Металлоискатель своими руками — 12 принципиальных схем

Металлоискатель своими руками — как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64… 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.

. .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 — 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис. 9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1…2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 …100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7…0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100… 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

 

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

 

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

ЛУЧШИЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

ЛУЧШИЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

   Почему именно Volksturm был назван лучшим металлоискателем? Главное — схема реально простая и реально рабочая. Из множества схем металлоискателей, которые я лично делал, именно здесь всё просто, глубинобойно и надёжно! Тем более при своей простоте, в металлодетекторе есть хорошая схема дискриминации — определение железо или цветной металл находится в земле. Сборка металлоискателя заключается в безошибочной пайке платы и настройке катушек в резонанс и в ноль на выходе входного каскада на LF353. Ничего тут суперсложного нет, было бы желание и мозги. Смотрим конструктивное исполнение металлоискателя и новую усовершенствованную схему Volksturm с описанием.

   Так как по ходу сборки возникают вопросы, чтоб сэкономить ваше время и не заставлять перелистывать сотни страниц форума, здесь приведены ответы на 10 самых популярных вопросов. Статья в процессе написания, так что некоторые пункты будут дополнены позже.

 1. Принцип работы и обнаружения целей этого металлоискателя?
 2. Как проверить Работает ли плата металлоискателя?
 3. Какой резонанс выбрать?
 4. Какие конденсаторы лучше?
 5. Как настроить резонанс?
 6. Как сводить катушки в ноль?
 7. Какой провод для катушек лучше?
 8. Какие детали и чем можно заменить?
 9. От чего зависит глубина поиска целей?
 10. Питание металлоискателя Volksturm?

Принцип работы металлоискателя Volksturm

   Постараюсь в двух словах о принципе работы: передача,прием и баланс индукции. В поисковом датчике металлоискателя устанавливают 2 катушки — передающую и приемную. Присутствие металла изменяет индуктивную связь между ними (в том числе и фазу), что влияет на принимаемый сигнал, который затем обрабатывается блоком индикации. Между первой и второй микросхемой стоит коммутатор управляемый импульсами генератора сдвинутого по фазе относительно передающего канала (т.е. когда передатчик работает, приемник отключен и наоборот если приемник включен передатчик отдыхает, а приемник спокойно ловит отраженный сигнал в этой паузе). Итак, вы включили металлоискатель и он пищит. Отлично, если пищит — значит многие узлы работают. Давай разберёмся почему именно он пищит. Генератор на у6Б постоянно генерирует тональный сигнал. Далее он поступает на усилитель на двух транзисторах, но унч не откроется (не пропустит тон) пока напряжение на выходе у2Б (7-й вывод) не разрешит ему этого. Данное напряжение выставляется изменением режима с помощью этого самого резистора трэш. Им надо выставить такое напряжение, чтоб унч почти открылся и пропустил сигнал с генератора. И входные пару милливольт с катушки металлоискателя пройдя усилительные каскады, превысят этот порог и он откроется окончательно и динамик запищит. Теперь проследим прохождение сигнала, точнее сигнала отклика. На первом каскаде (1-у1а) будет пару милливольт, можно до 50. На втором каскаде (7-у1Б) это отклонение увеличится, на третьем(1-у2А) будет уже пару вольт. Но без отклика везде на выходах по нулям.

Как проверить работает ли плата металлоискателя

   Вообще усилитель и ключ (CD 4066) проверяется пальцем на входной контакт RX при максимальном сопротивлении сенс и максимальным фоном на динамике. Если изменение фона есть при нажатии пальцем на секунду, то ключ и операционники работают, далее подключаем катушки RX с конденсатором контура параллельно, конденсатор на катушке TX последовательно, ложим одну катушку на другую и начинаем сводить в 0 по минимальному показанию переменного тока на первой ноге усилителя U1A. Далее берем что-нибудь большое и железное и проверяем есть в динамике реакция на металл или нет. Проверим напряжение на у2Б (7-й вывод) оно должно регулятором трэш, меняться +-пару вольт. Если нет — проблема в данном каскаде ОУ. Для начала проверки платы отключаем катушки и включаем питание.

   1. Должен идти звук при положении регулятора сенс на максимальное сопротивление, коснёмся пальцем на РХ — если есть реакция, все операционники работают, если нет — проверяем пальцем начиная с u2 и меняем (обследуем обвязку) нерабочего ОУ. 

   2. Работа генератора проверяется программой частотомер. Штекер от наушников припаять к 12 выводу CD4013 (561ТМ2) предусмотрительно выпаяв р23 (чтоб звуковую карту не спалить). В звуковой плате использовать In-lane. Смотрим частоту генерации, ее стабильность на 8192 гц. Если она сильно смещена, то надо выпаивать конденсатор с9, если и после она не четко выделена и/или много частотных всплесков рядом — заменяем кварц.

   3. Проверили усилители и генератор. Если все исправно, но все равно не работает — меняем ключ (CD 4066).

Какой резонанс катушек выбрать

   При подключении катушки в последовательный резонанс,увеличивается ток в катушке и общее потребление схемы. Увеличивается расстояние обнаружения цели, но это только на столе. На реальном грунте, земля будет чувствоваться тем сильнее, чем больше ток накачки в катушке. Лучше включение параллельного резонанса, а поднимать чутье входными каскадами. Да и батареек хватит намного дольше. Не смотря на то, что последовательный резонанс применяется во всех фирменных дорогих металодетекторах, в Штурме нужен именно параллельный. В импортных, дорогих приборах, хорошая схематика отстройки от земли, поэтому в этих приборах можно позволить последовательный.

Какие конденсаторы лучше установить в схему  металлоискателя

   Тип подключаемого к катушке конденсатора не при чём, а если экспериментально поменяли два и увидели что с одним из них резонанс лучше, то просто один из якобы 0,1 мкФ реально имеет 0,098 мкФ, а другой 0,11. Вот и разница между ними по резонансу получается. Я использовал советские К73-17 и зелёные импортные подушки.

Как настроить резонанс катушек  металлоискателя

   Катушка, как самый лучший вариант, получается из штукатурных терок, склеенных эпоксидной смолой с торцов до нужного вам размера. Причем, центральная ее часть с куском ручки этой самой терки, которая обрабатывается до одного широкого ушка. На штанге же, наоборот, вилка из двух ушек крепления. Такое решение позволяет решить проблему деформирования катушки, при затягивании пластикового болта. Пазы для обмоток делают обычным выжигателем, затем установка ноля и заливка. От холодного конца ТХ, оставим 50 см. провода, который изначально не заливать, а свить из него маленькую катушечку (диаметром 3 см.) и разместить ее внутри RX, перемещая и деформируя ее в небольших пределах, можно добиться точного ноля, но делать это лучше на улице, размещая катушку у земли (как при поиске) при отключенном GEBе, если он есть, затем окончательно залить смолой. Тогда отстройка от земли, работает более- менее сносно (исключение сильно минерализованный грунт). Такая катушка получается легкой, прочной, мало подверженной термодеформации, а обработанная и окрашенная очень симпатичная. И еще одно наблюдение: если металлоискатель собран с отстройкой от грунта (GEB) и при центральном расположении движка резистора выставить ноль очень маленькой шайбой, диапазон регулировки GEBа +- 80-100 мВ. Если установить ноль большим предметом- монета 10-50 коп. диапазон регулировки увеличивается до +- 500-600 мВ. За напряжением в процессе настройки резонанса не гонитесь — у меня при 12в питания около 40В при последовательном резонансе. Чтоб появилась дискриминация конденсаторы в катушках включаем параллельно (последовательное включение нужно только на этапе подбора кондеров для резонанса) — на черные металлы будет протяжный звук, цветные — короткий. 

   Или ещё проще. Подключаем катушки по очереди к передающему ТХ выходу. Настраиваем в резонанс одну, а настроив её — другую. Пошагово: Подключили, параллельно катушке ткнули мультиметром на пределе переменные вольты, так-же параллельно катушке припаяли конденсатор 0.07-0.08 мкф, смотрим показания. Допустим 4 В — очень слабо, не в резонансе с частотой. Ткнули параллельно первому конденсатору второй небольшой ёмкости — 0.01 мкф (0.07+0.01=0.08). Смотрим — уже показал вольтметр 7 В. Отлично, увеличим ещё ёмкость, подключим на 0.02 мкФ — смотрим на вольтметр, а там 20 В. Великолепно, едем дальше — ещё докинем пару тысяч пик ёмкости. Ага. Уже начало падать, откатим назад. И так добиться максимальных показаний вольтметра на катушке металлоискателя. Затем аналогично с другой (приёмной) катушкой. Настроить на максимум и подключить обратно к приёмному гнезду.

Как сводить катушки металлоискателя в ноль

   Для настройки нуля подключаем тестер на первую ногу LF353 и понемногу начинаем сжимать, растягивать катушку. После залива из эпоксидки — нолик точно убежит. Поэтому надо заливать не всю катушку, а оставить места для регулировки, и после высыхания доводить до нуля и заливать окончательно. Взять кусок шпагата и половину катушки обвязать одним витком к середине (к центральной части ,месту соединения двух катушек) вставить в петлю шпагата кусочек палочки после чего ее крутить (натягивать шпагат) — катушка будет сжиматься, поймав нолик шпагат пропитать клеем, после почти полного высыхания опять подправить нолик повернув палочку еще чуть-чуть и залить шпагат окончательно. Или проще: Передающая закреплена в пластмассе неподвижно, а приёмную накладываем на первую на 1 см, типа как свадебные кольца. На первом выводе U1A будет писк 8 кГц — можно контролировать вольтметром переменного тока, но лучше просто высокоомными наушниками. Так вот приёмную катушку металоискателя надо то надвигать, то сдвигать с передающей до тех пор, пока на выходе ОУ писк не стихнет до минимума (или показания вольтметра не упадут до нескольких милливольт). Всё, катушка сведена, фиксируем.

 

Какой провод для поисковых катушек лучше

   Провод для намотки катушек не имеет значения. От 0.3 до 0.8 пойдёт любой, всё равно придётся немного подбирать ёмкость для настройки контуров в резонанс и на частоту 8.192 кГц. Конечно и более тонкий провод вполне подходит, просто чем он толще, тем добротность и, как следствие чутьё — лучше. Но если намотать 1 мм — будет довольно тяжеловато таскать. На листе бумаги рисуем прямоугольник 15 на 23 см. От левого верхнего и нижнего угла откладываем по 2,5 см, и соединяем их линией. С правым верхним и нижними углами проделываем тоже самое, но откладываем по 3 см. По средине нижней части ставим точку и по точке слева и справа на расстоянии 1 см. Берем фанеру, накладываем этот эскиз и вбиваем гвоздики во все точки указанные. Берем провод ПЭВ 0,3 и мотаем 80 витков провода. Но честно говоря без разницы сколько витков. Всё равно частоту 8 кГц будем выставлять в резонанс конденсатором. Сколько намотали — столько и намотали. Я мотал 80 витков и конденсатор 0.1 мкф, если намотаете допустим 50 — ёмкость соответственно где-то 0.13 мкф поставить придётся. Далее, не снимая с шаблона обматываем катушку толстой ниткой — типа как обматывают жгуты проводов. После покрываем катушку лаком. Когда высохнет, снимаем катушку с шаблона. Затем идёт обмотка катушки изоляцией — фум лента или изолента. Далее — обмотка приёмной катушки фольгой, можно взять ленту из электролитических конденсаторов. TX катушку можно не экранировать. Не забудьте оставить РАЗРЫВ в экране 10 мм, по середине катушки. Дальше идёт обмотка фольги луженым проводом. Этот провод вместе с начальным контактом катушки у нас будет массой. И наконец обмотка катушки изолентой. Индуктивность катушек около 3,5мГ. Емкость получается около 0,1мкф. Что касается заливки катушки эпоксидкой, то я не заливал её вообще. Просто туго замотал изолентой. И ничего, два сезона отходил с этим металлоискателем без ухода настроек. Обратите внимание на влагоизоляцию схемы и поисковых катушек, ведь придётся по мокрой траве косить. Всё должно быть герметично — иначе попадёт влага и настройка поплывёт. Ухудшится чувствительность.

Какие детали и чем можно заменить

      Транзисторы: 
 BC546 — 3шт или КТ315.
 BC556 — 1шт или КТ361
      Операционники:

LF353 — 1шт или меняйте на более распространенную TL072. 
LM358N — 2шт 
      Цифровые микросхемы: 
CD4011 — 1шт
CD4066 — 1шт
CD4013 — 1шт
      Резисторы постоянные, мощностью 0,125-0,25 Вт: 
5,6К — 1шт
430К — 1шт
22К — 3шт
10К — 1шт
390К — 1шт
1К — 2шт
1,5К — 1шт
100К — 8шт
220К — 1шт
130К — 2шт
56К — 1шт
8,2К — 1шт
      Резисторы переменные: 
100К — 1шт
330К — 1шт
      Конденсаторы неполярные: 
1нФ — 1шт
22нФ — 3шт (22000пФ = 22нФ = 0.022мкФ)
220нФ — 1шт
1мкФ — 2шт
47нФ — 1шт
10нФ — 1шт
      Конденсаторы электролитические: 
220мкФ на 16В — 2шт

   Динамик миниатюрный. 
   Кварцевый резонатор на 32768 Гц. 
  Два сверхярких светодиода разного цвета.

