Можно купить примерно за 100-300 долларов. Цена на металлодетекторы сильно взаимосвязана с их глубиной обнаружения, далек не каждый металлоискатель может "видеть" монеты на глубине в 15 см. Помимо этого на стоимости металлодететкора еще сильно сказывается наличие распознавателя типа металлов ну и типа интерфейса, модные металлоискатели порой оснащают дисплеем для удобной работы.

В этой статье будет рассмотрен пример сборки своими руками мощного металлоискателя под названием Pirat. Прибор способен улавливать под землей монеты на глубине в 20 см. Что же касается крупных предметов, то здесь вполне реальна работа на глубине и во все 150 см.

Видео работы с металлоискателем:

Такое название этот металлоискатель получил из-за того, что он является импульсным, это обозначение двух первых его букв (PI-импульс). Ну а RA-T созвучно со словом radioskot - это название сайта разработчиков, где была и выложена самоделка . По словам автора, собирается Пират очень просто и быстро, для этого хватит даже начальных навыков в работе с электроникой.

Недостатком такого устройства является то, что оно не имеет дискриминатора, то есть не умеет распознавать цветные металлы. Так что поработать с ним на загрязненных различного рода металлами участках не получится.

Материалы и инструменты для сборки:
- микросхема КР1006ВИ1 (или ее зарубежный аналог NE555) - на ней строится передающий узел;
- транзистор IRF740;
- микросхема К157УД2 и транзистор ВС547 (на них собирается приемный узел);
- провод ПЭВ 0.5 (для наматывания катушки);
- транзисторы типа NPN;
- материалы для создания корпуса и так далее;
- изолента;
- паяльник, провода, прочий инструмент.

Остальные радиокомпоненты можно увидеть на схеме.

Еще нужно найти подходящую пластиковую коробочку для монтажа электронной схемы. Еще будет нужна пластиковая труба для создания штанги, на которую крепится катушка.

Процесс сборки металлоискателя:

Шаг первый. Создаем печатную плату
Самой сложной частью устройства является, конечно же, электроника, поэтому с нее и целесообразно начать. В первую очередь нужно сделать печатную плату. Всего есть несколько вариантов плат, в зависимости от используемых радиоэлементов. Есть плата для NE555, а есть плата на транзисторах. Все необходимые файлы для создания платы есть к статье. Также в интернете можно найти и другие варианты плат.

Шаг второй. Устанавливаем электронные элементы на плату
Теперь плату нужно спаять, все электронные элементы устанавливаются в точности, как на схеме. На картинке слева можно увидеть конденсаторы. Эти конденсаторы являются пленочными и имеют высокую термостабильность. Благодаря этому металлоискатель будет работать более стабильно. Особенно это актуально, если пользоваться металлоискателем осенью, когда на улице временами уже достаточно холодно.

Шаг третий. Источник питания для металлоискателя
Для питания устройства нужен источник от 9 до 12 В. Важно отметить, что прибор в плане потребления энергии довольно прожорлив, и это логично, ведь он и мощный. Одной батарейки крона тут надолго не хватит, рекомендуется применять сразу 2-3 батареи, которые соединяют параллельно. Еще можно использовать один мощный аккумулятор (лучше всего заряжаемый).

Шаг четвертый. Собираем катушку для металлоискателя
В связи с тем, что это импульсный металлоискатель, здесь точность сборки катушки не так важна. Оптимальным диаметром является оправка 1900-200 мм, всего нужно намотать 25 витков. После того, как катушка будет намотана, ее нужно хорошенько обмотать сверху изолентой для изоляции. Чтобы увеличить глубину обнаружения катушки, нужно намотать ее на оправку диаметром порядка 260-270 мм, а количество витков снизить до 21-22. Провод при этом используется диаметром 0.5 мм.

После того, как катушка будет намотана, ее нужно установить на жестком корпусе, на нем не должно быть металла. Здесь нужно немного подумать и поискать любой подходящий по размерам корпус. Он нужен для того, чтобы защитить катушку от ударов во время работы с устройством.

