов контура. Можно с уверенностью предположить, что наибольшее сопротивление имеет катушка. Многие силовые транзисторы и полевые МОП-транзисторы, используемые в индукционных металлоискателях, имеют максимальный непрерывный ток от 8 до 10 ампер. Если мы сконструируем катушку таким образом, чтобы она имела сопротивление не менее 2 Ом, максимальный ток, который будет протекать, никогда не будет больше 7.5 ампер с самой большой аккумуляторной батареей и полностью заряженными батареями. При сопротивлении цепи 2 Ом и минимальном напряжении 9 В ток через катушку достигнет примерно 3,2 А за упомянутые выше 250 мкс, что более чем достаточно для импульсного индукционного металлоискателя общего назначения с возможностью глубокого поиска.

Теперь мы определили индуктивность и сопротивление катушки, но это не многое говорит о физической конструкции катушки, если мы не знаем ее размеры.В таблице ниже я суммировал размер катушки, толщину провода, количество витков и физическое строение для ряда распространенных размеров катушек. Во всех случаях я старался максимально приблизиться к указанным выше значениям индуктивности и сопротивления. Это уменьшит проблемы с длиной импульса заряда и номиналами разрядного резистора при замене катушек.

9077 4077 40075 мм 9077
Размер Форма Обороты Сечение провода Индуктивность Сопротивление
Ø 120 мм Круглый 36 .40 мм / 0,14 мм² 405 мкГн 1,9 Ом
Ø 150 мм Круглый 31 Ø 0,40 мм / 0,14 мм² 394 µH 2,0 Ом
Круглый 28 Ø 0,40 мм / 0,14 мм² 387 µH 2,1 Ом
Ø 200 мм Круглый 26 Ø 0,40 мм / 0,14 мм²
Ø 250 мм Круглый 22 Ø 0.40 мм / 0,14 мм² 380 мкГн 2,3 Ом
Ø 300 мм Круглый 20 Ø 0,50 мм / 0,20 мм² 390 µH 1,6 Ом
Круглый 17 Ø 0,50 мм / 0,20 мм² 396 мкГн 1,8 Ом
Ø 500 мм Круглый 15 Ø 0,50 мм / 0,20 мм² 400
1.0 x 1,0 м Квадрат 10 Ø 0,66 мм / 0,34 мм² 406 µH 2,0 Ω
1,4 x 1,4 м Квадрат 8 Ø 0,66 мм / 0,34 мм 387 мкГн 2,2 Ом
1,8 x 1,8 м Квадрат 7 Ø 0,80 мм / 0,50 мм² 398 мкГн 1,7 Ом
Общие импульсные индукционные поисковые катушки 9000 Значения в этой таблице являются теоретическими и могут варьироваться в зависимости от способа создания катушек.В частности, индуктивность может значительно изменяться даже при небольших изменениях расстояния между проводами. Тебе не стоит этого бояться. Катушка будет работать нормально, даже если индуктивность отличается на 10 или 20% от указанных здесь значений. Круглые катушки должны быть изготовлены из эмалированной медной проволоки. Размеры 0,14 мм² и 0,20 мм² являются обычными толщинами и должны быть доступны в каждом крупном магазине электроники или по почте. Квадратные катушки созданы из многожильных кабелей передачи данных. Многожильные кабели 10 × 0.34 мм², 8 × 0,34 мм² и 7 × 0,50 мм² производятся такими компаниями, как Unitronic, для подключения датчиков в промышленных приложениях. Обязательно покупайте для этого кабель без экранирования.

Кривая разряда и дискриминация

Цикл обнаружения импульсных индукционных металлоискателей начинается сразу после отключения магнитного поля. Это достигается путем закрытия биполярного силового транзистора или полевого МОП-транзистора, который соединяет катушку с источником питания. График разряда катушки можно разделить на три части.