   Если вы не можете достать импортные микросхемы, вот отечественные аналоги: CD 4066 — К561КТ3, CD4013 — 561ТМ2, CD4011 — 561ЛА7, LM358N — КР1040УД1. У микросхемы LF353 — прямого аналога нет, но смело ставим LM358N или лучше TL072, TL062. Совсем не обязательно ставить операционный усилитель именно — LF353, я просто поднял усиление на U1A заменив резистор в цепи отрицательной обратной связи 390 кОм на 1 мОм — чувствительность значительно возросла на процентов 50, правда после этой замены ушёл ноль, пришлось на катушку в определённом месте приклеить скотчем кусочек алюминиевой пластинки. Советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 25 сантиметров и это при питании 6 вольт, потребляемый ток без индикации — 10 мА. И не забудь про панельки — удобство и простота настройки значительно повысятся. Транзисторы КТ814, Кт815 — в передающую часть металлоискателя, КТ315 в УНЧ. Транзисторы — 816 и 817 желательно подобрать с одинаковым коэффициентом усиления. Заменимы на любые соответствующей структуры и мощности. В генераторе металлоискателя установлен специальный часовой кварц на частоту 32768 Гц. Это стандарт абсолютно для всех кварцевых резонаторов, которые стоят в любых электронных и электромеханических часах. В том числе и наручных и дешёвых китайских настенных/настольных. Архивы с печатной платой для Volksturm SMD варианта и для Volksturm+GEB (вариант с ручной отстройкой от земли).
 

От чего зависит глубина поиска целей

 

    Чем больше диаметр катушки металлоискателя, тем глубже чутьё. А вообще, глубина обнаружения цели данной катушкой, зависит прежде всего от размера самой цели. Но при увеличении диаметра катушки наблюдается уменьшение точности обнаружения объекта и даже иногда потеря мелких целей. Для объектов с монету, этот эффект наблюдается при увеличении размера катушки свыше 40 см. Итого: большая поисковая катушка, имеет большую глубину обнаружения и больший захват, но менее точно обнаруживает цель, чем маленькая. Большая катушка идеальна для поиска глубоких и больших целей, таких как клады и крупные объекты. 

    По форме катушки делятся на круглые и эллиптичные (прямоугольные). Эллиптичная катушка металлоискателя обладает лучшей избирательностью по сравнению с круглой, потому что ширина магнитного поля у нее меньше и в поле ее действия попадает меньше посторонних объектов. Но круглая имеет большую глубину обнаружения и лучшую чувствительность к цели. Особенно на слабо минерализованных грунтах. Круглая катушка наиболее часто используется при поиске с металлоискателем. 

    Катушки диаметром меньше 15 см называют маленькими, катушки диаметром 15-30 см называют средними и катушки свыше 30 см — большие. Большая катушка генерирует большее электромагнитное поле, поэтому она имеет большую глубину обнаружения, чем маленькая. Большие катушки генерируют большое электромагнитное поле и соответственно, имеют большую глубину обнаружения и покрытие при поиске. Такие катушки используются для просмотра больших площадей, но при их использовании, может возникнуть проблема на сильно замусоренных площадках потому, что в поле действия больших катушек может попасться сразу несколько целей и металлоискатель среагирует на более крупную цель. 

    Электромагнитное поле маленькой поисковой катушки тоже маленькое, поэтому с такой катушкой лучше всего искать на территориях сильно замусоренных всякими мелкими металлическими предметами. Маленькая катушка идеальна для обнаружения маленьких объектов, но имеет небольшую площадь покрытия и сравнительно небольшую глубину обнаружения. 

    Для универсального поиска хорошо подойдут средние катушки. Такой размер поисковой катушки сочетает в себе достаточную глубину поиска и чувствительность к целям с разными размерами. Я делал каждую катушку диаметром примерно 16 см и обе эти катушки укладывал в круглую подставку из-под  старого  монитора 15″. В таком варианте глубина поиска этого металлоискателя будет такая: алюминиевая пластина 50×70 мм — 60 см, гайка М5-5 см, монетка — 30 см, ведро — около метра. Данные значения получены на воздухе, в земле будет на 30% меньше.
 

Питание металлоискателя

     Отдельно схема металлоискателя тянет 15-20 мА, при подключенной катушке + 30-40 мА, итого вместе до 60 мА. Конечно в зависимости от типа применяемого динамика и светодиодов это значение может изменяться. Простейший случай — питание взял 3 (или даже две) последовательно подключенные литий ионные батарейки от мобил на 3,7В и при заряде разряженных аккумуляторов, когда подключаем любой блок питания на 12-13в, ток заряда начинается от 0,8А и падает до 50ма за час и тогда вообще не надо что-то добавлять, хотя ограничительный резистор конечно же не помешает. Как вообще самый простейший вариант — крона на 9В. Но учтите, что металлоискатель съест её за 2 часа. Но для настройки этот вариант питания самое оно. Крона при любых обстоятельствах не выдаст большой ток, который может спалить что-то в плате.

 

Самодельный металлоискатель 

   А теперь описание процесса сборки металлодетектора от одного из посетителей. Так как из приборов имею только мультиметр, скачал с инета виртуальную лабораторию Записных О.Л. Собрал адаптер, простенький генератор и прогнал в холостую осциллограф. Вроде показывает какую-то картинку. Далее занялся поиском радиодеталей. Так как печатки в основном выкладывают в формате «lay», скачал «Sprint-Layout50». Выяснил, что такое лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат и как их травить. Вытравил плату. К этому времени все микросхемы были найдены. Что не нашел у себя в сарайчике, пришлось покупать. Приступил к пайке перемычек, резисторов, сокетов микросхем, и кварца из китайского будильника на плату. Периодически проверяя сопротивление на шинах питания чтобы не было соплей. Решил для начала собрать цифровую часть прибора, как наиболее легкую. То-есть генератор, делитель и коммутатор. Собрал. Поставил микросхему генератора (К561ЛА7) и делитель (К561ТМ2). Микросхемы б/ушные, выдрал из каких-то плат, обнаруженных в сарайчике. Подал питание 12В контролируя ток потребления по амерметру, 561ТМ2 стала теплой. Заменил 561ТМ2, подал питание – ноль эмоций. Меряю напряжение на ногах генератора – на 1 и 2 ногах 12В. Меняю 561ЛА7. Включаю – на выходе делителя, на 13 ноге есть генерация (наблюдаю на виртуальном осциллографе)! Картинка правда не ахти какая, но за неимением нормального осциллографа – пойдет. Но на 1, 2 и 12 ногах ничего нет. Значит генератор работает, нужно менять ТМ2. Установил третью микросхему делителя – красота на всех выходах есть генерация! Для себя сделал вывод, что выпаивать микросхемы нужно как можно аккуратнее! На этом первый шаг постройки сделан.

   Теперь настраиваем плату металлоискателя. Не работал регулятор «SENS» — чувствительность, пришлось выкинуть конденсатор C3 после этого регулировка чувствительности заработала как надо. Не нравился звук возникающий в крайнем левом положении регулятора «THRESH» — порог, избавился от этого заменив резистор R9 цепочкой из последовательно соединённых резистор на 5,6 кОм + конденсатор на 47,0 мкФ (отрицательный вывод конденсатора со стороны транзистора). Пока нет микросхемы LF353 вместо неё поставил LM358, с ней советские три копейки чувствует по воздуху на расстоянии 15 сантиметров.

   Поисковую катушку на передачу я включил как последовательный колебательный контур, а на приём как параллельный колебательный контур. Настраивал первой передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключил на приёмную катушку и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы на RX. Настройка контуров в резонанс занимает, при наличии осциллографа, несколько минут. Обмотки TX и RX у меня содержат по 100 витков провода диаметром 0,4. Начинаем сведение на столе, без корпуса. Просто чтоб было два обруча с проводами. А чтоб убедиться в работоспособности и возможности сведения вообще — разведём катушки друг от дрга на полметра. Тогда ноль будет точно. Затем наложив катушки внахлёст примерно 1см (как свадебные кольца) сдвигать — раздвигать. Точка нуля может быть довольно точная и поймать её сразу нелегко. Но она есть.

   Когда, я поднял усиление в RX тракте МД, он начал работать неустойчиво на максимальной чувствительности, это проявлялось в том что после прохождения над целью и её обнаружении выдавался сигнал, но он продолжался и после того когда цели перед поисковой катушкой ни какой уже небыло, это проявлялось в виде прерывистых и колеблющихся звуковых сигналов. При помощи осциллографа была обнаружена и причина этого: при работе динамика и незначительной просадке питающего напряжения уходит «ноль» и схема МД переходит в автоколебательный режим, выйти из которого можно только загрубив порог срабатывания звукового сигнала. Это меня не устраивало поэтому я поставил по питанию КР142ЕН5А + сверх яркий белый светодиод чтобы поднять напряжение на выходе интегрального стабилизатора, стабилизатора на более высокое напряжение у меня небыло. Такой светодиод можно использовать даже для подсветки поисковой катушки. Динамик подключил до стабилизатора, МД после этого стал сразу очень послушный всё начало работать как надо. Думаю Volksturm действительно лучший самодельный металлоискатель!

   Недавно была предложенна данная схема доработки, что позволит превратить Volksturm S в Volksturm SS + GEB. Теперь прибор станет обладать хорошим дискриминатором а также селективностью металлов и отстройкой от грунта, прибор паяется на отдельной плате и подключается вместо конденсаторов с5 и с4. Схема доработки и печатная плата в архиве. Отдельная благодарность за информацию по сборке и настройке металлоискателя всем, кто принимал участие в обсуждении и модернизации схемы, особенно помогли в подготовке материала Электродыч, феска, xxx, slavake, ew2bw, redkii и другие коллеги радиолюбители.

   Форум по металлоискателям

Схемы Металлоискателей — Паятель.Ру — Все электронные схемы

КАТЕГОРИИ СХЕМ СПРАВОЧНИК ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ

Схема простого металлоискателя для чайников   Этот металлоискатель пригодится для «чайников», тех кто впервые собирает такой прибор. Он может обнаружить скрытые крупные металлические предметы на глубине до 0,6 м. Его удобно использовать для поиска засыпанных снегом или землей, стройматериалами, колодцев водоснабжения, можно обнаружить неглубоко проложенные трубы водоснабжения. Принцип действия традиционный: сравниваются частоты двух генераторов, частота одного генератора постоянная, частота второго зависит от внешних индуктивностей, следовательно от расположенных на некотором расстоянии от контурной катушки металлических предметов. Подробнее… Своими руками — простой металлоискатель   Принцип действия металлоискателя основан на сравнении двух частот, частоты стабильной, и частоты изменяемой под действием внешнего металлического предмета, при приближении изменяющего индуктивность контурной катушки второго генератора. В исходном состоянии частоты равны и нулевые биения между ними минимальны, при приближении металла индуктивность катушки одного генератора изменяется и соответственно изменяется его частота, в результате разность частот этих двух генераторов увеличивается и соответственно увеличивается разностная частота, а так-же тон воспроизводимого звукового сигнала. Подробнее… Схема простого металлоискателя на одной микросхеме   Металлоискатель, схема которого приведена на рисунке сделан на одной микросхеме. Он состоит из двух одинаковых LC генераторов и детектора , к выходу которого подключены головные телефоны. Генераторы высокочастотные, работают на частоте около 465 кгц. Один из генераторов имеет неперестраиваемый контур, контур второго имеет объемную катушку L2, индуктивность которой изменяется при приближении к металлическому предмету. Подробнее… Схема металлоискателя скрытой проводки   Металлоискатель обнаруживает водопроводную трубу под слоем стены толщиной до 150 мм, канализационную трубу — до 250-300 мм, современную пятирублевую монету на глубине до 40 мм, электрический провод на глубине до 30 мм. В большинстве случаев, при проведении ремонтно-строительных работ такой чувствительности достаточно. Схема собрана на одной микросхеме CD40106, в которой содержится шесть триггеров Шмитта с инверторами на выходах. Подробнее…

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ТЕГИ

Схемы металлоискателей для цв мет

Приборный поиск имеет просто огромную популярность. Ищут взрослые и дети, и любители и профессионалы. Ищут клады, монеты, потерянные вещи и закопанный металлолом. А главным орудием для поиска является металлоискатель.

Существует великое множество различных металлоискателей, на любой «вкус и цвет». Но для многих людей покупка готового фирменного металлоискателя просто финансово накладна. А кому то хочется собрать металлоискатель своими руками, а кто-то даже строит свой небольшой бизнес на их сборке.