Выводы от катушки припаиваются к многожильному проводу, диаметром около 0.5-0.75 мм. Лучше всего, если это будут два, свитые между собой провода.

Шаг пятый. Настраиваем металлоискатель
При сборке точно по схеме настраивать металлоискатель не требуется, он и так имеет максимальную чувствительность. Для более тонкой настройки металлоискателя нужно покрутить переменный резистор R13, нужно добиться редких щелчков в динамике. Если достичь этого получается только в крайних положения резистора, то необходимо сменить номинал резистора R12. Переменный резистор должен настраивать устройство на нормальную работу в средних положениях.

Итак, «разбираем по косточкам» металлодетектор «Пират».

Часть первая, теоретическая.

Схема чрезвычайно простая, при достаточно неплохих характеристиках. Однако, именно простота схемы заставляет относиться к сборке прибора без каких-либо вольностей в плане выбора номиналов компонентов устройства, настолько велика зависимость режимов работы устройства от каждого из них. Как говорил один персонаж известного мультика про домовёнка Кузю: «Каждая палка в лесу к чему-нибудь назначена, потому порядок…» J

Вначале, для улучшения понимания принципа работы данного девайса, напомним начинающим, на чём, собственно, основан принцип «импульсного» детектирования металла.

Принцип прост: поисковая катушка запитывается коротким импульсом тока, при резком прерывании которого в катушке возникает ЭДС самоиндукции, создающий, в свою очередь, импульс тока, наводящий в мишени вихревые токи. Эти токи, в соответствии с законами физики препятствуют резкому уменьшению тока в катушке и затягивают по времени спад напряжения на её выводах. Именно по увеличению времени спада ЭДС самоиндукции и обнаруживается металл: короткий импульс – металла нет, удлинился импульс – металл обнаружен. Вся задача прибора – измерить длину импульса в первом и втором случае и выдать сигнал обнаружения.

Как этот процесс организован в данном приборе, рассмотрим ниже на основе «базовой модели» на 555-ом таймере и ОУ 157УД2.

Импульс «накачки» катушки снимется с 3-й ноги таймера, инвертируется и усиливается транзистором Т1 и подаётся на затвор полевого ключа Т2, который и запитывает поисковую катушку мощными импульсами тока. Снимаемый с катушки измерительный импульс (а равно как и импульс накачки) через резистор R8 подаётся на диодный ограничитель, который защищает вход ОУ от перегрузок по напряжению.

Ниже мы видим эпюру напряжения на входе ОУ (3-я нога). Амплитуда ограничена диодами до уровня порядка 1-го вольта.

Смотрим на 13 ноге ОР1.

Импульсы проинвертированы и усилены.

С выхода ОР1 импульсы поступают на интегрирующую цепочку R12 , R13 и С5 , которая формирует измерительные напряжения для устройства сравнения на компараторе ОР2.

Теперь чуть подробнее.

ОР1 – инвертирующий усилитель, охваченный 100%-ой ООС по напряжению, т. е. является повторителем напряжения, заданного делителем R18, R10. Именно эта цепочка сопротивлений задаёт напряжение на входе и выходе ОР1. и, таким образом, задаёт режим работы ВСЕЙ СХЕМЫ, поскольку все остальные процессы жёстко привязаны к данному напряжению. Компаратор ОР2 работает так: за счёт тока, текущего через R12 и R13 на резисторе R14 создаётся падение напряжения. Поскольку, в данном случае инвертирующий вход компаратора более электроположителен, чем не инвертирующий, на его выходе низкий уровень напряжения, сигнал на динамик не подаётся. Если полярность напряжения на его входе изменится – изменится и состояние компаратора: на его выходе скачком появится положительное напряжение, в динамик поступит единичный «щелчок».

Теперь рассмотрим весь процесс в подробности. Выделим три цикла работы схемы.

Время между импульсами накачки.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image005_7.jpg" alt="после ОУ" width="427" height="320 id=">

Вот что в это время на 5-ой ноге компаратора.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image007_4.jpg" alt="После ОУ + мет" width="427" height="320 id=">

DIV_ADBLOCK410">

https://pandia.ru/text/80/417/images/image010_5.jpg" alt="5 нога + много металл" width="427" height="320 id=">

На входе компаратора прим 2.5 вольта. Прибор орёт благим матом….