Этап 1: Эффект пробоя драйвера MOSFET

В большинстве конструкций металлоискателей используются полевые МОП-транзисторы для регулирования импульсов тока через поисковую катушку. В нашей конструкции для этой задачи также будет использоваться полевой МОП-транзистор. Если полевой МОП-транзистор закрыт, ток в катушке разряжается через резистор в токовой петле, который должен точно соответствовать индуктивности катушки. Для идеального демпфирования катушки 400 мкГн используется резистор примерно 680 Ом. Катушки с индуктивностью 300 мкГн должны разряжаться через резистор 600 Ом.Если мы нагружаем катушку током в 2 ампера, по закону Ома нетрудно рассчитать, что с разрядным резистором 680 Ом напряжение достигнет пика до 1360 вольт. Не многие коммерчески доступные электронные компоненты будут способны выдерживать такое напряжение, и особенно силовые полевые МОП-транзисторы, используемые для пробоя катушек металлоискателя в диапазоне от 300 до 750 вольт, в зависимости от марки и модели. Это означает, что во время первой стадии разряда катушки напряжение на катушке будет ограничено примерно до 500 вольт, при этом часть тока протекает через демпфирующий резистор, а часть — через полевой МОП-транзистор драйвера.Это далеко не идеально, потому что более высокое напряжение разряда означает более быстрое отключение магнитного поля, но мы должны быть счастливы, что это внутреннее поведение MOSFET на самом деле предотвращает повреждение других компонентов.

Время, в течение которого система остается на стадии 1 кривой разряда, зависит от величины тока, протекающего через катушку в момент начала разряда, напряжения пробоя полевого МОП-транзистора и суммы сопротивлений катушки, проводки и демпфирующего резистора.Предполагая, что основное сопротивление в контуре вызвано демпфирующим резистором, мы можем рассчитать длину первой ступени по следующей формуле:

T s1 = L змеевик * (I змеевик — V brk_down / R влажный ) / V brk_down

Очевидно, что эта формула действительна только тогда, когда I змеевик > V brk_down / R damp , потому что в противном случае ступень 1 никогда не вводится, а кривая нагнетания напрямую переходит на ступень 2.В нашем примере с катушкой 400 мкГн, демпфирующим резистором 680 Ом, начальным током катушки 2 А и напряжением пробоя полевого МОП-транзистора 500 В этот первый этап кривой разряда будет длиться одну микросекунду.

Этап 2: Спад тока через демпфирующий резистор при высоком напряжении катушки

Как только напряжение, индуцированное током в катушке, достигнет значения ниже напряжения пробоя полевого МОП-транзистора, ток будет экспоненциально спадать до нуля. Параметры, которые могут изменить этот распад, — это полное сопротивление в токовой петле и физические свойства магнитного поля в катушке.Металлы, находящиеся в зоне действия силовых линий магнитного поля, могут изменить вторую стадию кривой распада, но есть некоторые проблемы с их обнаружением. Прежде всего, это очень высокие напряжения. Этап 2 вступает в силу, когда напряжение на катушке падает ниже напряжения пробоя полевого МОП-транзистора (где-то около 500 Вольт), и заканчивается, когда напряжение уменьшается настолько, что оно может быть снято обычными аналоговыми цепями (часто около 0,5 или 1 В). Этот этап также довольно короткий, что затрудняет выполнение надежных измерений, которые дают информацию о наличии или различении металлов в зоне действия магнитного поля.

Большинство металлоискателей с импульсной индукцией поэтому просто пропускают этот второй этап и ждут, пока третий этап не начнет цикл обнаружения и дискриминации. Наш детектор на основе DSP отличается тем, что он обнаруживает точный момент, когда кривая разряда переходит от этапа 2 к этапу три.

Рассматривая общие схемы обработки сигналов импульсных индукционных металлоискателей, демпфирующий резистор имеет два последовательно соединенных параллельно противоположно расположенных диода. Эти диоды действуют как ограничители напряжения, подтягивая одну сторону резистора к одной из сторон источника питания.Это сторона источника питания, которая функционирует как виртуальная земля при аналоговой обработке сигнала. Пока напряжение на катушке превышает 0,7 В, необходимое для открытия этих диодов, напряжение на диодах практически фиксировано. Когда напряжение на катушке падает ниже этого значения, диоды закрываются, и измеренное напряжение является фактическим остаточным напряжением на катушке.