Самодельные металлоискатели

В этом разделе нашего сайта о самодельных металлоискателях, буду собранны: лучшие схемы металлоискателей, их описания, программы и другие данные для изготовления металлоискателя своими руками. Здесь не будит схем металлоискателей из СССР и схем на двух транзисторах. Так как такие металлоискатели лишь подходят для наглядной демонстрации принципов металлодетекции, но совсем не пригодны для реального использования.

Все металлоискатели в этом разделе будут достаточно технологичными. Они будут иметь хорошие поисковые характеристики. И грамотно собранный самодельный металлоискатель немногим будит уступать заводским аналогам. В основном тут представлены различные схемы импульсных металлоискателей и схемы металлоискателей с дискриминацией металлов.

Но для изготовления этих металлоискателей, вам понадобится не только желание, но еще и определенные навыки и умения. Схемы приведенных металлоискателей, мы постарались разбить по уровню сложности.

Кроме основных данных необходимых для сборки металлоискателя, будет также информация о необходимом минимальном уровне знаний и оборудования для самостоятельно изготовления металлоискателя.

Для сборки металлоискателя своими руками вам обязательно понадобится:

В этом списке будут приведены необходимые инструменты, материалы и оборудование, для самостоятельной сборки всех без исключения металлоискателей. Для многих схем вам также понадобится различное дополнительное оборудования и материалы, тут только основное для всех схем.

1. Паяльник, припой, олово и другие паяльные принадлежности.
2. Отвертки, плоскогубцы, кусачки и прочий инструмент.
3. Материалы и навыки по изготовлению печатной платы.
4. Минимальный опыт и знания в электронике и электротехники также.
5. А также прямые руки — будут очень полезны при сборке металлоискателя своими руками.

У нас вы можете найти схемы, для самостоятельной сборки следующих моделей металлоискателей:

Металлоискатель Малыш FM и малыш FM-2
	Принцип работы	Электронного частотомера FM
Дискриминация металлов	есть (Черный и все остальные)
Максимальная глубина поиска	0,6 метра
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	19 кГц
Уровень сложности	начальный

Металлоискатель ПИРАТ
	Принцип работы	PI (импульсный)
Дискриминация металлов	нет
Максимальная глубина поиска	1,5 метр
Программирумые микроконтроллеры	нет
Рабочая частота	—
Уровень сложности	начальный

Металлоискатель ШАНС
	Принцип работы	PI (импульсный)
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 метр
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	—
Уровень сложности	средний

Металлоискатель Clone PI
	Принцип работы	PI (импульсный)
Дискриминация металлов	нет
Максимальная глубина поиска	2,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	—
Уровень сложности	средний

Металлоискатель Clone PI AVR
	Принцип работы	PI (импульсный)
Дискриминация металлов	нет
Максимальная глубина поиска	2,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	—
Уровень сложности	средний

Металлоискатель Clone PI W
	Принцип работы	PI (импульсный)
Дискриминация металлов	нет
Максимальная глубина поиска	2,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	—
Уровень сложности	средний

Металлоискатель Квазар
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1-1,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	4 — 17 кГц
Уровень сложности	Средний

Металлоискатель Квазар ARM
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1-1,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	4 — 16 кГц
Уровень сложности	Средний

Металлоискатель Соха 3TD-M
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 — 1,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	5 — 17 кГц
Уровень сложности	Средний

Металлоискатель Фортуна
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 — 1,5 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	4,5 — 19,5 кГц
Уровень сложности	Средний

Металлоискатель Фортуна ПРО-2
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 — 2 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	4,5 — 19,5 кГц
Уровень сложности	Высокий

Металлоискатель Фортуна М2 и М3
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 — 2 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	4,5 — 19,5 кГц
Уровень сложности	Высокий

Металлоискатель Фортунам М
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1,5 — 2 метра (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	есть
Рабочая частота	7 — 16 кГц
Уровень сложности	Высокий

Металлоискатель ТЕРМИНАТОР-3
	Принцип работы	IB
Дискриминация металлов	есть
Максимальная глубина поиска	1 метр (Зависит от размера катушки)
Программирумые микроконтроллеры	нет
Рабочая частота	7 — 20 кГц
Уровень сложности	Высокий

Самодельные металлоискатели, или как сделать металлоискатель своими руками: 9 комментариев

Ув. автор, в характеристиках металлоискателя «Терминатор — 3» есть маленькая неточность по вопросу программируемых микроконтроллеров — их там нет. С ув. Константин

Фрагменты из книги «Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады». Авторы С. Л. Корякин-Черняк и А. П. Семьян.

Продолжение

Начало читайте здесь:

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства

3.5. Сверхнизкочастотный металлоискатель

Принцип действия

Данный металлоискатель также построен на принципе изменений частоты биений двух генераторов. Схема его работы проста: cигналы от поискового и опорного генераторов поступают в смеситель, формирующий на выводе сигнал разностной частоты. При приближении металла к катушке поискового генератора изменяется его частота, а вследствие этого и разностная частота относительно опорного генератора, лежащая, как правило, в звуковом диапазоне.

На первый взгляд кажется очевидным, что чувствительность металлоискателя тем больше, чем выше частота его генераторов. На самом деле это не так.

	Правило.
	С повышением частоты растет поглощение электромагнитных волн грунтом.

Поэтому становится труднее избавиться от нежелательной самосинхронизации генераторов за счет связи через цепи питания и паразитные емкости монтажа.

Кроме того случайные флуктуации частоты поискового генератора достигают значений, сравнимых с изменениями частот, вызванными близостью металлических предметов.

Наконец, только на сверхнизкой (десятки килогерц) рабочей частоте удается дистанционно различать черные и цветные металлы.

Наличие металла он фиксирует по изменению разности фаз колебаний поискового и опорного генераторов, синхронизированных с помощью петли ФАПЧ.

Поиск ведется динамическим способом с периодом повторения взмахов датчиком приблизительно по 1 с.

	Примечание.
	Этот металлоискатель способен различить металлы по признаку ЧЕРНЫЙ / ЦВЕТНОЙ.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 3.10. Опорный генератор выполнен на микросхеме DD1, его частота 32768 Гц стабилизирована кварцевым резонатором ZO1.

Кликните для увеличения
Рис. 3.10.	Принципиальная схема сверхнизкочастотного металлоискателя

Сигнал этого генератора поступает на смеситель VD3VD4 через резистивный делитель напряжения R6R13.

Поисковый генератор выполнен на транзисторе VT1. Катушка L1, служащая чувствительным элементом металлоискателя, соединена с генератором четырехпроводным экранированным кабелем. Сигнал обратной связи с отвода катушки поступает на эмиттер транзистора VT1, а по цепи R6C7 – на смеситель.

Управляет частотой поискового генератора варикап VD1. Цепи R1ЗС10 и R17C11 обеспечивают дополнительную фильтрацию, уменьшая уровень высоко частотных составляющих на выходе усилителя DA1.

Чувствительность металлоискателя регулируется переменным резистором R25. Диоды VD7–VD10 предотвращают перегрузку усилителя DA3 при срыве синхронизации генераторов во время настройки прибора или при обнаружении крупных металлических предметов.

При проходе датчика металлоискателя над предметом из цветного металла, не обладающего ферромагнитными свойствами, на выходе OУ DA3 возникает всплеск сигнала сначала положительной, а потом отрицательной полярности.

Положительная полуволна открывает транзистор VT2, который включает звуковой генератор на транзисторах VT4 и VT5. Если предмет имеет ферромагнитные свойства, то всплеск имеет противоположную полярность. Его первая (отрицательная) полуволна открывает транзистор VT3, в результате чего конденсатор C21 заряжается. Транзистор VT6 открывается, и на время, необходимое для разрядки конденсатора С21 через резистор R31, шунтирует резистор R33 – коллекторную нагрузку транзистора VT5, таким образом, запрещая подачу звукового сигнала под действием второй (положительной) полуволны сигнала.

Так происходит, если контакты выключателя SA2 разомкнуты (положение «ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛ»). При замкнутых контактах (положение «ЧЕРНЫЙ МЕТАЛЛ») звуковая индикация сработает и при обнаружении предмета из железа или стали, но только уже после прохода над ним катушки-датчика.

Микроамперметр PA1 c добавочным резистором R16 служит вольтметром, измеряющим постоянную (переключатель SA1 в положение «РАБОТА») или переменную (в положении «НАСТРОЙКА») составляющую напряжения на выходе DA1. Первое позволяет уточнить положение обнаруженного предмета, второе – зафиксировать моменты синхронизации генераторов и ее срыва.

Принципиальная схема узла питания

На рис. 3.11 показана схема узла питания металлоискателя. Напряжение +9 В для питания звукового сигнализатора снимается непосредственно с батареи GB1 (при замкнутом выключателе SA3). Стабилизатор напряжения +6 В для питания основных узлов металлоискателя собран на транзисторах VT7 и VT8, причем первый из них служит стабилитроном. Искусственная «средняя точка» (цепь +3 В) создана с помощью ОУ DA4.

Рис. 3.11.	Принципиальная схема узла питания сверхнизкочастотного металлоискателя

Конструкция и детали

Основой для изготовления катушки датчика L1 может послужить тонкостенная алюминиевая труба внешним диаметром 14 мм, согнутая в кольцо диаметром 250 мм с зазором между концами 10 мм. По периметру с внешней стороны кольца ножовкой или фрезой нужно сделать прорезь. Через нее внутрь трубы будут уложены витки катушки L1 (провод ПЭЛШО 0,3). Число витков 25+55+120, начиная от земляного конца.

	Совет.
	В процессе намотки через каждые 2-3 витка провод следует смазывать эпоксидной смолой. Полость трубы готовой катушки необходимо заполнить силиконовым герметиком и покрыть всю конструкцию нитрокраской.

Вблизи разрыва к кольцу необходимо прикрепить стеклотекстолитовую плату с контактными площадками, к которым припаять:

• выводы катушки;
• конденсатор C1;
• провода соединительного кабеля.

Под один из концов трубы в месте крепления к плате следует подложить металлический лепесток, к которому припаять вывод экранирующей оплетки соединительного кабеля.

	Совет.
	По завершении настройки металлоискателя весь этот узел для защиты от влаги необходимо накрыть пластмассовой коробкой или залить силиконовым герметиком.

Катушку лучше всего установить на деревянную крестовину, в центральной части которой сделать пластмассовые «ушки» для соединения с телескопической штангой из диэлектрического материала. Плата с основными деталями металлоискателя должна быть помещена в металлический корпус, закрепленный на противоположном катушке конце штанги.

Контурный конденсатор C1 составлен из нескольких соединенных параллельно конденсаторов K71-7 с общей емкостью, равной указанной на схеме. Можно применить и другие термостабильные конденсаторы (групп TKE M47 или M75). Транзистор VT7 следует подобрать с напряжением пробоя эмиттерного перехода 6.2–6.5 В. К остальным элементам схемы особых требований не предъявляется.
Переменный конденсатор C5 – от транзисторного радиоприемника. Кварцевый резонатор ZQ1 – часовой. Микроамперметр РА1 – с нулем посередине шкалы. Добавочный резистор R16 подбирают таким образом, чтобы при напряжении +2.5 В и –2.5 В стрелка микроамперметра отклонялась до соответствующего конца шкалы.

В качестве HA1 были опробованы различные излучатели звука. Наиболее подходящим оказался телефонный капсюль ТЭМК-311 с сопротивлением обмотки 250 Ом. При потреблении звуковым генератором тока не более 3 мА громкость сигнала вполне достаточна. Если использовать высокоомные наушники, потребляемый ток можно еще уменьшить.

Подробное описание налаживания устройства и методика работы с ним приводится в [1].

Источник
[1]. Джугурян Л. Металлоискатель на биениях. // Радио, 2005, №3, с. 44.

Окончание читайте здесь

При проведении строительных и ремонтных работ нелишней будет информация о наличии и месторасположении различных металлических предметов (гвоздей, труб, арматуры) в стене, полу и т. д. Поможет в этом устройство, описание которого приводится в этом разделе. Параметры по обнаружению: большие металлические предметы —10 см; труба диаметром 15 мм — 8 см; винт М5 х 25 — 4 см; гайка М5 — 3 см; винт М2,5 х 10.

Предствленный металлоискатель сравнительно прост в изготовлении, не содержит дефицитных элементов, но при этом обладает достаточно высокой чувствительностью. С его помощью можно обнаружить монету, закопанную в грунт на глубину 15—20 см. Поиск металлических предметов в грунте базируется в основном на двух физических явлениях. Одно из них — влияние магнитных свойств предмета на индуктивность катушки или на коэффициент связи между.

Малогабаритный металлоискатель может обнаруживать скрытые в стенах гвозди, шурупы, металлическую арматуру на расстоянии нескольких сантиметров. В металлоискателе использован традиционный метод обнаружения, основанный па работе двух генераторов, частота одного из которых изменяется при приближении прибора к металлическому предмету. Отличительная особенность конструкции — отсутствие самодельных намоточных деталей. В качестве катушки.