Вот, собственно, и всё: пред началом поиска металла резистором R13 мы устанавливаем такое напряжение на С5, которое не успевает упасть до критической отметки за время действия измерительного импульса. Но стоит ему удлиниться при внесении металла, как это напряжение уменьшается несколько больше и компаратор перебрасывается в единичное состояние. Мы слышим щелчок, мишень обнаружена.

Строим металлодетектор «Пират».

Часть вторая, практическая.

Настоятельно не рекомендую строить схему генератора на транзисторах: мы уже разобрали в теории работу этого металлоискателя и видим, что режим работы компаратора зависит, в том числе, и от длительности импульса накачки. Поэтому, если не хотите решать уравнение с тремя неизвестными собирайте схему на 555-ом таймере. На то он и ТАЙМЕР, чтобы генерировать импульсы со строго заданными параметрами.

При сборке обращаем внимание на соответствие схеме всех номиналов деталей. Особое внимание полярности электролитов. Ни каких экспериментов с ёмкостями в генераторе, ёмкости плёночные.

Ни каких «Крон» в питании, питаем от аккума или лабораторного БП.

На плату устанавливаем все компоненты, кроме С3. Вместо переменников паяем один постоянный резистор 47-51 ком.

Проверяем плату на наличие «соплей», только затем подаём питание 12 вольт.

В начале проверяем работу генератора. Имеющие осцилл увидят всё воочию, у кого только тестер – проверяют «народными» методами (динамик параллельно катушке или катушку к уху).

Полевой ключ не должен сильно греться. Если имеет место нагрев, значит надо искать проблемы. Кроме горелого полевика они могут быть следующие:

1. Нет генерации, битая ИМС 555, на затворе полевика некий постоянный уровень.

2. Пробит, неправильно впаян, не соответствует типу транзистор Т1.

3. Закорочена катушка.

4. Банальная «сопля» на плате.

Если с генератором всё хорошо, переходим к остальной части схемы.

Итак, в отсутствии С3 проверяем режимы по постоянному напряжению.

АБСОЛЮТНО ВСЕ режимы схемы по постоянному току задаются делителем R18, R10, от сюда и «пляшем».

Первый ОУ на своём выходе (13 выв.) повторяет напряжение, заданное в точке соединения этих резисторов, за минусом нескольких десятых вольта. Между 5-ой и 6-ой ногой компаратора должно быть порядка 1, 7 вольта. На выходе компаратора не более 0.7 вольта.

Вот схема с режимами. С2 показан включенным на корпус для простоты понимания происходящих процессов.

https://pandia.ru/text/80/417/images/image012_4.jpg" alt="шум" width="427" height="320 id=">

На конце измерительного импульса тракт прибора во всю «шумит». Это не удивительно: наша катушка, по сути, рамочная магнитная антенна, принимающая из эфира весь электромагнитный мусор. Именно эти хаотические всплески и вызывают потрескивания в динамике. Опыт показал, что как это не парадоксально, но некоторое уменьшение коэффициента усиления ОУ приводит к увеличению чувствительности. Добиваемся этого включением между С3 и входом ОУ резистора сопротивлением 100-300 Ом. Очевидно, этим достигается ситуация, когда влияние шумов сильно ослабевает, а измерительный импульс остаётся достаточным по амплитуде. При этом хаотические трески начинают появляться бри положении переменника, соответствующем уже большей чувствительности.

В окончании приведу список альтернативных величин некоторых компонентов.

С4, С6 20 мкФ

Катушка диам. 20 см. 27 витков проводом 0.6.

… Вижу на форуме много постов с сообщениями о том, какое омическое сопротивление получилось у той или иной катушки. Абсолютно бессмысленная информация, на мой взгляд.

У меня валяются катушки, намотанные и проводом 0.3, и с отличающимся числом витков.

Принципиальной разницы в работе ни этого девайса ни «Клона» не вижу. Поэтому так: намотал катушку с нужным числом витков и более-менее правильным проводом (медным) и паяй её смело, незачем тратить время на никчёмные измерения.