Для нашей примерной катушки, стадия 2 будет длиться около 3,9 мкс, пока ток катушки не упадет достаточно, чтобы снизить напряжение ниже этого магического значения 0.7 Вольт. Практически это означает конец второй стадии разрядной кривой и начало последней стадии, на которой могут быть обнаружены длительные вихревые токи. Если металлы находятся в диапазоне действия магнитного поля, момент перехода на третью ступень сместится. Черные металлы вызывают увеличение индуктивности катушки, что практически приводит к задержке точки перехода. Цветные металлы приведут к тому, что третий этап выйдет раньше. Мне не нужно объяснять, что для точного измерения точки перехода нам понадобится хорошая и быстрая аналоговая измерительная система и быстрый цикл вычислений ЦП.Здесь используется наш цифровой сигнальный процессор.

Этап 3: окончательное затухание тока и вихревые токи

На последнем этапе демпфирующий резистор блокируется двумя последовательно включенными диодами, и ток дополнительно затухает через вспомогательные резисторы в цепи. Текущие токи являются остатками первоначального тока катушки и токами, вызванными вихревыми токами соседних металлов. Это исторически этап, на котором импульсный индукционный металлоискатель на базе аналогового и микроконтроллера выполняет анализ сигналов.Анализ сигналов в этой области затруднен по двум причинам. Прежде всего, это очень низкие уровни сигнала, которые требуют усиления в сотни или тысячи раз для получения некоторой информации. Это также усилит шум в сигнале. Вторая проблема заключается в том, что основная область различения находится примерно в первых 30 микросекундах затухания. Если игнорировать первую часть кривой затухания по замыслу, правильное различение типов металлов будет чрезвычайно трудным.

Аналоговые импульсные индукционные металлоискатели и версии на базе базовых микроконтроллеров идут еще дальше, поскольку не рассматривают саму форму сигнала, а усредняют ее в интегрирующем конденсаторе и используют конечное напряжение этого конденсатора, чтобы определить, был ли обнаружен металл.Это снизит значительный шум, создаваемый высоким коэффициентом усиления в каскаде усиления, но интегрирование сигнала удалит всю информацию, относящуюся к металлам. Вот почему обычные металлоискатели с импульсной индукцией так плохо разбираются. Сначала они выбрасывают почти всю информацию, суммируют то, что осталось, а затем говорят: «Эй, я, наверное, что-то обнаружил, но не спрашивайте меня, как и когда!».

График расхода на графике

Возможный график кривой разряда на входе нашей детекторной электроники можно увидеть на следующем рисунке.Красная кривая — это кривая разряда без цели, две другие кривые показывают разницу, когда цель находится в зоне действия магнитного поля.

График импульсной индукционной характеристики для различных целей

В течение первых пяти микросекунд, когда кривая разряда находится на стадии 1 и стадии 2, сигнал ограничивается защитными диодами во входной цепи. После этого кривая медленно затухает, причем скорость затухания зависит от существования мишени и проводимости этой мишени.В верхней части кривой ферромагнитные металлы вызовут небольшую задержку сигнала, которая упадет ниже 0,7 В, тогда как цветные металлы сместят эту точку перехода немного раньше. Материалы с высокой проводимостью, такие как золото, серебро и медь, будут иметь крутой изгиб и быстро распадаться до нуля. Мы видим, что примерно через 30 микросекунд различение различных типов целей практически невозможно. Анализируя ряд этих кривых, можно сделать обоснованное предположение о материале цели, обнаруженной импульсным индукционным металлоискателем.Как и в случае со всеми металлоискателями, это обоснованное предположение, а не однозначный ответ, потому что размер, глубина, окружающие цели и реакция почвы могут изменить сигнал таким образом, что надлежащее различение невозможно.

Конструкция блока питания

Одной из основных проблем при разработке хорошего импульсного индукционного металлоискателя с цифровой обработкой сигналов является правильная конструкция источника питания. Система будет включать трех опытных пользователей, у каждого из которых будут свои собственные потребности. Пиковые токи в одной части источника питания не должны отрицательно влиять на другие части системы.Аналоговое и цифровое заземление также следует разделять, насколько это возможно. Достичь этого непросто, если мы также хотим запитать всю схему от одной аккумуляторной батареи.

Питание катушки

Катушка, без сомнения, является самым большим потребителем тока в цепи. Импульсы, которые могут достигать нескольких ампер, генерируются включением и выключением катушки через полевой МОП-транзистор. Поэтому катушка должна питаться напрямую от аккумуляторной батареи. Ни один линейный регулятор или преобразователь постоянного тока в постоянный не будет иметь мощности для генерации этих коротких импульсов тока без серьезных последствий где-либо в системе.Мы можем использовать небольшой последовательный резистор и большой буферный конденсатор для защиты батарей от больших токов питания.