Данный металлоискатель является усовершенствованным вариантом металлоискателя, основанного на сравнении частот двух генераторов, один из которых опорный , а второй поисковый — изменяет частоту своих колебаний при приближении к металлическим предметам. Устройство может «различать» цветные и черные металлы. Опорный генератор собран на элементе DD1.1, а поисковый — на элементах DD2.1 и DD2.2. Частота колебаний опорного.

Этот оригинальный детектор реагирует на приближение металлических предметов к магнитной антенне WA1. Сама антенна входит в состав генератора высокой частоты, выполненного на транзисторе VT1. Частоту генератора можно изменять переменным конденсатором (использован конденсатор КПК-2 с изменением емкости от 25 до 150 пФ). Рис. 3.18. Принципиальная схема детектора металла. С выхода генератора высокочастотный сигнал поступает через.

В качестве передатчика использован мультивибратор, а в качестве приемника — усилитель звуковой частоты. К выходу первого из этих устройств и входу второго подключены одинаковые по размерам и намоточным данным катушки. Для того чтобы система из таких передатчика и приемника стала металлоискателем, необходимо расположить катушки так, чтобы в отсутствие посторонних металлических предметов связь между ними практически отсутствовала, т. е.

Схема металлоискателя показана на рис. Опорный генератор 32768 Гц собран на логическом элементе DD1.1 и кварцевом резонаторе ZQ1. Поисковый генератор выполнен на элементе DD2.1 и катушке L1, представляющей собой датчик металла. Кроме этого, в генератор входят цепи установки частоты — подстроечный конденсатор СЗ и узел электронной перестройки частоты на стабилитроне VD1, играющем роль варикапа. Элементы DD1.2 и DD2.2 —.

Металлоискатель построен на принципе изменений частоты биений двух генераторов. Схема его работы проста: сигналы от поискового и опорного генераторов поступают в смеситель, формирующий на выводе сигнал разностной частоты. При приближении металла к катушке поискового генератора изменяется его частота, а вследствие этого и разностная частота относительно опорного генератора, лежащая, как правило, в звуковом диапазоне. На первый взгляд кажется.

Принцип действия всех этих приборов основан на сравнении значений частоты колебаний двух генераторов – опорного и поискового, изменяющего частоту при воздействии на его колебательный контур металлического предмета. Известны и другие методы: мостовой, когда регистрируется разбаланс измерительного моста, в одно из плеч которого включена поисковая катушка; метод сдвига фаз, когда измеряется фазовый сдвиг колебаний опорного и.

Основное предназначение: обнаружение предметов из стали и железа. Схема простого транзисторного металлоискателя приведена на рис. 3.5, а. Он состоит из генератора высокой частоты и приемника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов. Рис 3.5. Простой металлоискатель: а — принципиальная схема; б — конструкция катушки L2; в — рисунок печатной платы. Приемник.

Металлоискатели, они же металлодетекторы: принципы работы и схемы

BFO металлоискатели на биениях, металлоискатели по принципу электронного
частотомера, импульсные металлоискатели.  Оптимальные частоты излучения.

Металлоискатель, он же металлодетектор — это электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счёт наличия у этих предметов электрической проводимости.
Так, а кой же должна быть эта слабопроводящая среда, если мы знаем, что практически все материалы в той или иной степени проводят ток?
Ну, как минимум, на несколько порядков ниже, чем проводимость металлов. Золотой портсигар внутри танка, затонувшего в болоте, мы, само собой, не отыщем, а вот какую-нибудь железяку в грунте, воде, стене, древесине, чемодане, в чьём-либо организме, в конце концов, и т.д. и т.п. — это пожалуйста, добро пожаловать на металлодетекторное обследование.

Теперь — по какому принципу работают металлоискатели (металлодетекторы)?
Этих принципов работы несколько:

Металлоискатель по принципу «передача-приём» непрерывным сигналом.

Тут всё понятно и соответствует названию: Передающая катушка непрерывно стреляется переменным электро-магнитным полем в искомый металлический предмет, оказавший поблизости.
Под влиянием этого поля в предмете, выступающем в роли мишени, возникают электрические токи, которые, в свою очередь, создают собственное магнитное поле, с направленностью обратной магнитному полю передатчика.
Приёмная катушка регистрирует отражённый (или, как говорят, переизлучённый) от металлического предмета (мишени) сигнал. Далее этот сигнал усиливается и обрабатывается электроникой, предварительно отделив его от более мощного сигнала передатчика.
Чем больше предмет и чем он ближе расположен к катушкам, тем выше будет амплитуда переизлучённого сигнала.
Прибор данного типа подразумевают наличие как минимум двух катушек, одна из которых является передающей, а другая, приёмной. Мало того, необходимо позаботиться о таком выборе взаимного расположения катушек, при котором магнитное поле излучающей катушки в отсутствие посторонних металлических предметов наводит минимальный (в идеале — нулевой) сигнал в приёмной катушке (или в системе приёмных катушек).

Рис.1

Существуют различные варианты взаимного расположения катушек, при которых не происходит непосредственной передачи сигнала из одной катушки в другую. Основные из них: катушки с перпендикулярными осями (Рис.1, а и б), а также вариант расположения приёмной катушки, скрученной в форме восьмёрки, внутри передающей (Рис.1 в).

Поскольку конструкция данных типов металлоискателей достаточно сложна, так как подразумевает наличие отдельных катушек на приём и передачу, широкого распространения в радиолюбительской практике она не нашла.

Совсем другое дело — металлоискатели, построенные на принципе биений, или так называемые BFO металлоискатели.

Принцип действия металлоискателя на биениях заключается в регистрации разности частот от двух генераторов, один из которых является стабильным по частоте, а другой содержит датчик — поисковую катушку индуктивности в своей частотозадающей цепи.
Прибор настраивается таким образом, чтобы в отсутствие металла вблизи датчика частоты двух генераторов совпадали или были очень близки по значению. Наличие металла вблизи датчика приводит к изменению индуктивности датчика и, как следствие, к изменению частоты соответствующего генератора. Это изменение, приведёт к изменению разностной частоты двух генераторов, которая выделяется специальным устройством (смесителем), на входы которого подаются сигналы обоих генераторов, а на выходе выделяется разностная частота, называемая частотой биений.
Разность частот может регистрироваться самыми различными путями, начиная от простейшего, когда сигнал разностной частоты прослушивается на головные телефоны, и кончая цифровыми способами измерения частоты.
Диапазоны рабочих частот BFO металлоискателей — 40-500 кГц.
При отсутствии металла в поле поисковой катушки разностная частота должна быть в пределах 500…1000 Гц.

В качестве примера приведу схему простейшего компактного металлоискателя на микросхеме К175ЛЕ5 (Источник Яворский В. Металлоискатель на К176ЛЕ5. // Радио, 1999, №8, с. 65).

Рис.2

Схема содержит два генератора (опорный и поисковый). Поисковый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2, а опорный – на элементах DD1.3 и DD1.4.
Переменным резистором R2 плавно изменяют частоту поискового генератора в диапазоне частот, установленном подстроечным резистором R1. Частота генератора на элементах DD1.3 и DD1.4 зависит от параметров колебательного контура L1, С2.
Сигналы с обоих генераторов поступают через конденсаторы C3 и С4 на детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2.
Нагрузкой детектора являются наушники BF1, на которых выделяется разностный сигнал в виде низкочастотной составляющей, преобразуемый наушниками в звук.
Параллельно наушникам включен конденсатор С5, который шунтирует их по высокой частоте. При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету происходит изменение частоты генератора на элементах DD1.3, DD1.4, в результате меняется тональность звука в наушниках. По этому признаку и определяют, находится ли в зоне поиска металлический предмет.

Рис.3

Катушка L1 размещается в кольце диаметром 200 мм, согнутом из медной или алюминиевой трубки с внутренним диаметром 8 мм. Между концами трубки должен быть небольшой изолированный зазор, чтобы не было короткозамкнутого витка. Катушка наматывается проводом ПЭЛШО 0,5. Через трубку необходимо протянуть любым способом максимальное число витков: чем больше, тем лучше.

Несмотря на бытующее мнение, что BFO металлоискатели не имеют чёткой селективности различных видов металлов, при наличии некоторого опыта, данным типом устройств можно-таки производить селекцию, анализируя и отфильтровывая сигналы на слух.

В теории чувствительность BFO металлоискателей должна быть таком же уровне, как и у устройств, построенных по принципу «передача-приём». Однако существует существенная проблема, снижающая чувствительность приборов данного типа. Проблема заключается в том, что два генератора, настроенные на очень близкие частоты, имеют тенденцию к паразитной взаимной синхронизации. А это, в свою очередь, не даёт возможности работы на низких начальных разностных частотах, на которых ухо имеет максимальную чувствительность к изменению тона звукового сигнала.

И тут, лёгким движением руки, BFO металлоискатель превращается в
Металлоискатель, работающий по принципу электронного частотомера.

Построенный по такому принципу электронный металлоискатель является несомненным родственником прибора «на биениях», но в отличие от него содержит один генератор с частотозадающей поисковой катушкой, а изменение частоты фиксируется электронным устройством, работающим по принципу частотомера. Помимо повышения чувствительности приборы данного класса, обладают и возможностью оценки знака приращения частоты, а соответственно и возможностью селекции чёрных/цветных металлов.

Простейшую реализацию подобной конструкции без селектора видов металлов предложил Адаменко М.В. в книге «Металлоискатели».

Рис.4

Предлагаемая конструкция является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. Главными отличительными особенностями данного прибора можно считать интересное схемотехническое решение анализатора, выполненного на кварцевом элементе Q1, а также использование в качестве индикатора стрелочного прибора.

Основу схемы рассматриваемого металлодетектора (Рис.4) составляют измерительный генератор, буферный каскад, анализатор, детектор высокочастотных колебаний и индикаторное устройство.
Колебательный контур генератора высокой частоты, выполненного на транзисторе Т1, состоит из катушки L1 и конденсаторов С3-С6. Рабочая частота ВЧ-генератора зависит от девиации индуктивности катушки L1, которая одновременно является поисковой катушкой, а также от изменения ёмкостей подстроечного (С4) и регулировочного (С3) конденсаторов.
При отсутствии металлических предметов в зоне действия катушки L1 частота колебаний, возбуждаемых в ВЧ-генераторе, должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1, то есть в данном случае — 1 МГц.
После того как в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, её индуктивность изменится. Это приведёт к изменению частоты колебаний ВЧ-генератора. Далее сигнал ВЧ подаётся на буферный каскад, обеспечивающий согласование генератора с последующими цепями. В качестве буферного каскада используется эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т2.
С выхода эмиттерного повторителя сигнал ВЧ через регулировочный резистор R7 и кварц Q1 поступает на детектор, выполненный на диоде D2. Благодаря высокой добротности кварца малейший сдвиг частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления кварцевого элемента. В результате на вход усилителя постоянного тока (база транзистора Т3) поступает сигнал, изменение амплитуды которого обеспечивает соответствующее отклонение стрелки индикаторного прибора.
Нагрузкой УПТ, выполненного на транзисторе Т3, является стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА. При замыкании выключателя S2 в цепь нагрузки включается генератор звукового сигнала, выполненный на транзисторе Т4.

Поисковая катушка L1 представляет собой кольцевую рамку, изготовленную из отрезка кабеля с внешним диаметром 8-10 мм (например, кабеля марки РК-50). Центральную жилу кабеля следует удалить, а вместо неё протянуть шесть жил провода типа ПЭЛ диаметром 0,1-0,2 мм и длиной 115 мм. Получившийся многожильный кабель необходимо согнуть на подходящей оправке в кольцо таким образом, чтобы между началом и концом образовавшейся петли остался зазор шириной примерно 25-30 мм.

Рис.5

Конец провода, являющийся началом первого витка, следует припаять к экранирующей оплётке кабеля, начало второго витка — к концу первого и так далее. В результате получится катушка, содержащая шесть витков провода. При изготовлении катушки L1 нужно особенно следить за тем, чтобы не произошло замыкания концов экранирующей оплётки, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток.

Непосредственное налаживание металлодетектора следует начать с установки нужной частоты колебаний, формируемых ВЧ-генератором. Частота колебаний ВЧ должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1. Для выполнения данной регулировки рекомендуется воспользоваться цифровым частотомером. При этом значение частоты сначала грубо устанавливается изменением ёмкости конденсатора С4, а затем точно — регулировкой конденсатора С3.
При отсутствии частотомера настройку ВЧ-генератора можно провести по показаниям индикатора PA1. Поскольку кварц Q1 является элементом связи между поисковой и индикаторной частями прибора, то его сопротивление в момент резонанса весьма велико. Таким образом, о точной настройке колебаний ВЧ-генератора на частоту кварца будет свидетельствовать минимальное показание стрелочного прибора PA1.Уровень чувствительности данного устройства регулируется резистором R8.

Ну и закончу я обзор весьма популярными среди радиолюбительского сообщества —
Импульсными металлоискателями.

Не будем отвлекаться на различные виды импульсных конструкций. Рассмотрим однокатушечный вариант с временным способом разделения излучаемого и отражённого сигналов.
После воздействия импульса магнитной индукции в искомом проводящем объекте возникает и некоторое время поддерживается (вследствие явления самоиндукции) затухающий импульс тока, обусловливающий задержанный по времени отражённый сигнал. Он и несёт полезную информацию, его и надо регистрировать.
Генератор импульсов тока формирует короткие импульсы тока миллисекундного диапазона, поступающие в излучающую катушку, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Так как излучающая катушка имеет ярко выраженный индуктивный характер, всплески напряжения на ней могут достигать по амплитуде десятков-сотен вольт. В связи с этим, необходимо позаботиться: либо о блокировке входной цепи прибора на определённое время, либо об ограничении данного напряжения на входе приёмной части регистратора.
По истечении времени действия импульса тока в излучающей катушке и времени разрядки катушки в действие должен вступить блок обработки сигнала, предназначенный для преобразования входного электрического (отражённого от железяки) сигнала в удобную для восприятия человеком форму.

Приведу для примера простую и расхожую схему импульсного металлоискателя ПИРАТ.

Рис.6

Принцип работы этого металлоискателя основан на изменении времени затухания отражённого от металлического предмета импульса в поисковой катушке, которое увеличивается с приближением металлических предметов. Дискриминации в данном типе металлоискателя нет, цветной и чёрный металлы реагируют практически одинаково.
Прибор состоит из передающего блока (генератора импульсов на таймере NE555 и мощного ключа на полевом транзисторе) и приёмной части на операционном усилителе TL072.
По входу приёмника стоят встречно-параллельно включённые ограничивающие диоды, на входе второго каскада ОУ приёмника — фильтр, отсекающий импульсы, излучаемые передатчиком.
Поисковая катушка L1 намотана на оправку 180-200 мм и содержит 25-30 витков эмалированного провода диаметром 0.5-0.8 мм. Экранировать катушку не нужно.
Оптимальные параметры работы генератора на NE555 : частота 125-150 Гц, длительность импульса 125-150 мкс.
При соблюдении этих параметров аппарат потребляет минимальный ток и имеет максимальную чувствительность:
Потребляемый ток : 30-50 мА;
Чувствительность : Монета 25 мм — 20 см, крупные предметы — 150 см.
После сборки схемы наладить металлоискатель очень просто. Включаем питание и ждём окончания переходных процессов в течении 15 секунд, подбором резистора R11 добиваемся того, чтобы при среднем положении переменного резистора R12 в динамике не было слышно звука генератора, а слышались только редкие щелчки.
Поисковая катушка при настройке должна находиться вдали от металлических предметов. При приближении металла в динамике должен появляться звук с частотой работы таймера NE555.

И подытожим страницу информацией о том,
как частота металлоискателя влияет на качество поиска.

Условно частоты работы металлоискателей можно разделить следующим образом:
2-6 кГц — низкая частота;
6-15 кГц — средняя частота;
15-30 кГц — высокая частота;
от 30 кГц и выше — ну, очень высокая частота.

Низким частотам присущи следующие свойства: бóльшая способность проникать в глубину почвы, а потому и увеличенная глубина обнаружения, способность работать на почвах с высоким уровнем минерализации, способность хорошо справляться с задачей поиска целей с высокой проводимостью (медь, бронза, серебро).
Из недостатков: не очень хорошо подходят для поиска мелких объектов и поиска целей с низкой проводимостью, например, железа, никеля и т.д.

Высокие частоты обладают следующими свойствами: показывают отличные результаты при поиске мелких объектов, хорошо подходят для поиска целей с низкой проводимостью, обладают более высокой точностью, особенно при обнаружении целей, расположенных близко к поверхности.
Из недостатков: чувствительность к помехам, создаваемым высокоминерализованным грунтом, меньшая глубина обнаружения по сравнению с низкой частотой.

Средние частоты представляют собой компромисс между низкими и высокими. Средняя частота считается универсальной, подходящей под любой тип находок, поэтому практически все бюджетные одночастотные детекторы промышленного производства обладают стандартной рабочей частотой — 6-8 кГц.

 

Главная страница • Схемы металлоискателей MD4U •

и карты погоды.

Форум		Темы	Сообщения	Последнее сообщение
Сайт
	Сайт MD4U Модераторы: Zak, Andy_F	82	1056	Пн: 20 сен 2021 16:47 Zak
	Новости Модераторы: Zak, Andy_F	11	72	Ср: 23 июн 2021 14:20 Pixar
IB и T/R металлодетекторы
	Квазар («Quasar») Металлоскатели с прямой обработкой на контроллерах AVR и STM32. http://fandy.ucoz.org Модераторы: ewstep, Andy_F, DesAlex	45	8283	Ср: 22 сен 2021 20:37 XXL
	Приборы фирмы «Tesoro». Tesoro Sabre, Eldorado, Lobo, uMax Модераторы: ewstep, FOMA	75	21179	Вс: 19 сен 2021 17:00 geptod3.14
	«Терминаторы» Модератор: ewstep	78	16905	Вт: 14 сен 2021 17:52 logotip1
	Гроза («Thunder»), Вератор («Verator») Домашняя страничка: http://ciklon.com.ua/ Модераторы: Ciklon, ewstep	10	2856	Ср: 12 май 2021 16:35 borisov-79
	Volksturm Модераторы: Ciklon, ewstep	254	3704	Ср: 04 авг 2021 20:52 oldrk
	Анкер-50 Модераторы: Ciklon, ewstep, The_ALF	103	3391	Ср: 05 май 2021 10:01 oktamasad
	White’s Classic I, II, III, ID, IDX Модераторы: Ciklon, ewstep	71	3763	Пт: 20 авг 2021 22:10 донг
	Fisher 1266-X, Aquanaut 1280-X и т.п. Металлоискатели фирмы Fisher Модераторы: Ciklon, ewstep	46	2038	Чт: 09 сен 2021 19:40 AlexanderA
		65	65536	Пн: 16 июл 2012 17:46 ADBot
	«Танго», MD FT Металлоискатель с прямой обработкой на PIC контроллере. Домашняя страничка: http://alteh.narod.ru/ Модераторы: ewstep, Alteh	53	1785	Сб: 16 мар 2019 0:33 andrehaha
	Годограф, автор Zak Модераторы: ewstep, Zak, /RR/	70	1227	Пн: 12 июл 2021 10:02 stav_ri
	Magnum Модераторы: Ciklon, ewstep	38	1009	Чт: 11 июн 2020 7:49 Fuse-bit
	Китайские металлоискатели MD-3006, MD-5012, и т.п. Модератор: ewstep	61	860	Вт: 21 сен 2021 19:17 vlaser
	White’s TM-808 Модератор: ewstep	39	654	Чт: 16 сен 2021 10:02 sannjik
	T/R locator Модератор: ewstep	7	120	Чт: 01 апр 2021 23:24 serg888
	Sturm T/R Модератор: ewstep	5	53	Вт: 05 янв 2016 15:00 SLBAST
	Другие IB металлоискатели Модератор: DesAlex	251	9909	Ср: 22 сен 2021 20:37 SKIF-2020
PI металлодетекторы
	Clone PI, Шанс http://fandy.ucoz.org http://fandy.hut2.ru Модератор: Andy_F	254	12714	Пн: 13 сен 2021 22:45 AVR1
	Delta Pulse Модераторы: Лях, Коляй	34	1034	Вт: 14 сен 2021 10:46 Andy_F
	Hammerhead Модератор: Лях	18	425	Пн: 16 ноя 2015 8:17 Юрий_Ск
	Goldscan IV	4	269	Вт: 31 мар 2015 18:58 Ewgen
	Whites Surfmaster PI	6	343	Ср: 22 сен 2021 21:18 mauriziodgm
	Skiff PI-AutoTune	16	181	Чт: 31 мар 2016 21:30 vlaser
	P. I. Treasure Hunter Модератор: Katran	12	160	Сб: 05 май 2012 10:08 deradox
	SKIFF-PI	14	93	Пт: 11 мар 2016 21:35 Serg8808
	Другие PI металлоискатели Модератор: Ciklon	80	2096	Сб: 26 июн 2021 20:29 q824484774
Металлоскатели на других принципах
	Протонные магнитометры Модератор: ewstep	63	2569	Ср: 22 сен 2021 11:00 JoyJo
	Бомбоискатель OGF-l Модератор: ewstep	3	46	Чт: 13 май 2021 23:56 j570
		65	65536	Пн: 16 июл 2012 17:46 ADBot
	Феррозондовый металлодетектор ФТ-100 Модераторы: ewstep, Коляй	2	8	Сб: 01 дек 2018 11:37 dep
	Бесперспективные проекты Модераторы: Ciklon, ewstep	59	1246	Вс: 25 окт 2020 5:48 mossine
	Другие схемы и узлы Модераторы: Ciklon, ewstep, Alteh	103	3911	Ср: 04 авг 2021 20:55 oldrk
Пинпойнтеры
	Пинпойнтер на основе Tracker-FM Модератор: ewstep	8	149	Пт: 19 фев 2021 15:06 MikeH
	Q-meter v.5 Модератор: ewstep	8	96	Вт: 12 июн 2018 6:14 litljy
	Пинпойнтер по мотивам Automax Precision Модератор: ewstep	2	82	Пн: 30 апр 2012 11:03 deradox
	Scanmaster Модератор: ewstep	3	39	Вт: 01 мар 2011 21:21 Himik
	Другие схемы п/п Модератор: DesAlex	50	2503	Пт: 27 авг 2021 13:22 DrStrangelove
Коммерческие приборы
	Кощей IB http://www.metdet.ru/ Модератор: YuKo	197	5484	Сб: 11 сен 2021 9:26 mrShyman
	Tracker PI, Tracker PI-2, Кощей PI http://www.metdet.ru/ Модератор: YuKo	344	4610	Пт: 30 апр 2021 13:57 korsaj
	Годограф Модератор: Agent GS	11	110	Вт: 19 янв 2016 14:23 wtrk
Промышленные металлодетекторы
	Рамочные Модераторы: Ciklon, Zak	3	52	Ср: 01 июл 2020 10:17 Genka32
	Трассоискатели Модераторы: Ciklon, Zak	4	32	Вт: 14 апр 2020 23:00 holzan
	Гравитационные Модераторы: Ciklon, Zak	1	4	Пн: 12 янв 2015 20:58 Shyrik27
	Конвейерные (поточные) системы Модераторы: Ciklon, Zak	2	3	Вт: 21 янв 2020 21:22 Коляй
Вопросы конструирования
	Датчики Конструкции и методы изготовления датчиков Модераторы: Ciklon, ewstep, FOMA, nibiluk	419	10189	Пт: 17 сен 2021 10:16 Braganza
	Механические конструкции Штанги, крепления, корпуса приборов. Модераторы: Ciklon, ewstep, /RR/	155	3157	Пн: 06 сен 2021 8:05 de-si-gn
	Печатные платы и комплектация Конструирование и изготовление печатных плат, корпуса компонентов, кнопки, разъёмы, и т.п. Модераторы: Ciklon, ewstep, /RR/	111	1775	Пт: 26 мар 2021 16:27 TechnoID
Общий раздел
		65	65536	Пн: 16 июл 2012 17:46 ADBot
	Не по теме Модераторы: Ciklon, Zak	533	7266	Чт: 19 авг 2021 17:45 Radis
	Теоретический раздел Вопросы физики функционирования металлоискателей и способов обработки, применяемых в металлоискателях. Модератор: Sergey_P	224	10864	Вс: 05 сен 2021 6:36 Sergey_P
	Цифровая обработка в МД Модераторы: /RR/, Alteh, Sergey_P	75	1970	Сб: 13 фев 2021 16:07 Зимородок
	Источники питания Модераторы: Ciklon, The_ALF, Sergey_P	141	1765	Вс: 01 ноя 2020 11:03 FOG208
	Измерения, настройка, программаторы Методы измерений, измерительные приборы, схемы программаторов Модераторы: Ciklon, Sergey_P	28	199	Вс: 21 июл 2019 11:59 Romokop
	‘Ищу с кем выехать в поле’. Поиск компаньонов. Знакомства. Поздравления.	61	336	Вт: 13 июл 2021 21:06 Игорь Смирнов
	Металлоискатель своими руками Модераторы: Ciklon, Zak	15	82	Сб: 26 дек 2020 0:24 hairs
	Куплю/продам Модератор: Ciklon	1185	8871	Ср: 22 сен 2021 17:35 стар_шина
Инструментарий кладоискателя
	Картография Модераторы: Лях, The_ALF	31	245	Пт: 29 ноя 2019 11:06 The_ALF
	Снаряжение Модератор: Лях	20	172	Пн: 27 авг 2018 15:24 Jakson33
	Поисковый инструмент Модератор: Лях	14	154	Ср: 15 июл 2020 23:22 Лях
	Cпутниковая навигация и мобильная связь GPS, Glonas. Модераторы: Лях, The_ALF	12	71	Ср: 14 май 2014 15:03 as0707
	Природа Модератор: Лях	20	202	Чт: 03 янв 2019 8:28 kolj
Находки
	Разные находки Нумизматика, металлопластика, фалеристика, филобутонистика	156	1693	Сб: 17 июл 2021 16:08 IvanKop
	Определитель находок Помощь в атрибуции находок	107	707	Вс: 05 сен 2021 19:54 Cash
	Военные находки	10	132	Чт: 23 окт 2014 0:40 Oberst
Кто сейчас на конференции
	Сейчас посетителей на конференции: 119, из них зарегистрированных: 8, скрытых: 0 и гостей: 111 (основано на активности пользователей за последние 5 минут) Больше всего посетителей (2146) здесь было Ср: 27 ноя 2019 14:10 Зарегистрированные пользователи: 247760, ARSENAL.UA, DrStrangelove, Google [Bot], Google Adsense [Bot], mauriziodgm, sura, фанис
	Легенда :: Администраторы, Супермодераторы, Модераторы
Дни рождения
	Сегодня нет дней рождения.
Статистика
	Всего сообщений: 168060 | Тем: 6109 | Пользователей: 10979 | Новый пользователь: VinKop

Современные досмотровые металлоискатели

Автор: Бакушев В.А.

После продолжительного периода спада в экономике России, отсутствия средств на техническое перевооружение у силовых структур, свертывание производства на государственных предприятиях, специализировавшихся на выпуске поисковой и досмотровой техники, в частности ручных, портативных металлодетекторов (металлоискателей), сегодня отмечается заметный рост спроса на указанную технику на российском рынке.
Наряду с многочисленными зарубежными фирмами – производителями и их дилерами на рынке появились частные отечественные фирмы разработчики и производители металлоискателей. Однако лишь единицы из них смогли закрепиться на рынке и предложить покупателю качественную продукцию и сервисные услуги. В данной статье не рассматриваются китайские поделки и подделки с переклеенными наклейками и выдаваемые за произведенные России. Такие приборы не представляют интерес для рассмотрения, так как некачественно копируют известные решения и недобросовестно завышают технические характеристики.
К сожалению, потребителям, а зачастую и продавцам (магазинам, торгующим спецтехникой, мелким дилерам, особенно в регионах), не обладающим специальными знаниями и подготовкой, затруднительно разобраться в широком многообразии портативных ручных металлоискателей, появившихся на рынке.
Цель настоящей статьи – помочь заинтересованным лицам расширить и систематизировать свои знания в этой области, сделать правильный выбор или дать грамотную консультацию покупателю.
В основу работы практически всех моделей портативных ручных металлоискателей положен вихретоковый метод контроля. Суть метода заключается в регистрации электромагнитного поля вихревых токов, возбуждаемых в электропроводящем (металлическом) объекте при питании вихретокового преобразователя (ВТП) – датчик (это может быть одна или несколько катушек индуктивности различной формы, оформленные конструктивно в виде поискового элемента прибора) переменным током низкой частоты (от единиц до сотни килогерц).
В отличие от приборов с феррозондовыми преобразователями, реагирующими только на ферромагнитные объекты (железосодержащие металлы) вихретоковые металлоискатели позволяют обнаруживать любые металлические объекты, как из черных, так и цветных металлов.
От выбора типа ВТП (параметрический или трансформаторный) его параметров и конструкции, схем и методов обработки сигнала зависят реальные эксплуатационно-технические характеристики аппаратуры.

Параметрические ВТП представляют собой одиночную катушку индуктивности, являющуюся, как правило, элементом колебательного контура. В качестве информативного параметра, в этом случае, используются изменение индуктивности, активного сопротивления или добротности контура под воздействием вторичного поля вихревых токов от металлического объекта.
Для реализации высокоэффективных металлоискателей с параметрическими ВТП особую важность приобретает использование схем обработки выходных сигналов ВТП, отличающихся высокой чувствительностью или крутизной преобразования изменений параметров ВТП в приращения величины выходного сигнала (амплитуды, фазы, частоты), регистрируемые индикатором.
Теория и практика разработки и использования портативных ручных металлоискателей позволяют считать, что среди многочисленных схем и методов обработки сигнала параметрического ВТП — датчика, наиболее перспективным является использование автогенераторного метода, особенностью которого является реализация сигнала, связанного с режимными параметрами автогенератора (АГ).
Правильный выбор схемы АГ, измеряемого параметра (изменений амплитуды, частоты или фазы выходного сигнала) условий самовозбуждения, частоты и амплитуды колебаний, позволяет создать приборы отличающиеся высокой чувствительностью, помехозащищенностью, стабильностью при достаточно простой структурной реализации, а следовательно, и невысокой стоимости.

В приборах с транформаторными ВТП в качестве чувствительного элемента используется система катушек индуктивности (генераторная и одна или несколько приемных) определенным образом взаимно-расположенных, или, как говорят, геометрически скомпенсированных.
Применяются схемы амплитудной, фазовой или амплитудно-фазовой обработки сигнала. Грамотно спроектированные приборы с трансформаторными ВТП отличаются высокой чувствительностью, а при использовании многопараметровой обработки сигнала, например, когда в качестве информативных параметров используется и амплитуда и фаза принимаемого сигнала, удается получить селективное обнаружение объектов из черных и цветных металлов, достичь подавления (дискриминации) сигналов от «мешающих» объектов или слабопроводящих укрывающих сред (например грунта при археологических раскопках).
К сожалению, трудоемкость изготовления геометрически скомпенсированных трансформаторных ВТП и требования по обеспечению их временной и температурной стабильности значительно выше, чем при изготовлении параметрических ВТП, схемы обработки сигнала также усложняются, что естественно отражается на стоимости приборов.
Тем не менее, наличие в продаже «продвинутых» моделей портативных ручных металлоискателей, с расширенными функциональными возможностями, позволят удовлетворить специфические требования потенциальных потребителей в различных областях деятельности. Каковы же основные технические требования предъявляемые к портативным ручным металлоискателям, сложившиеся на основании многолетнего опыта использования указанных приборов в России и за рубежом? На что следует обратить внимание при выборе и приобретении той или иной модели?

Основные технические требования, предъявляемые к портативным металлоискателям.

Чувствительность. Учитывая специфику использования портативных ручных металлоискателей (досмотр людей, багажа, корреспонденции) высокая дальность обнаружения объекта не требуется (как правило, достаточно 15-20 см – на пистолет ПМ).
Однако, бывает важно обнаруживать малые металлические предметы (монеты, гильзы, пули, кольца, золотые украшения, иголки).
При малых размерах поискового элемента – катушки ВТП это достигается технически проще. Кроме того, улучшается разрешающая способность прибора, т.к. возможность раздельно регистрировать близко расположенные предметы.
К сожалению, при малых размерах поискового элемента снижается производительность контроля, т.к. увеличивается время, необходимое для досмотра объекта, что является существенным показателем при использовании приборов, например, в аэропортах с большим пассажиропотоком.
Наиболее эффективный путь устранения противоречия между разрешающей способностью и производительностью – это придание поисковому элементу продольно-вытянутой формы. Если же поисковый элемент при этом достаточно плоский, появляется возможность контроля в труднодоступных местах (щели, полости).
Поскольку портативные ручные металлоискатели работают с автономным источником питания (батарея, аккумуляторы) желательно, чтобы потребляемая мощность (ток) была минимальной. В высококлассных ручных металлодетекторах это значение до 3 мА.
Конструктивная сбалансированность и малый вес приборов снижает утомляемость оператора, а наличие чехла, закрепляемого на поясном ремне дают возможность оперативно освободить руки или ввести прибор в эксплуатацию.

Индикация и сигнализация. Большинство портативных металлоискателей имеют световую (светодиод) и звуковую сигнализацию обнаружения металла, а также индикатор включения прибора. Как правило, на эти же индикаторы выводится сигнал о разряде батарей. Некоторые модели имеют разъем для подключения головных телефонов, что является очень неудобным решением и не используется пользователями.
Органы управления. Для обеспечения оперативности контроля количество органов управления и настройки в портативных ручных металлоискателях стремятся сократить до минимума. Лучшие модели оснащены системами автоматической настройки, т.е. реализован принцип – «включил — работай».
Механическая прочность и жесткость конструкции портативного ручного металлоискателя является одним из основных конструктивных параметров, прямо влияющих на его чувствительность и стабильность работы. Поломки поискового элемента при случайных падениях, ложные срабатывания при проведении досмотра, вызванные соприкосновением с объектом, могут свести на нет прекрасные технические параметры, демонстрируемые на спокойно лежащем на столе приборе.
Дополнительные функции. Некоторые модели приборов осуществляют раздельную регистрацию объектов из черных и цветных металлов (различная тональность звукового сигнала, светодиоды разного цвета). Для безопасности эта функция несет скорее вред, чем преимущество, так как можно экранировать цветной металл черным и наоборот, что приводит к пропуску искомого объекта.
Изменение порога чувствительности (кнопка снижения или увеличения чувствительности у приборов с автоматической настройкой) позволяет производить селекцию объектов поиска по размерам.
Функция принудительного досмотра (имитация сигнала «металл» при нажатии кнопки) дает возможность спровоцировать углубленный визуальный досмотр «подозреваемого».
Скрытая сигнализация (например виброзвонок, вмонтированный в ручку прибора) позволяет оператору отключив световую и звуковую сигнализацию получить информацию о наличии скрытого металлического предмета и его местонахождении незаметно для «клиента».
Как уже отмечалось выше различные дополнительные функциональные возможности появляются в отдельных моделях приборов в результате анализа фирмами производителями запросов отдельных категорий пользователей, сталкивающихся со специфическими условиями применения аппаратуры. Поэтому фирмы-разработчики приборов, имеющие собственную гибкую производственно-технологическую базу, развитую дилерскую сеть и сервис способны предложить покупателю более привлекательные условия сотрудничества и конкурентно-способную продукцию.

Металлоискатели — теория и практика

Металлоискатели

Теория и практика

Металлоискатели используются в широком спектре приложений, от обнаружения наземных мин до обеспечения безопасности в аэропортах, офисных зданиях или школах. Они также могут быть полезны в доме для поиска потерянных монет, драгоценностей, ключей и газовых линий.

Металлоискатели помогли археологам обнаружить драгоценные артефакты и монеты, которые когда-то были предметом повседневного обихода наших предков.До недавнего времени эта привилегия предоставлялась тем немногим счастливчикам, которые могли позволить себе дорогой инструмент. Но с развитием электроники и технологий цена на эти машины упала до доступного уровня.

Сегодня недорогие, высококачественные металлоискатели, ориентированные на потребителя, предоставляют миллионам любителей по всему миру возможность обнаруживать спрятанные сокровища, обеспечивая расслабление, волнение, острые ощущения от открытий и, почему бы и нет, прибыль.

Начав поиск идеального металлоискателя, вы быстро обнаружите, что существует множество металлоискателей, из которых можно выбирать.Существуют машины, использующие различные технологии, такие как BFO (генератор частоты биений), Off-Resonance, IB (индукционный баланс), VLF (очень низкая частота), VLF / TR, TR (передача-прием), PI (импульсная индукция) или RF (радиочастотные или двухкамерные детекторы). Инновации в области обнаружения металлов продолжаются — каждый день появляются новые патенты и оригинальные разработки.

Мы рассмотрим только три основных типа металлоискателей, с которыми вы, вероятно, столкнетесь в поисках идеального металлоискателя для поиска и исследования сокровищ:

• VLF или очень низкая частота
• PI или импульсная индукция
• BFO или генератор тактовой частоты

Очень низкочастотные детекторы (VLF) являются наиболее универсальными типами металлоискателей, в зависимости от диапазона металлических предметов, которые вы можете найти с ними.Это детекторы с индукционным балансом (IB), использующие очень низкие частоты. Как и все конструкции IB, детектор VLF объединяет две сбалансированные катушки: внешняя катушка действует как передатчик, используя переменный ток для создания магнитного поля, которое искажается металлическим объектом, а внутренняя катушка действует как приемник, считывая вторичное магнитное поле. создается проводящим объектом. Это магнитное поле усиливается и преобразуется в звуковой сигнал. Фазовые демодуляторы помогают различать типы объектов.

Пример конструкции УНЧ: УНЧ-металлоискатель Heathkit Groundtrack GR-1290

Импульсная индукция Металлоискатели (PI) посылают повторяющиеся импульсы электрического тока на поисковую катушку, создавая магнитное поле. Катушка передает импульс к земле, генерируя ответный импульс от целевого объекта. Схема дискретизации измеряет импульс и отправляет его интегратору, который генерирует звуковой сигнал.

PI превосходит VLF / TR в областях, где находится мало мусора, на пляжах с соленой водой или минерализованном грунте, поскольку они способны одновременно игнорировать как проводящие соли, так и минерализацию.

Детекторы с импульсной индукцией способны обнаруживать объекты, закопанные глубоко под землей, но они чувствительны к железу и не способны различать различные типы металлов. Этот недостаток чрезвычайно затрудняет их использование на внутренних участках.

Пример схемы PI: принципиальная схема White’s Surfmaster PI

Генератор частоты биений (BFO) — это самый простой (и самый старый) тип технологии металлоискателей и хорошая отправная точка для изучения того, как работают металлоискатели.В базовом металлоискателе с частотой биений используются два радиочастотных генератора, настроенных примерно на одну и ту же частоту. Первый называется поисковым генератором , а другой — опорным генератором .

Выходы двух генераторов подаются в смеситель, который вырабатывает сигнал, содержащий компоненты суммарной и разностной частот. Этот сигнал подается на фильтр нижних частот , удаляющий гармоники.Пока два генератора настроены на одну и ту же частоту, на выходе не будет сигнала.

Когда металлический объект нарушает магнитное поле поисковой катушки, частота поискового генератора немного сдвигается, и детектор будет выдавать сигнал в диапазоне звуковых частот.

Хотя когда-то популярные, BFO больше не производятся профессиональными производителями металлоискателей. Они просты и недороги, но не обеспечивают точности и контроля современных детекторов PI или VLF.Были предприняты попытки добавить новые функции, такие как дискриминация, и более совершенные модели были произведены в 1970-х годах, но вскоре они были заменены новейшими, более сложными технологиями.

Конструкции BFO по-прежнему используются в дешевых портативных устройствах и в некачественных детекторах игрушечного типа. Старинный детектор BFO — это скорее диковинка и предмет коллекционирования, чем полезная часть оборудования.

Пример схемы BFO: Простая схема металлоискателя BFO

Принципиальная схема простого металлоискателя

с использованием таймера 555 IC

Металлоискатель можно найти в аэропортах, театрах и других общественных местах.Они используются для обеспечения безопасности людей и обнаружения любого, у кого есть металл (оружие и т. Д.). В этом проекте мы собираемся разработать простую схему металлоискателя . Существует так много конструкций металлоискателей, но большинство из них сложны по конструкции, поэтому здесь мы собираемся разработать простую схему металлоискателя с использованием микросхемы таймера 555.

Прежде чем идти дальше, нам нужно понять концепцию индуктора и цепей RLC. Сначала поговорим об индукторах. Катушки индуктивности — это не что иное, как катушки из эмалированной медной проволоки разных форм и размеров.Индуктивность катушки индуктивности рассчитывается на основе различных параметров. По всем этим параметрам нас в основном интересует сердечник на катушке индуктивности, поскольку в зависимости от сердечника 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 требуется величина в несколько микрон Генри. Для значений, превышающих несколько милли, они не подходят. На рисунке ниже вы можете увидеть катушки индуктивности с ферритовым сердечником

.

Когда катушка индуктивности намотана на сердечник, который может быть ферритовым или железным, индуктивность катушки сильно возрастает. Это значение намного больше, чем у воздушного порошка того же размера и формы.

Теперь для схемы RLC, показанной на рисунке, реактивное сопротивление или импеданс между клеммами «a» и «c» зависит от значений L и C, если частота приложенного сигнала постоянна.

Итак, если значение индуктивности изменяется, изменяется значение реактивного или импеданса. Как эти две концепции используются вместе для схемы металлоискателя , объясняется в рабочем разделе этого проекта.

Компоненты цепи металлоискателя

• +9 напряжение питания
• 555 IC
• Резистор 47 кОм
• Конденсатор 2,2 мкФ (2 шт.)
• Динамик (8 Ом)
• 170 витков бухты диаметром 10 см (подойдет любой калибр)

Принципиальная схема и работа металлоискателя

На рисунке представлена ​​принципиальная схема металлоискателя .Таймер 555 IC здесь действует как генератор прямоугольных сигналов и генерирует импульсы с частотами, слышимыми человеком. Конденсатор между контактом 2 и контактом 1 не следует менять, так как он должен генерировать звуковые частоты.

В схеме используется RLC-цепь, образованная резистором 47 кОм, конденсатором 2,2 мкФ и дросселем на 150 витков. Эта цепь RLC является детектором металла. Как упоминалось ранее в предыдущем разделе, индуктор с металлическим сердечником имеет более высокое значение индуктивности по сравнению с индуктором с воздушным сердечником.

Помните, что здесь намотана катушка с воздушным сердечником, поэтому, когда металлический элемент 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 цепи RLC изменяется на значительную величину по сравнению с отсутствием металлической детали.

Сначала, когда нет металлической детали, сигнал, подаваемый на динамик, вызывает некоторый слышимый звук. Теперь с изменением реактивного сопротивления вокруг цепи RLC сигнал, отправленный на динамик, больше не будет таким же, как раньше, из-за этого звук, производимый динамиком, будет отличаться от первого.

Таким образом, всякий раз, когда металл приближается к катушке, сопротивление RLC изменяется, заставляя сигнал изменяться, что приводит к изменению звука, генерируемого в динамике. Вы также можете проверить этот металлоискатель на базе Arduino.

Общие советы:

• Эмаль следует удалить на концах катушки для пайки соединений.
• С другим калибром у нас будет разный импеданс RLC, поэтому следует поэкспериментировать с сопротивлением в цепи RLC для обнаружения чувствительного металла.
• Динамик может быть любого типа. Но при сопротивлении менее 8 Ом таймер может нагреваться.
• Используйте напряжение питания выше 5 В.

Основы металлоискателей

Сенсорный узел металлоискателя состоит из одной или нескольких катушек, обычно двух. Генератор выдает переменный ток, который проходит через посылающую катушку, создавая колеблющееся магнитное поле, проникающее через землю или другой слой, непрозрачный для видимого света.

Колеблющееся магнитное поле индуцирует вихревые токи в любом проводящем материале, который находится в пределах допустимого диапазона.Эти вихревые токи, в свою очередь, создают другое магнитное поле, которое заставляет ток течь в приемной катушке. Индуцированный ток можно усилить и направить на наушники или датчик, а оператор может интерпретировать показания дисплея, чтобы определить размер, глубину и характер материала.

Эта система может различать металлы, каждый металл имеет различную фазовую характеристику при воздействии переменного тока. Однако некоторые металлы (например, оловянная фольга и золото) имеют схожие фазовые характеристики. Таким образом, неправильная настройка может увеличить риск пропустить ценную находку.

Дискриминатор, или дифференциатор, как его еще называют, подавляет сигнал, генерируемый нежелательными металлами и минерализацией почвы. Его можно сделать более или менее агрессивным, отрегулировав ручку на панели управления. Сложность состоит в том, что если эта функция установлена ​​слишком высоко, сигнал от золотой монеты или другого ценного объекта может быть отклонен. Аналогичным образом можно отрегулировать общую чувствительность.

Оператор может настроить параметры и научиться интерпретировать выходной сигнал металлоискателя, намеренно закапывая серебро, медь, золото, алюминий, железо и другие объекты на измеренной глубине и наблюдая за реакцией прибора.

Одна простая схема детектора индукционного баланса использует микросхему таймера 555 в качестве генератора для передающей катушки. Приемная катушка находится на входе предусилителя, который, в свою очередь, отправляет сигнал на другой таймер 555, используемый для генерации аудиосигнала, когда две катушки не сбалансированы.

Первоначальная система катушек баланса индукции состояла из двух одинаковых катушек, расположенных одна над другой. Альтернативы включают две катушки в форме D, установленные спиной к спине, чтобы сформировать круг. Еще одним усовершенствованием были детекторы, которые могли нейтрализовать эффект минерализации почвы.

Другой вид металлоискателей использует импульсную индукцию. И генератор частоты биений, и индукционно-балансировочные машины используют равномерный сигнал переменного тока на низкой частоте. Напротив, импульсная индукционная машина намагничивает землю относительно мощным мгновенным током через поисковую катушку. В отсутствие металла поле спадает с равномерной скоростью. Измерение времени, необходимого для падения напряжения до нуля, дает показание, указывающее на отсутствие металла. Если при срабатывании машины присутствует металл, в металле будет индуцироваться небольшой вихревой ток, и время затухания измеренного тока возрастет.Хотя эти временные различия незначительны, современная электроника может точно измерить их и определить присутствие металла на разумных расстояниях. Импульсные машины также в большинстве случаев невосприимчивы к воздействию минерализации.

Металлоискатели используются для поиска ценных монет, утерянных предметов, археологических артефактов, пуль и других металлических предметов у раненых пациентов, скрытого оружия и бомб в общественных местах, подземных залежах полезных ископаемых, подземных труб и электрических кабелей, арматуры, залитой бетоном и др. проводящие объекты интереса.

Часть восточного побережья Флориды состоит из песчаных пляжей, известных как Берег сокровищ. Это в нескольких милях к югу от Космического центра Кеннеди. В 1715 году одиннадцать испанских кораблей погибли в сильнейшем урагане у берегов Веро-Бич, Флорида. Они вылетели семью днями ранее из Гаваны, Куба, и направлялись в Испанию с огромным количеством серебряных и золотых монет. Некоторые из них вместе с другими артефактами постоянно выносятся на берег 300 лет спустя. Многие из них остаются под тонким слоем песка.

Во время отлива, особенно после сильного шторма, можно увидеть любителей металлоискателей, пробирающихся вдоль пляжей Берега сокровищ, пытающихся найти и вернуть испанские дублоны и другие ценные предметы. Для них не редкость найти золотую монету или кусок серебра, хотя часто тяжелый рабочий день не вознаграждается. Одна из проблем — наличие «бродячих» металлических предметов. Это железные и алюминиевые ненужные предметы, такие как пивные банки, которые не представляют никакой ценности. Металлоискатели премиум-класса способны распознавать различные классы объектов, например, распознавать железо.

Как сделать простой металлоискатель с использованием микросхемы CS209A

Принцип работы предложенной схемы металлоискателя довольно прост, но очень интересен. Функция обнаружения запускается при обнаружении снижения уровня добротности LC-сети, связанной с цепью, в присутствии металла на заданном уровне близости.

Введение

В основном встроенный генератор IC CS209 работает с включением параллельной резонансной LC-настроенной цепи в сочетании с резистором обратной связи, подключенным к выводам OSC и RF.

Полное сопротивление настроенной резонансной цепи можно ожидать на максимальном уровне, пока частота источника возбуждения равна резонансной частоте сети LC-контура.

При обнаружении металлического объекта в непосредственной близости от датчика индуктивности, амплитуда напряжения LC-сети постепенно начинает падать в соответствии с приближением металла к индуктору.

Из-за вышеупомянутого фактора, когда кадр колебаний микросхемы падает и достигает определенного порогового уровня, запускается положение дополнительных выходов, так что они меняют состояния.

Точные технические операции можно понять следующим образом:

Ссылаясь на рисунок, как только металлический объект обнаруживается на входе индуктора, конденсатор, подключенный к DEMOD, заряжается через встроенный источник тока 30 мкА. .

Однако во время процесса обнаружения вышеупомянутый ток отклоняется от конденсатора пропорционально генерируемому отрицательному смещению в цепи LC.

Таким образом, заряд конденсатора снимается с DEMOD с каждым отрицательным циклом, генерируемым в сети LC.

Тогда постоянное напряжение с пульсациями на конденсаторе DEMOD напрямую соотносится с внутренним фиксированным уровнем напряжения 1,44.

Когда процедура вынуждает внутренний компаратор отключиться, он переключает транзистор, который вводит сопротивление 23,6 кОм параллельно данному резистору 4K8.

Этот результирующий опорный уровень в таком случае равен примерно 1,2 В, что вносит некоторый гистерезис в схему и становится идеально подходящим для предотвращения неправильного или ложного срабатывания.

Поток обратной связи, подключенный через OSC и RF, используется для установки диапазона обнаружения цепи.

Увеличение сопротивления потенциометра, конечно, увеличивает диапазон обнаружения и, следовательно, точку срабатывания выходов.

Однако точки обнаружения и срабатывания могут также зависеть от конфигурации LC и Q сети LC.

Как настроить схему металлоискателя

Предлагаемую схему металлоискателя можно изначально настроить, выполнив следующие шаги, описанные ниже:

Поместите металлический объект на относительно большом расстоянии от индуктора, предполагая добротность ЖК быть на максимальной чувствительности, а расстояние должно быть в пределах допустимого диапазона, обеспечиваемого добротностью катушки индуктивности.

С этой настройкой отрегулируйте горшок так, чтобы выходы просто меняли состояния, указывая на обнаружение металлического объекта.

Повторите процедуру настройки, постепенно увеличивая расстояние, пока не будет оптимизирована подходящая максимальная чувствительность цепи.

Удаление или перемещение металла вручную должно привести к тому, что выход схемы вернется в исходное состояние, подтверждая безупречную работу схемы.

Хотя схема способна обнаруживать металлы в диапазоне 0.3 дюйма, диапазон может быть увеличен за счет увеличения добротности катушки индуктивности.

Коэффициент добротности прямо пропорционален чувствительности схемы и степени обнаружения.

Металлоискатель с использованием обычных компонентов

В этом металлоискателе просто используются все стандартные компоненты, как показано ниже. В нем используется транзистор 2N2222 и пара 741 микросхемы.

Даже катушка извещателя настолько проста, насколько это возможно! Вам просто нужно намотать 8 витков суперэмалированного медного провода 22 SWG на каркас диаметром 9 дюймов.

После окончания намотки закрепите катушку лентой или прочным клеем, осторожно снимите ее и снимите с формы. Транзистор Q1 работает как основной компонент генератора Колпитца. Диод D1 выпрямляет частоту генератора Колпитца до определенного переменного постоянного тока.

Операционный усилитель U1 работает как дифференциальный усилитель для обнуления переменного постоянного тока, а U2 используется для усиления сигнала на уровне 200 мкА. Чтобы использовать простую схему металлоискателя, отрегулируйте потенциометр до тех пор, пока счетчик M1 не достигнет середины шкалы шкалы.

Как только металлический предмет, такой как золото, зубные пломбы и т. Д., Оказывается в непосредственной близости от поля зрения катушки, небольшие изменения амплитуды частотных волн вызывают изменения показаний измерителя. Переключатель S1 работает как переключатель выбора ослабления или чувствительности.

Датчики / Детекторы: электронные схемы металлоискателей

Металлоискатель

Beat Balance — металлоискатель BFO (генератор частоты биений) использует два генератора, каждый из которых производит радиочастоту.Один из этих генераторов использует катушку с проволокой, которую мы называем поисковой петлей. Второй генератор использует гораздо меньшую катушку с проводом и обычно находится внутри блока управления и называется опорным генератором. Путем настройки осцилляторов так, чтобы их частоты были почти одинаковыми, разница между ними становится слышимой в виде нот биений __ Разработано Essex Metal Detectors

Beat Balance Metal Detector (Rev Thomas Scarborough) — Были опубликованы различные варианты металлоискателя BB, и он был широко описан в прессе как новый жанр.вместо использования поискового и опорного генератора, как в случае с BFO, или катушек Tx и Rx, как в IB, он использует два передатчика или поисковые генераторы с перекрытием катушек в стиле IB. Затем частоты двух осцилляторов смешиваются аналогично BFO, чтобы получить __ Дизайн Энди Коллисон

Металлоискатель BFO — не лучший, но простой, и теперь уже с печатной платой. __ Дизайн Г.Л. Чемелец

CCO Metal Detector — Насколько известно автору, показанный здесь металлоискатель представляет собой еще один новый жанр.он представлен здесь просто как экспериментальная идея и работает вместе со средневолновым радио. Elektor Magazine. __ Разработано Опубликовано в выпуске 345, июль 2005 г.

CCO Металлоискатель — катушечный металлоискатель, сделанный из легко доступных компонентов и использующий в качестве детектора обычный средний приемник. __ Разработан преподобным Томасом Скарборо

Дешевый металлоискатель — идея этой схемы состоит в том, чтобы взломать схему генератора PIC, заменив кристалл катушкой: частота генератора в этом случае зависит от наличия металла рядом с катушкой, как в классическом металлоискателе.__ Дизайн Бруно Гаванда

Металлоискатель с катушечной связью — Металлоискатель с катушкой, сделанный из легко доступных компонентов и использующий в качестве детектора обычный средний приемник. __ Разработан преподобным Томасом Скарборо

Строительный сканер металла — 15.05.14 Идеи дизайна EDN: Создайте изображение скрытого металла, обнаруженного индуктивно, с помощью программного эквивалента длительной выдержки! Мое проектное предложение состоит в том, чтобы использовать LDC1000 для создания тепловизора для обнаружения металла в домах и офисах.Моя первая идея состояла в том, чтобы переключить массив катушек и управлять светодиодом индикации для каждой. Стоимость даже массива восемь на восемь была непомерно высокой и не давала удовлетворительного изображения. Вторая идея заключалась в том, чтобы использовать соленоид для активации маркера, который проходил бы через центр катушки и отмечал поверхность везде, где был обнаружен металл. Опять же, стоимость будет непомерно высокой, и, хотя на строительной площадке она будет удовлетворительной, домовладелец может возражать против разметки своих стен. __ Схемотехника Джорджа Малларда

Металлоискатель DIY BFO — металлоискатель BFO (генератор частоты биений) использует два генератора, каждый из которых производит радиочастоту.Один из этих генераторов использует катушку с проволокой, которую мы называем поисковой петлей. Второй генератор использует гораздо меньшую катушку с проводом и обычно находится внутри блока управления и называется опорным генератором. Путем настройки осцилляторов так, чтобы их частоты были почти одинаковыми, разница между ними становится слышимой в виде нот биений __ Разработано Essex Metal Detectors

Металлоискатель на базе полевого транзистора

с полевыми транзисторами MPF102 / J310 BF998. Создание металлоискателя всегда было моей мечтой.Мне было любопытно послушать эти гудки в аэропорту, когда папа объяснил, что это металлоискатели. Что для меня ничего не значило. Прошлым летом у меня была возможность узнать секреты этой мелочи от моего отца, которая оказалась простым проектом, который можно сделать дома. __ Дизайн Нины Гаджар

Fortune Finder — поиск закопанных сокровищ может быть полезным опытом — попробуйте этот металлоискатель в следующий раз, когда вы отправитесь на разведку или прочесывание пляжа__ SiliconChip

Импульсный индукционный металлоискатель GoldPIC 3 (имеется электронный комплект) — GoldPIC 3 представляет собой импульсный индукционный металлоискатель «Собери сам» __ Разработан Тревором Р.Холм

Ручной металлический локатор

— идеально подходит для поиска стальных рам и шпилек, стальных распорок и гвоздей в оштукатуренных стенах, этот металлический локатор также может показывать длину выступа в рукоятках ножей, отвертках и других инструментах. Кроме того, он может различать черные и цветные металлы .__ SiliconChip

Heathkit Groundtrack GR-1290 УНЧ-металлоискатель — только схема, без описания схемы__ hobbyteam @ hobby-hour.com

Самодельный металлоискатель — эта самодельная схема металлоискателя поможет вам найти объекты, состоящие из материалов с относительно высокой магнитной проницаемостью.он не подходит для обнаружения закопанных монет, которые недостаточно чувствительны, но вы можете обнаружить пиратские сокровища! Металлоискатель питается от 2 батареек по 9 В, каждая из которых заряжается 15 мА. Детектор L1__

Операционный усилитель

— Схема усиления детектора металла PI

Я тоже боролся с этой схемой, пока не понял, что в ней есть ошибки. OP фактически правильно скопировал его из исходной статьи в формате pdf, но в схеме в этой статье есть ошибки.Исправления на моей схеме ниже.

Я знаю это по целому ряду разных улик. Во-первых, в реальном pdf-файле, связанном с OP, вы можете найти следующие предложения:

«второй источник питания (созданный IC6, на 16 В) необходим, поэтому IC2, IC3 и IC4 могут работать с их входами и выходами при напряжении питания батареи или близком к нему. Такой запас запаса полезен в импульсных цепях »

Однако IC4 показан на исходной схеме с питанием от батареи напряжением 9 В.Это неправильно, вывод 9 IC4 должен быть подведен к линии 16 В, чтобы дать усилителю тот запас, о котором говорил автор.

Кроме того, он прямо говорит, что «поисковая катушка получает питание от аккумуляторной шины 9 В» …

, но схема OP показывает, что он запитан от источника питания 16 В… это неправильно. И конец катушки, и конец демпфирующего резистора 470 Ом должны подключаться к источнику питания 9 В, а не к источнику питания 16 В.

Есть масса других подсказок, которые говорят мне то же самое (он говорит о том, что точка подключения R20 должна быть близко к катушке, чтобы минимизировать дополнительное сопротивление, рис. 2 в исходной статье имеет упрощенную схему, которая показывает катушку в рейка АКБ и т.д… и т.д…)

И, наконец, если вас действительно интересует — а вы должны быть заинтересованы, если вы все еще читаете — человек, написавший статью (Марк Стюарт), фактически опубликовал более раннюю версию этой схемы, но без микроконтроллера в 1989 году (PI Treasure Hunter, Everyday Electronics, 1989), где используется та же «передняя» схема… но в этой статье он все правильно нарисовал.Проверить это.

Хорошо, разобравшись с этим, давайте ответим на исходный вопрос, зачем нужен инвертирующий усилитель для IC4?

Во-первых, когда TR4 выключается микроконтроллером, нижняя часть катушки резко подскакивает. Затем это напряжение быстро спадает. Напряжение на инвертирующем входе усилителя IC4 составляет Vin = 9V + vd (t), где vd (t) — напряжение на ограничивающем диоде.

Это напряжение фиксируется на уровне 9,7 В во время скачка напряжения… это, конечно, функция диода.Как только напряжение на катушке упадет ниже 9,7 В, диод отключается, и vd (t) начинает убывать с 0,7 В до нуля.

На самом деле это период спада, который схема пытается усилить и обнаружить, потому что эта сигнатура затухания меняется, когда металлоискатель находится над куском постороннего металла, как предполагает цифра, опубликованная «Скачком напряжения».

Напряжение на неинвертирующем входе (назовем его Vx) на IC4 — это виртуальная земля, удерживаемая на уровне Vx = 9V. 4? Интересный вопрос … причина в том, что эта схема разработана так, чтобы смотреть «дальше» на кривую затухания, когда vd (t) приближается к нулю вольт, потому что именно тогда разница между металлом и неметаллом имеет тенденцию быть наибольшей, по крайней мере в этом дизайне.4, чтобы его можно было обнаружить.

Также обратите внимание, что далее в цепи C8 будет вырезать напряжение батареи Vx из Vout, просто оставив зависящую от времени составляющую — (1M / 100) * v_d (t)… с новым уровнем постоянного тока, в конечном итоге добавленным обратно.

Хорошо, я мог бы продолжить, добавить эффект ограничения обратной связи и т. Д., Но я думаю, вы уловили суть.

Схема металлоискателя

Простая схема металлоискателя Реализована с использованием микросхемы CS209A от компании Cherry Semiconductor (теперь она работает на полупроводнике), CS209A представляет собой биполярную монолитную интегральную схему для использования в приложениях для металлодетекторов и индуктивных датчиков приближения.


Эта ИС потребляет от одного источника питания 12 В и использует ток 6 мА во время работы, она может обеспечивать приемник выходного тока до 100 мА, а микросхема CS209A поставляется в 14-контактной и 8-контактной конфигурациях, а также доступна в DIP 8, SOP. 14 пакетов.

IC CS209A

Здесь DIP8 корпус CS209A взят за прототип схемы металлоискателя.

Контакт 1: OSC — Регулируемый резистор обратной связи, подключенный между генератором и RF устанавливает диапазон обнаружения.

Контакт 2: БАК — подключается к параллельной цепи бака.

Контакт 3: GND — заземление.

Контакт 4: OUT 1- Дополнительный выход с открытым коллектором; Когда OUT 1 = LOW, металл присутствует.

Контакт 5: OUT 2- Дополнительный выход с открытым коллектором; Когда OUT 2 = HIGH, металл присутствует.

Контакт 6: DEMOD- Вход для компаратора, управляющего выходами OUT1 и OUT 2.

Контакт 7: VCC- Напряжение питания. (Подали 9В от АКБ)

Контакт 8: RF — регулируемый резистор обратной связи, подключенный между OSC и диапазоном обнаружения RF.

Схема подключения

Строительство и работа

Важной частью этой схемы является проектирование катушки индуктивности L1, потому что чувствительность и выходной результат основаны только на этом индукторе, здесь значение L1 получено до 100 мкГн с использованием изолированной медной катушки с проводом 0,4 мм, L1 имеет диаметр 40 мм и изготовлен из 50 повороты. Микросхема CS209A имеет внутреннюю схему генератора, а L1 действует как элемент резервуара, следовательно, изменение индуктивности в L1 вблизи металлических предметов делает выход 2 таким же высоким.

В этой цепи OUT 1 соединен со светодиодом, а OUT 2 соединен с зуммером 5V, этот зуммер издает шум при обнаружении металла. Чувствительность этой схемы можно изменять с помощью переменного резистора VR1. Для этой схемы катушка извещателя L1 должна находиться рядом с металлическими предметами, чтобы обнаруживать и издавать звуковой сигнал.