Всё что тут написано не есть истинна в последней инстанции, не Боги горшки обжигают!

Все конструктивные насмешки и замечания слать сюда: *****@***ru J

Копирайт: Диоген Синопский, все права защищены.

Металлоискатель пират – самый популярный прибор для самостоятельной сборки. Свою популярность он получил благодаря своей простоте и неприхотливости. В статье будем разбирать по полочкам как собрать металлоискатель пират своими руками, можно считать, что это – руководство по сборке, подробная инструкция. Будут разобраны все этапы сборки, рассмотрены некоторые модификации и типичные проблемы при сборке и работе прибора.

Мд пират – это импульсный металлоискатель, который не содержит дорогих и программируемых деталей, после сборки он готов к работе, как говориться – “Сел и поехал”. Поэтому он и сыскал славу среди радиолюбителей, особенно среди новичков. Свое название он получил не от морских разбойников, а от своего принципа работы, PI – значит импульсный. А вторая часть rat – это сокращенное название сайта автора, radioskot. Рассмотрим технические характеристики металлоискателя пират:

• Напряжение питания – от 9 до 12 вольт (заметим, что при 9 вольтах чувствительность меньше);
• Ток потребления – 30-40 мА;
• Глубина обнаружения монет – до 20 см;
• Крупный металл – до 1,5 метра.

Для питания обычно используются аккумулятор, при проверке в домашних условиях можно запитать от блока питания. Поисковые характеристики зависят от качества сборки, диаметра катушки и других факторов. Здесь указаны характеристики, заявленные разработчиком, для прибора собранного по его инструкции.

Список деталей для металлоискателя пират: В пирате используются легкодоступные радиодетали, которые достаточно просто найти в б/у электронике или на радиорынках. Ниже приведено изображение, на нем указаны компоненты для классического пирата.

Схема металлоискателя пират

Схем мд пират достаточно много, так как прибор приобрел популярность, и некоторые авторы начали допиливать его для себя. В этой статье все их рассматривать не будем, а разберем только несколько распространенных и проверенных схем.

Схема металлоискателя пират на ne555

Это классическая схема металлоискателя пират, построена на микросхеме таймере ne555. На ее примере рассмотрим, как работает металлоискатель. Принцип работы прибора очень прост. Все завязано на компараторе, один вход которого соединён с генератором импульсов ne555, а второй с катушкой. Выход компаратора подсоединён к динамику. При обнаружении металла, сигнал с катушки идет на один из входов компаратора, если на двух входах имеется сигнал, то он появиться и на выходе, с выхода он идет на динамик, который сигнализирует нам о наличии металла под катушкой.

Это вторая схема от автора, схема на транзисторах отличается от прошлой тем, что в качестве генератора сигналов тут используются транзисторы, это советские КТ-361 и КТ-315. Но если таких под рукой нет, то не стоит расстраиваться, можно подобрать аналоги, ведь эксперименты еще никто не запрещал.

Не авторские схемы

Существует еще несколько вариантов схем, о которых мы не можем не упомянуть. Это уже не авторская разработка, но проверенные на работоспособность.

Схема металлоискателя пират на tl072

Если Вы не можете отыскать достаточно редкую микросхему компаратора К157УД2. То можно заменить ее на зарубежную tl072, но тогда нужно немного сменить распиновку платы, так как у микросхемы tl072 меньше ножек. Печатная плата для изготовления мд пирата на этой микросхеме будет приложена ниже.