Аналоговый блок усиления

Аналоговый каскад усиления работает от двойного источника питания в диапазоне от ± 5 до ± 15 Вольт. Центр этих источников питания должен быть подключен к неподвижной стороне катушки и будет практически работать как аналоговая земля в цепи. Тогда плавающая сторона будет усилена относительно центра подачи.Наша конструкция первого каскада усилителя будет полностью дифференциальной, что уменьшит помехи, если аналоговый ноль не будет идеально стабильным.

Блок питания цифрового сигнального процессора

Цифровые сигнальные процессоры предназначены для работы при напряжении 3,3 В, 5 В или обоих. Я буду использовать более высокое напряжение питания по двум причинам. Во-первых, из прошлого опыта стало известно, что у процессоров с питанием от 5 Вольт меньше проблем с помехами. Но главная причина в том, что модель DSP, которую я решил использовать, может использовать только самый быстрый режим преобразования АЦП, когда подключен источник питания на 5 вольт.Положение блока питания в общей схеме затруднительно. Чтобы переключить полевой МОП-транзистор, который управляет катушкой, в идеале линия нулевого питания DSP должна быть подключена к нулю полевого МОП-транзистора, который находится на внешнем конце источников питания. Но для правильной выборки аналоговых сигналов в каскаде усиления ноль DSP должен быть около нуля каскада усиления, который находится в центре источников питания. Поскольку с помощью дифференциального усилителя легче сместить уровни напряжения аналогового каскада, чем переключить полевой МОП-транзистор с произвольного уровня напряжения, мы подключим цифровые компоненты к отрицательной линии питания.Это также автоматически разделяет аналоговую и цифровую землю, что снижает проблемы с шумом.

Схема силовой части

Собрав все пожелания, проще всего построить силовую часть схемы, как на следующем рисунке. Катушка питается практически напрямую от аккумуляторной батареи. Я говорю «почти прямо», потому что для уменьшения пиковых токов используются небольшой резистор и большой конденсатор. Цифровые компоненты размещаются рядом с отрицательной линией питания. Линейный регулятор мощности, конденсаторы и диод должны предотвращать возврат слишком большого количества шума, создаваемого цифровыми компонентами, в аналоговую схему.Операционным усилителям аналогового усилителя для работы нужен двойной источник питания. Верхняя часть этого источника питания генерируется микросхемой LT1054 в конфигурации удвоителя напряжения.

Фактически точка соединения R3, C3 и поисковой катушки действует как аналоговая земля. Этот уровень земли будет повышаться и понижаться во время каскада заряда и разряда конденсатора C3, но это не окажет отрицательного влияния на аналоговый усилитель, поскольку входная схема каскада усиления будет полностью дифференциальной.

Вы можете видеть, что клеммы + и — батареи определены как точка звезды. Так должно быть и при проектировании печатной платы. При наличии как можно более коротких общих линий между тремя основными потребителями (катушкой, процессором и аналоговым усилителем) вероятность помех между этими компонентами будет меньше.

Источник питания импульсного индукционного металлоискателя

Чтение, после определенного возраста,
слишком отвлекает ум от творческих поисков.
Любой мужчина, который слишком много читает и слишком мало использует свой мозг
впадает в ленивое мышление.

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН

Самодельная схема металлоискателя

ДОМАШНИЙ ДЕТЕКТОР МЕТАЛЛА Простая и чувствительная схема

18 января 2015 … Самодельная простая, но эффективная схема металлоискателя своими руками для обнаружения монет, ювелирных изделий и многого другого. В этом видео я покажу вам, как именно была сделана моя … Самодельная схема металлоискателя — ElectroSchematics Эта самодельная схема металлоискателя поможет вам найти объекты, состоящие из материалов с относительно высокой магнитной проницаемостью.Он не подходит для схемы самодельного металлоискателя — ЭлектроСхема Сердцем этой схемы самодельного металлоискателя является микросхема CS209A. Металлоискатель построен с одной катушкой 100 мкГн диаметром 40 мм и емкостью.