Схема металлоискателя пират на к561ла7

Эта схема не очень популярная, и о ней мало информации, если действительно интересуетесь этим вариантом, то рекомендуем изучить форум сайта автора. Видео работы на микросхеме к561ла7:

Плата металлоискателя пират

Приводим печатные платы металлоискателя пират для программы Sprint-layout в формате.lay. Изготовить их Вы можете любым методом вытравливания печатных плат. Печатная плата на ne555 с микросхемой к175уд2:

Катушка для металлоискателя пират

Катушка для металлоискателя пират изготавливается из провода ПЭВ 0.5. Для намотки нам понадобиться окружность в диаметре 20 сантиметров. Наматываем 25 витков, на этом изготовление катушки закончено. Присоединение к плате должно идти на прямую и только после тестирования, можно пробовать штекеры и переходники. Категорически не рекомендуется использовать скрутки. Сопротивление катушки должно составлять до 2ух ом. Вот так подключаются переменные резисторы:

Глубинные катушки на мд пират

Для увеличения чувствительности и достижения ее максимума выполняем следующие шаги:

1. Изготавливаем катушку в 25 витков и стандартным диаметром.
2. Используем катушку отматывая каждый раз по витку и отрезая его, с каждым витком чувствительность должна повышаться.
3. Как только замечаем, что чувствительность начинает падать, высчитываем количество витков и мотаем новую катушку на виток больше чем сейчас.
4. На этом максимальная чувствительность достигнута.

Тестирование катушки должно происходить подальше от электронных и металлических предметов. Можно поиграться с резистором R7, ставим вместо него переменный(1 или 2 ватта) на 400 Ом и подкручиваем, при максимальной чувствительности, замеряем сопротивление и припаиваем постоянный с таким номиналом. На чувствительность так же влияет качество печатной платы, качество соединение катушки к плате, диметр катушки и ее сопротивление. Чем больше диаметр катушки – тем больше глубина обнаружения, но уменьшается чувствительность к мелким предметам. Если у вас низкая чувствительность, то следует пройтись по элементам о которых написано выше, возможно у вас там что-то не так. Параметры, при которых достигнута максимальная чувствительность датчика металлоискателя пират:

• Сопротивление резистора R7 – 75 Ом;
• Диаметр датчика – 20 см;
• Толщина провода – 0.45 мм;
• Сопротивление катушки – 2 Ом;
• Количество витков – 10 штук;

Можно использовать витую пару для датчика металлоискателя пират. Для этого понадобиться 2.5 – 3 метра витой пары. Складываем провод пополам и отмечаем середины, далее делаем кольцо и отмечаем вторую половину круга (как указано на изображении), фиксируем обе половины и перекручиваем оставшиеся концы вокруг круга. При обмотке все должно быть плотно и без зазоров.

Распиновка проводов для катушки из витой пары:

Корпус катушку металлоискателя пират

В вопросе корпуса для датчика мд пират свобода творчества. Кто просто обматывает изолентой, кто делает из пластиковых труб. А если вы эстет, то можете заказать как у промышленных металлоискателей. Благо сейчас есть где приобрести все это дело. Что касается штанги, то тут так же размах для творчества, обычно все делают из полипропиленовых труб.

Настройка металлоискателя пират

После пайки металлоискатель пират в какой-то специальной настройке не нуждается. После включения нужно выждать около 10 секунд до появления звука, после подстрочными резисторами добиться щелчков, когда динамик издает щелчки – это максимальная чувствительность.

1. Принцип действия
2. Разновидности
3. Катушка и прочее
4. Несколько конструкций
5. Проще не бывает
6. Нечто странное напоследок

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

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

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

• Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
• Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
• Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.

Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:

• Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
• По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
• По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.

Как не надо и надо мотать корзинки

Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.

ДД катушки

ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».

Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Несколько конструкций

Параметрические

Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.

Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.

Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.

Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.

Приемопередающий

Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.

Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.

Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.

Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:

Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.

Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.

Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.

Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.

Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.

Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.

Еще о «Пирате»

Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.

Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:

Видео: металлоискатель «Пират»

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя «Пират»

На биениях

Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.

ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:

• Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
• Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
• Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.

Проще не бывает

Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.

Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.

Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.

1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
2. На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
3. Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
6. Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
7. Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.

Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.

А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.

Нечто странное напоследок

Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:

попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!

В качестве приложения

Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:

• Клон.
• Шанс.
• Кощей.
• Крот.
• Volksturm.
• Малыш ФМ.
• Анкер.
• Терминатор.
• Спектр.
• СОХА-2Т.
• TRACKER PI-2.

В наше время множество людей увлечены поиском зарытых кладов, а порой и простого металлолома. Для кого-то это занятие стало интересным времяпрепровождением, а для кого-то - средством заработка.