Самодельный металлоискатель Металлоискатель, схема электроники …

Но для тех из вас, кто хочет попробовать самому сделать металлоискатель, ниже будет представлена ​​простая схема, относящаяся к обнаружению металла. КАК СДЕЛАТЬ ОДИН ИЗ. ЛУЧШИЕ ЦЕПИ ДЕТЕКТОРА МЕТАЛЛА… КАК СДЕЛАТЬ ОДНУ ИЗ ЛУЧШИХ ЦЕПЕЙ ДЕТЕКТОРА МЕТАЛЛА Электронные схемы Электронная схема. Простой металлоискатель: 8 шагов с изображениями — инструкции Простой металлоискатель: на днях, когда я искал инструкции, я наткнулся на интересную и простую схему для металлоискателя . Он построен с … желаю вам хорошего …

Схема металлоискателя со схемой и схемой — CircuitsToday

Эта простая схема состоит из следующих частей; · Резистор — 3 шт.3 кОм — 1 шт. • Резистор — 2,2 кОм — 1 шт. … В приведенной выше схеме последовательный конденсатор и катушка индуктивности образуют бак. В контуре резервуара энергия … Принципиальная схема и работа металлоискателя — Electronics Hub 31 июля, 2017 … Металлоискатели могут быть легко созданы, а схема для базового металлоискателя не такая сложная.В этом проекте мы разработали простую DIY …

Схема детектора золота — Новейшие детекторы золота и металла

29 июня, 2020 … интегральной схемы при создании электрической схемы. Здесь, на следующих изображениях, показан пример простой самодельной схемы металлоискателя … 19 Планы для самостоятельного изготовления металлоискателя Бесплатно — MyMyDIY Вдохновляющие проекты DIY Строитель также предоставляет вам инструкции, видео и схемы о том, как сделать металлоискатель с одной катушкой. Но он предупреждает, что с файлом…Схема для создания собственного электронного металлоискателя Самодельный металлоискатель. Самодельный земснаряд на воде. Заинтересованы в создании чрезвычайно сложного проекта, который поможет вам найти больше золотых самородков и …

Металлоискатель с 2-импульсной индукционной катушкой — Колледж ANU …

их «эхо» отраженного импульса, что продлит его до на долю дольше, чем без них. Схема отбора проб в металлоискателе настроена для контроля длины … Умный металлоискатель своими руками Hackaday 2 мая 2020… Конструкция основана на металлоискателе с открытым исходным кодом под названием Smart Hunter. В этом очень низкочастотном УНЧ металлоискателе используются передатчик и приемник … ха … Три способа построить металлоискатель — wikiHow Создание собственного металлоискателя — это весело и образовательно. При создании традиционного металлоискателя может потребоваться комплект или глубокое знание электрических цепей, …

50 Идеи металлоискателя металлоискатель, детектор, детектор золота

ОСНОВНАЯ СХЕМА металлоискателя.Как построить самодельный металлоискатель. Любой простой домашний проект может быстро превратиться в астрофический. Электронная схема … Схема металлоискателя — Электронные проекты Teemo Схема металлоискателя. Проект металлоискателя своими руками с микроконтроллером PIC12F1572 или PIC12F1840. Это открытый аппаратный DIY-проект. Это возможно … Сделай сам простой металлический детектор для смартфонов Hackaday.io 25 апр, 2020 … Сделай сам чувствительный УНЧ-детектор металла со смартфоном. … катушка подключается к микрофонному входу на смартфоне, как показано на схеме.

20 идей металлоискателя металлоискатель, детектор, металл — Pinterest

Схема глубинного металлоискателя — наземный сканер Проекты самодельных схем. В сообщении обсуждается простая схема детектора металла глубоко под почвой для … Разработка металлоискателя CLUE в CircuitPython Adafruit Learning … Обнаружение металла с помощью CLUE или Circuit Playground Bluefruit в CircuitPython … Высокая индуктивность здесь привлекательна, поскольку она снижает частота делает … Металлоискатель своими руками с использованием Arduino, шаг за шагом — Arduino Project Hub 25 февраля 2020 г… Принципиальная схема самодельного металлоискателя: — Код Arduino для самодельного металлоискателя: — codeigniter: include define capPin A5 define buz 9 define …