Первый образец промышленного металлоискателя был создан в 1960-х годах и нашел широкое применение в горной сфере и при иных специально проводимых работах.

Устройства применяются при разминировании, для нахождения оружия, в разведке геофизиков и археологов, при поиске сокровищ, а также для нахождения инородных тел из металла в пище. В строительной промышленности они задействованы для обнаружения арматуры в бетонных блоках и трубопроводов в стенах. Металлоискатели также стали применяться шахтерами и старателями. А усовершенствование приспособления дало возможность не прибегать к раскопкам при нахождении золота.

Множество людей заинтересовалось этим прибором в течение последних десятилетий. Поиск кладов и металлолома стал популярным увлечением. Некоторые, например, ходят с таким устройством на пляже, в надежде найти ценную вещь.

Кто изобрел металлоискатель

На вопрос, какой именно прибор стал первым, дать однозначный ответ трудно, так как примерно в одно и то же время многие изобретатели в разных уголках планеты осуществляли собственные разработки названного агрегата.

Но если говорить об одном конкретном лице, которое можно считать родоначальником приспособления, то это, несомненно, английский геолог и Фокс. Он открыл свойство прохождения электричества через металлические руды и предметы. Примерно в 1830 году он осуществил разработку первого унифицированного локатора, который включал батарею, несколько металлических прутьев и провода подходящей длины.

Первые методы нахождения металла

Первый метод поиска заключался в следующем: один стержень из металла лежал в земле, где предполагалась руда. Он подключался к одной клемме аккумулятора. Другая клемма связывалась с плавающим проводом. Прутья из металла были забиты в землю в разных точках и последовательно касались провода. При нахождении металлического предмета появлялись искры.

В 1870 году в устройстве использовали уже два отдельных стержня. Провод, подключенный через батарею, опускался в землю. При контакте с металлом раздавался оповещающий звонок.

Приспособление «Пират»

А теперь мы рассмотрим современные приборы. Одни из них - «Пират» - металлоискатель, функционирующий на проводимости электричества, индуктивном и магнитном свойствах металла. Кстати, свое интересное название устройство получило от изобретателей: PI - импульсный принцип его работы, RAT - сокращение от «Радио Скот» (сайт изобретателей).

Металлоискатель «Пират», фото которого представлено в этой статье, обладает унифицированной конструкцией. Она включает генератор, производящий переменный ток, который проходит сквозь катушку с магнитным полем. Если металл, проводящий ток, приближен к катушке слишком близко, то вихревые потоки направятся на металл. Это способствует образованию переменного магнитного поля в металле. Обнаружить последний дает возможность использование другой катушки для измерения магнитного поля.

Преимущества приспособления

«Пират» (металлоискатель) имеет простую конструкцию и унифицированную настройку, не содержит заданных программой элементов, которых так опасаются многие радиолюбители. Прибор прекрасно подходит для новичков. И следует помнить, что он не может различать металлы.

Металлоискатель «Пират», печатная плата которого представлена (отечественный аналог КР1006ВИ1) не содержит дорогих или трудно доставаемых деталей. Технические параметры его нисколько не уступают зарубежным аналогам, цена на которые достигает 300 у. е.

А основными преимуществами данного прибора перед другими являются стабильность работы и реагирование на металл с дальней дистанции.

Унифицированный «Пират» (металлоискатель для новичков) обладает определенными техническими характеристиками. Его питание составляет 9-12 Вольт, а уровень потребляемой энергии равен 3-40 мА. Прибор чувствует предметы размером до 150 см.

Конструкция

Передающий и приемный - это основные узлы, составлящие металлоискатель «Пират». Печатная плата, которой является модель NE555 и ключ высокой мощности на транзисторе IRF740 входят в передающий узел. А узел приема собран на основе микросхемы К157УД2 и транзисторе ВС547.

Намотка катушки осуществлена на оправке диаметром 190 мм и содержит в себе 25 витков провода ПЭВ 0.5.

NPN заменил модель Т2 и обладает напряжением не менее 200 Вольт. Его можно взять из экономной лампы или же устройства для зарядки мобильного телефона. В крайнем случае, Т2 можно заменить на КТ817.

В качестве Т3 можно употребить любой вид транзистора схемы NPN.

Правильно собранное устройство не нуждается в дополнительной настройке. Возможно, придется прибегнуть к употреблению резистора R12, чтобы щелчки при движении проявлялись в среднем положении R13.

При наличии осциллографа можно осуществлять контроль длительности управляющего импульса на затворе Т2 и уровня частоты генератора. Оптимальная продолжительность импульса составляет 130-150 мкс, а частота - 120-150 Гц.

Как работать с прибором

После включения устройства «Пират» (металлоискатель) следует подождать 15 или 20 секунд, после чего посредством регулятора чувствительности устанавливается положение, при котором во время движения слышны щелчки. Это и будет служить показателем максимальной чувствительности.

Прибор обладает унифицированной системой управления, поэтому приобретение навыков работы с ним не так уж сложно.

Металлоискатель «Пират» своими руками

Многие задаются вопросом: как сделать металлоискатель «Пират» самостоятельно?Сборка подобного агрегата под силу людям, обладающим элементарными знаниями в сфере электроники.

Импульсный металлоискатель «Пират» обладает самой обычной и доступной для копирования конструкцией. Прибор содержит в себе некоторое количество составляющих и простую для выполнения катушку для поиска. Если ее диаметр составляет 280 мм, то она может обнаружить предметы размером от 20 до 150 см.

Изготовление металлоискателя «Пират» своими руками — задача не трудная, что является огромным достоинством данного приспособления. Сборочные компоненты доступны и находятся без труда. Стоят они совсем дешево. Приобрести их можно в магазине деталей для радио или же на рынке.

Список нужных деталей для изготовления

Давайте попробуем собрать металлоискатель «Пират» своими руками. Подробная инструкция поможет даже неопытным радиолюбителям сделать это без ошибок.

Прибор обладает двумя схематическими модификциями. В первом случае употребляется микросхема NE555 (отечественный аналог микросхемы — КР1006ВИ1) - таймер. Но если вы не смогли приобрести эту составляющую, то авторами предусмотрен и другой вариант схемы, основанный на транзисторах.

При сборке на основе транзисторов следует подобрать нужную частоту и длительность, так как они обладают довольно большим разбросом технических характеристик. С этой целью прибегают к использованию осциллографа.

Печатная плата прибора

Самодельный металлоискатель «Пират» имеет несколько вариантов разводки но чаще всего используют плату серии «Сприн Лайот».

После припаивания к ней подключается питание. С этой целью применят любой источник питания с показателем напряжения 9-12 Вольт. Можно прибегнуть к использованию батарей "Крона" (3 или 4 штуки) или же аккумулятора. Применение одной "Кроны" не рекомендуется, так как это вызовет быстрый спад напряжения, что, в свою очередь, повлечет постоянное зависание настройки аппарата.

Изготовления катушки для металлоискателя «Пират»

Как и другие модели импульсных приспособлений для нахождения металла, устройство нетребовательно к точности при изготовлении катушки. Вполне приемлемо использовать и ту, что намотана на оправку, диаметром 190-200 мм - 25 витков. При этом применяется обмоточный эмалированный провод с сечением 0,5 мм.

Витки катушки обматываются посредством изоляционной ленты или же скотча. Кстати, чтобы увеличить глубину поиска устройства, можно прибегнуть к обмотке названной детали, диаметром 260—270 мм, 21— 22 витками тем же проводом.

Катушка приспособления закрепляется в твердом корпусе, который должен быть сделанным, например, из пластмассы. Это нужно для того, чтобы обезопасить устройство от ударов о землю или же траву во время работы агрегата. Такой корпус можно приобрести в онлайн-магазинах. Вообще, при изготовлении катушек для поиска, использование деталей из металла не рекомендуется.

Выводы упомнутой детали припаиваются к многожильному проводу с сечением 0,5 - 0,75 мм. В идеале эта два самостоятельных переплетенных провода. Ваш прибор готов!