Figure1 -Электрическая схема самодельного металлоискателя …

Скачать научную диаграмму Figure1 -Электрическая схема самодельного металлоискателя. из публикации: EIJST — Изготовление самодельного металлоискателя … Самодельная схема детектора золота — Самодельный металлоискатель Самодельная схема детектора золота может быть трудной для некоторых людей, но найти золото, сделав свой собственный детектор, тоже весело.Smart Hunter — самодельный УНЧ металлоискатель. N.E.C.O. УНЧ-металлоискатель на базе ардуино и смартфона. … В Интернете есть много схем, как сделать самодельный усилитель, так что если кто-нибудь …

КАК СДЕЛАТЬ МЕТАЛЛОИСКАТОР — Es Metal Detectors

Создание собственного металлоискателя — идеальная школа, колледж или хобби проект. … Подключите эту катушку, когда закончите, к точкам, отмеченным катушкой 1 на схеме. … действительно хорошо … Двухканальный металлоискатель с двумя перпендикулярными антеннами Характеристики двух каналов металлоискателя были… Эквивалентная схема антенного комплекта: принципиальная схема и b эквивалентная схема. Как сделать металлоискатель дома своими руками — Поделиться проектом — Загрузка PCBWay Принципиальная схема bit.ly/2GoRaJ5. Скачайте Gerbers. Опубликовано в DIY Electronics ,. Металлоискатель. 05 февраля 2019 г. 3564 просмотраСообщить об элементе.

Разработка и проверка индуктивности поисковой катушки для импульса …

… металлоискатель. Использование одной схемы управления для обоих резервуаров змеевика LC … для разработки геометрии, необходимой для чувствительного обнаружения металла.Набор для аналитики, моделирования и. KitGuru DIY Kit — Металлоискатель: LGKT082 Easy Electronic Projects … Это принципиальная схема металлоискателя, использующего одну транзисторную схему и старый карманный радиоприемник. Это не что иное, как генератор Колпитца, работающий в … US4709213A — Металлоискатель с цифровой обработкой сигнала … Схема металлоискателя включает в себя передающую катушку 12 и приемную катушку 56, расположенные в уравновешенной индукционной конфигурации в электромагнитном поле.

Металлоискатель Smart Hunter DIY Project — Приложения в Google Play

Настоящий металлоискатель Smart Hunter — это приложение поможет вам очень легко построить металлоискатель.Вам понадобится: 1 — Arduino 2 — МОП-транзистор irf740 вы можете вы, любой … Металлоискатель — принципиальные схемы, схемы, проекты электроники Принципиальная схема. Описанная здесь схема является схемой металлоискателя. Принцип действия схемы основан на принципе супергетеродинирования, который обычно … Самодельные детекторы глубоких металлических цепей. Глубинный металлоискатель … 3 апреля 2020 … Но следует отметить, что при одинаковом размере рамки глубины, при разных металлоискателях, на разной глубине обнаружения просыпаются файлы Pirate…

Проект металлоискателя Arduino с кодом и схемой

6 января 2018 … После считывания напряжения конденсатор быстро разрядился, сделав вывод capPin в качестве выхода и установив его на низкий уровень. Весь этот процесс занимает около 200 … Как работают металлоискатели — Объясните, что материал 1 ноября, 2019 … Простое для понимания объяснение металлоискателей, включая … в цепи приемника синим цветом вверху, что делает гудение громкоговорителя и … Металлоискатели — Теория и практика — Схемы VLF, PI и BFO Как работают металлоискатели — короткая теория и примеры схем для очень низкочастотных, PI Pulse Induction и BFO детекторов.

Простая схема металлоискателя с приложениями — ElProCus

30 января, 2015 … Принципиальная схема и работа металлоискателя. В своей повседневной жизни мы привыкли видеть множество детекторов, которые обнаруживают металлические устройства, такие как пистолеты, … Постройте металлоискатель по дешевке — Lifehacker 24 февраля 2008 … Теперь у вас есть работающий металлоискатель, с которым вы можете экспериментировать. с … радио — это электронная плата калькулятора, которая производит … Металлоискатель — Университет Стоуни-Брук. Сегодня наша схемотехника реализует теорию, описанную выше, для обнаружения металлов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *