Как сделать металлоискатель своими руками: подробные инструкции и схемы

Основные параметры

Метод поиска

Индукционные металлодетекторы (МД) состоят из приемопередающей катушки индуктивности.

Излучаемый сигнал при попадании на металлический предмет отражается обратно и регистрируется приемником. Эти устройства достаточно просты в изготовлении своими руками, но их чувствительность сильно зависит от типа грунта и качества катушки.

Импульсные МД возбуждают в поисковой зоне вихревые токи и измеряют вторичное затухающее электромагнитное поле. Чувствительность этих приборов выше и не зависит от типа грунта. Однако они потребляют много электроэнергии, что не позволяет работать в автономном режиме продолжительное время.

Фазочувствительные МД могут быть:

1. Импульсными. Приемник и передатчик здесь – один и тот же элемент. Он фиксирует сдвиг фаз отраженного от металла сигнала. Нарастание сдвига фаз вызывает в наушниках щелчки: чем ближе МД к металлу, тем чаще они становятся, в итоге сливаясь в единый звук. На этом методе основана работа популярного металлоискателя «Пират».
2. Двухконтурными. Состоят из 2 симметричных генераторов и 2 детекторов. Металлический предмет нарушает синхронизацию генераторов, и возникают те же щелчки, сливающиеся в непрерывный тон.
3. Параметрические МД не имеют ни приемной, ни передающей катушки, что делает их простыми, дешевыми и популярными для сборки своими руками. LC-генератор создает электромагнитное поле звуковой частоты. Любой металл рядом с металлоикателем изменяет параметры катушечного детектора, что влияет на частоту и амплитуду генерируемых сигналов. Схему таких приборов легко найти. Однако чувствительность их низкая и не позволяет вести сложные поиски. Параметрические МД делятся на:
4. Частотные МД. Излучают многочастотные сигналы. При приближении к металлам прибор фиксирует изменение частоты.
5. Металлоискатели, регистрирующие изменение добротности контура. Когда расстояние между прибором и металлом уменьшается, прибор фиксирует это.

Глубина обнаружения

Глубина обнаружения зависит от диаметра катушки, электронной схемы и частоты работы. Чем больше диаметр мотка провода, мощнее излучаемое электромагнитное поле и ниже его частота, тем глубже зона обнаружения металлоискателя, сделанного своими руками.

Однако с увеличением глубины поиска ухудшается чувствительность металлоискателя к мелким предметам, селективные возможности также снижаются. Возрастает энергопотребление и вес устройства, что усложняет длительное удержание металлоискателя в руках.

Частота работы

По частоте работы МД делятся на:

1. Высокочастотные. Работают на частотах нескольких сотен кГц. Применяются в приборах, рассчитанных на поиски золота, так как имеют отличную дискриминацию. Но резко теряют чувствительность на мокрых и магнитных грунтах, а также на глубине больше 40 см.
2. Среднечастотные. Частота работы до нескольких десятков кГц. Требования к качеству катушки ниже, хорошая чувствительность. Глубина обнаружения до 1,5 метров при условии, что грунт сухой и маломинерализованный.
3. Низкочастотные. Работают на частоте от сотен Гц до нескольких кГц. Это глубинные металлоискатели, обнаруживающие предметы до 5 метров под землей. Они просты в изготовлении своими руками. Из недостатков: низкая чувствительность и высокое энергопотребление. Подходят в качестве магнитодетекторов, а также для поиска крупных предметов из черного металла (арматура, проводка).
4. Сверхнизкочастотные. Не подходят для любительского поиска, так как имеют высокое энергопотребление и большие габариты, а для обработки сигнала требуются специальные программы. Частота работы до нескольких сотен Гц. Эти металлоискатели невозможно удерживать на руках, поэтому они устанавливаются на автомобиле.

Порядок изготовления металлоискателя

Что понадобится

• Миниатюрный радиоприемник, работающий в AM/FM или только AM диапазонах. Стоит он недорого, а учитывая, для каких целей он нужен, можно купить в «комиссионке» практически за копейки.
• Мини-калькулятор, который есть в каждом доме. А если и покупать, то его примерная цена – в пределах 150 рублей.
• Корпус (коробка) для составных частей металлоискателя. Изобретать что-либо нет необходимости – отлично подойдет кассета, в которой хранится диск CD.
• Элементы фиксации. В нашем случае это может быть лента VELCRO, в обиходе называемая «липучкой».

Получается, что практически никаких расходов.

Сборка металлоискателя

• Необходимо подготовить кассету для закрепления на ее стенках комплектующих металлоискателя. Следовательно, вставка для фиксации диска должна быть удалена.
• Крепление приемника и калькулятора. То, что полоски «липучки» фиксируются как на корпусах приборов, так и на стенках коробки, понятно. Нюанс в том, что радиоприемник и калькулятор крепятся на разных створках. Естественно, так, чтобы они располагались на одной стороне кассеты.

Должно получиться примерно так.

Настройка металлоискателя

Выбирается диапазон AM (если в приемнике предусмотрено их несколько), и указатель перемещается вправо, до предела. Нужно в конце шкалы найти сигналы какой-либо р/станции, а потом курсор немного сместить до исчезновения звука, но так, чтобы четко прослушивались помехи. То есть настроиться не на истинную частоту передатчика, а на одну из гармоник. Желательно добиться отчетливых шумов при любом положении регулировки громкости; они не должны пропадать полностью.

Проверка работоспособности

• Предварительно калькулятор переводится в рабочий режим (включается). Его электронная схема генерирует определенное ЭМП, на которое приемник должен реагировать.
• Положение створок коробки выбирается такое, чтобы сигнал от калькулятора стал еле слышен.
• Сборка подносится к любому металлоизделию. Если при этом в динамике приемника появляется характерный нарастающий звук, значит, прибор настроен и работает исправно.

Понятно, что искать зарытые в земле сокровища с этим металлоискателем бессмысленно. Но вот определить, к примеру, как проложена в грунте (или стене) труба, вполне реально. С таким устройством можно выполнять и другие технологические операции, с которыми нередко приходится сталкиваться в быту.

Автор настоятельно рекомендует дочитать статью до конца. В интернете множество материалов, в которых приведены различные принципиальные схемы металлоискателей, даны примеры разметки печатных плат, даже указаны наименования п/п приборов, номиналы емкостей и сопротивлений. Но получится ли все это сделать своими руками? Если внимательно проанализировать все рекомендации, то основной недостаток автор видит в том, что не указаны параметры используемых индуктивностей и трансформаторов. Вот некоторые примеры.

Относительно последних иногда оговаривается, и то, «вскользь», что можно взять выходной Тр от старого приемника. И сразу вопрос – какого именно? А что с таким элементом схемы, как L? Ферромагнитные свойства сердечника, сечение провода, количество витков? По номиналу изготовить, в принципе, можно и своими руками. Но у каждого ли из нас дома, кроме простейшего мультиметра, есть прибор, измеряющий индуктивность?

Основные параметры

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

Глубина обнаружения

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

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

Глубина обнаружения металлоискателем

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

Частота работы

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

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

Как работает металлоискатель

Металлоискатель, или металлодетектор – электронное устройство, состоящее из первичного датчика (катушка с обмоткой) и вторичного узла. Приборы для обнаружения металлов разделяют на несколько типов:

1. «приёмо-передача»;
2. индукционные;
3. импульсные;
4. генераторные.

Устройство металлодетектора

Устройства средней ценовой категории в основном относятся к типу «приёмо-передачи». Принцип работы подобных металлодетекторов основан на передаче и приёме электромагнитных волн. Главными элементами прибора подобного типа являются две катушки: одна − передающая, а вторая − принимающая. Первая катушка передаёт электромагнитные волны, свободно проходящие через нейтральную среду и которые при столкновении с металлическими предметами отражаются и передаются на приёмное устройство. После того как отражённый сигнал попадает на вторую катушку, оператор зуммером информируется о нахождении цели.

Принцип работы металлоискателя

Металлодетектор индукционного типа работает по тому же принципу, что устройства «приёмо-передачи». Главное различие между ними заключается в количестве катушек с обмоткой. В индукционном металлоискателе одна катушка, которая посылает и принимает сигнал одновременно. Импульсные приборы нечувствительны к концентрации солей в грунте и включают в свою конструкцию катушку, электромагнитное поле которой создаёт на поверхности металла вихревые токи, улавливаемые детектором. Такой принцип действия снижает возможности к дискриминации, что может осложнить поиск.

Принцип работы импульсного металлодетектора

Металлоискатели генераторного типа бывают разных типов, но все они построены на основе LC-генератора. Они обладают низким уровнем чувствительности и, как правило, предназначены для того, чтобы находить металл только одного вида. Также металлодетекторы можно разделить на три

1. общего пользования;
2. средний класс;
3. профессиональное оборудование.

Пошаговая инструкция по сборке простого самодельного металлоискателя своими руками

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки металлоискателя своими руками понадобятся:

1. Инструменты: кусачки, ножик, пила мелкая, отвертка, паяльник.
2. Материалы: провод, припой, флюс, клей, изолента, радиодетали, деревянная или пластиковая палка.

В качестве штанги, а также элементов ее крепления нужно использовать диэлектрики (полимеры, дерево, клей), чтобы они не вносили помех в работу металлоискателя.

Подготовка деталей

Нужно подготовить плату, на которой будет монтироваться электрическая схема. В качестве платы может использоваться даже картон. На ней от руки размечают расположение будущих деталей и проделывают отверстия.

Радиодетали покупают в магазине или выпаивают из старой аппаратуры. Однако нужно следить, чтобы детали были одинаковыми. Это позволит легче согласовать работу двух детекторов.

Чувствительного металлоискателя на базе схемы двухконтурного осциллятора

Этапы изготовления:

1. Располагают на плате транзисторы, резисторы и конденсаторы и припаивают согласно приведенной ниже схеме.
2. Припаивают два провода от батарейного отсека, а также два пьезоэлектрических динамика.
3. Наматывают провод на круглый каркас диаметром около 22 см. После 10 витков делают отвод провода длиной 20 см. Провод в месте отвода не разрывают, а складывают руками пополам. Делают еще 20 витков. В результате должно получиться три вывода длиной 20 см: начало провода, конец и отвод после 10-го витка.
4. Снимают катушку с каркаса, придерживая витки руками, и плотно фиксируют изолентой.
5. Наматывают вторую катушечку, которая должна зеркально повторять первую. Снимают ее с каркаса и фиксируют изолентой.
6. Припаивают согласно схеме выводы катушечных детекторов.
7. Собирают подставку. Катушки располагают друг от друга на расстоянии примерно 15 см, а между ними прикрепляют плату.
8. Настраивают детекторы перед закреплением. Включают металлоискатель и, перемещая руками катушки, добиваются максимальной тишины. Подносят металл к одной из них. Если звук заметно изменяется, значит, металлоискатель работоспособен.
9. Фиксируют элементы клеем и замазывают масляным лаком.
10. Прикрепляют к подставке рукоятку.

На трансформаторе с Ш-образными пластинами

Это простой параметрический металлоискатель с индуктивной обратной связью. Позволяет обнаруживать скрытую проводку, арматуру в стенах и перекрытиях, а также крупные металлы в почве. Трансформатор используется маломощный от любого радиоприемника. Чтобы своими руками превратить трансформатор в детектор, нужно разомкнуть его магнитопровод: снять каркас, прямые перемычки и обмотки.

Существуют две схемы переделки трансформатора. В первой используются старые обмотки, во второй они наматываются заново.

В первом случае Ш-образные пластины нужно сложить вместе и на них надеть обмотки. Обмотка на схеме II – сетевая, обмотка I – понижающая на 12 В. Конденсатором С1 настраивается тон звука. Вместо транзистора МП40 можно использовать КТ361.

Во втором случае на Ш-образные пластины наматываются обмотки на 1000 витков (на схеме I) и 200 витков (на схеме II). Для обмотки I используется провод ПЭЛ-0,1. Через 500 витков делается отвод. Обмотка II наматывается проводом ПЭЛ-0,2.

Трансформатор герметизируется и помещается на нижней штанге металлоискателя. При приближении к металлу в наушниках изменится тональность сигнала.

На транзисторах

Также несложная схема, состоящая из транзисторов К315Б или К3102, конденсаторов, резисторов, наушника и элемента питания.

Первый транзистор создает задающий генератор, второй – поисковый генератор. Если к катушке приблизить металл, в наушниках появляется звук. Подробная схема приведена ниже.

На микросхеме К561ЛЕ5

Схема состоит из микросхемы, наушников, резисторов и конденсаторов. Катушка L1 подключается к задающему генератору, а L2 – к поисковому генератору микросхемы. Металлический предмет влияет на частоту поискового генератора, меняя звук в наушниках. Настраивается МД конденсатором С6. Он устраняет лишние шумы. Напряжение питания прибора 9 В.

Рабочие частоты

Металлоискатель связывает в себе сложные параметры, порой взаимоисключающие друг друга. К примеру, если понизить частоту, вырабатываемую генератором, можно добиться большей глубины поиска, но при этом увеличится потребление энергии, а также снизится показатель чувствительности, а также и мобильности по причине увеличения катушки. Но в основном все параметры, так или иначе, имеют привязку к показателям частоты генератора, а потому подобные устройства классифицируют именно по параметру диапазонов рабочих частот.

Электрическая схема металлоискателя

СНЧ

Схема простого металлоискателя, предусматривающего работу в диапазоне примерно от 100 до 500-600 Герц, называется сверхнизкочастотной. Подобные устройства являются любительскими, мощностью не более сотни ватт. Подобные приборы являются слабыми и без применения компьютерной обработки сигнал распознать практически невозможно.

НЧ

Следующий класс металлоискателей — низкочастотные. Немного мощнее предыдущих, схема проста, имеют устойчивость к помехам, но чувствительность, все же, достаточно мала. При потреблении энергии более 10 Ватт глубина возможного поиска составит около 5 метров. Неудобство их также в том, что, помимо металла, они реагируют и на крупные фрагменты камня или бетона. Наилучший сигнал обнаруживается на черные металлы, а потому подобный металлоискатель также называют магнитодетектором. Имеют низкую чувствительность к свойствам почвы.

ПЧ

Еще одна классификация — металлодетекторы повышенных частот — в несколько десятков килогерц. Они  обладают менее хорошей помехоустойчивостью, по сравнению с НЧ. Удобны при исполнении с использованием импульсного режима, о котором будет рассказано чуть позже. Недостаток подобных приборов в том, что при повышенной минерализации или в болотистой местности они совсем перестают принимать измененный сигнал, вследствие чего не «видят» металлов.

ВЧ

Самый мощный металлоискатель, подходящий для поиска драгоценных металлов, но на небольшой глубине. Неплохо подходит для нахождения золотых изделий, потерянных отдыхающими в песке на пляжах. Глубина проникновения сигнала в грунт — не более 80–90 см. Результаты работы зависят от мощности катушки передатчика, работают с результатом только по сухому немагнитному грунту, к которому и относится песок.

Металлоискатель на транзисторах. Схема

Импульсники

Подобные металлоискатели — это лучшее оборудование из линейки. Они стоят отдельно от других подобных устройств. Дело в том, что поступление тока на катушку у них происходит в импульсном режиме. Есть возможность задать частоты подачи импульса в низких диапазонах, а длительность, определяющую область спектрального состава — в повышенных или высоких частотах. Таким образом, получается металлоискатель, объединяющий наилучшие качества всех категорий детекторов, либо прибор, который можно перенастроить, в зависимости от требуемых параметров.

Какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками дома

К наиболее простым изделиям, которые можно собрать самостоятельно, относят приборы, работающие на приём-передачу.

В сети присутствует большое количество инструкций с детальным руководством, как собрать простейший металлодетектор ФОТО: electrikmaster.ru

Наиболее популярные виды устройств:

• металлодетектор «Пират»;
• детектор «Бабочка»;
• излучатель без схем;
• металлодетектор «Терминатор».

Но, невзирая на то, что часть мастеров предлагают сборку металлодетектора из телефона, подобные конструкции не смогут пройти проверку «боем».

Металлоискатель «Пират» ФОТО: metalloiskatel.org.uaМеталлоискатель «Терминатор» ФОТО: metalloiskateli.com.ua

Общие положения

Для изготовления прибора необходимо понять, каким потребностям он должен удовлетворять. В зависимости от назначения формируются различные требования к параметрам.

Основные характеристики:

• возможности проникновения;
• геометрические размеры области поиска;
• чувствительность прибора;
• избирательность;
• помехозащищенность;
• запас энергопотребления;
• разрешающая способность.

Все характеристики прибора взаимосвязаны между собой. Назначение прибора помогает определить наиболее оптимальные параметры элементов во взаимосвязи. Параметры зависят от размера генерируемых частот.

Различия приборов по частотам:

• сверхнизкой частоты;
• низкочастотные;
• повышенной частоты;
• высокой частоты.

К особому виду относятся импульсные металлоискатели. В этих приборах умеренно сочетается применение всех диапазонов частот на разных этапах эксплуатации.

На сегодняшний день наука обладает десятками методов поиска предметов с использованием ЭМ излучения. При изготовлении металлоискателей на дому часто применяются:

Параметрический — простые устройства без приемников и передатчиков. Определение предмета происходит за счет измерения ЭМ индуктивности катушки возбуждения.

Приемо-передаюший – эффективные приборы, используемые в заданном диапазоне частот. Схемы устройства сложны, оборудование нуждается в использовании высококачественных катушек. Такие устройства с одной катушкой являются индукционными.

На биениях – высококачественные двух генераторные приборы. Принцип работы основан на измерении соотношений звуковых биений. Сложнее импульсных, но могут использоваться на всех типах грунтов. Как правило, используются для поиска драгоценных металлов.

С фазовым накоплением – представителями этих приборов являются импульсные или двух генераторные. Принцип работы, которых основан на определении изменения фазы, его преобразования в звуковой сигнал, усиливающийся при приближении к объекту поиска.

Успешно применяются для поиска драгоценных металлов находящихся в однородной среде на глубине не более 40 сантиметров.

Назначение устройства поможет определиться с выбором методов поиска, необходимыми характеристиками, принципами общего устройства.

Оптимальный выбор этих данных позволяет составить простейшую функциональную схему для изготовления металлоискателя.

Как собрать своими руками металлоискатель «Пират»: подробная инструкция

Модели «Пират» достаточно дорогие, что обусловливается возможностью обнаружения устройством предметов на глубине от 0,2 м (мелкие) и 1,5 м (крупные). Следует рассмотреть особенности конструкции и настройки для поиска металлов.

Материалы, необходимые для сборки своими руками мощного металлоискателя

Металлоискатель «Пират» считается импульсным устройством. Чтобы изготовить прибор, понадобится купить:

• ИМС КР 1006ВИ1, чтобы создать передающий блок;
• транзистор IRF 740;
• ИМС К 157УД2 и транзистор ВС 547, чтобы собрать приёмный узел;
• NPN-транзисторы;
• провод ПЭВ 0,5, чтобы создать катушку;
• материалы, чтобы изготовить корпус и пр.;
• пластину, покрытую листом из меди, чтобы изготовить печатную плату;
• провод;
• изоленту;
• паяльник;
• скальпель;
• отвёртки;
• пассатижи;
• разные типы крепежа.

Инструменты для сборки ФОТО: youtube.com

Схемы металлодетектора для изготовления своими руками

Стандартная схема металлодетектора «Пират» строится по микросхеме NE555. Функционирование прибора будет зависеть от компаратора: 1 выход присоединяется к генератору ИМС, 2− к катушке, а выход − к динамику. При выявлении предметов из металла импульс от катушки поступит на компаратор, а затем на динамик.

Плата размещается в распределительной коробке, которую можно приобрести в магазинах электроники ФОТО: youtube.com

Печатная плата своими руками

Если запчасти куплены, есть схема, то требуется собрать всё воедино. Чтобы разместить радиодетали, используют печатную плату, которую возможно без труда изготавливать самому. Потребуется листовой гетинакс, покрытый технической фольгой из меди.

На заготовку переносят выбранную схему, обозначаются дорожки, которые соединяют детали, сверлятся отверстия ФОТО: youtube.com

Дорожки покрываются при помощи защитного лака, а после просыхания плата опускается в хлорное железо для травления.

Когда изделие готово, возможно установить и распаять радиодетали. Следующей стадией станет проверка схемы с помощью приборов измерения.

Катушка своими руками для металлоискателя

Металлоискатель «Пират» считается импульсным прибором, потому точность во время сборки катушки не играет ключевой роли. Для основы необходимо кольцо диаметром 20 см, на которое наматывают 25 витков проволоки. Для повышения глубины выявления металла, каркас катушки должен равняться примерно 26-27 см, а число витков – 20-22.

Затем оправка с проводом хорошенько обматывается с помощью изоляции. Готовая катушка помещается внутрь корпуса из диэлектрика. Можно воспользоваться материалами, подходящими по размерам корпуса от неисправной бытовой техники. Подобное даст возможность обеспечить защиту катушки от повреждений при работе с прибором. Окончания обмотки припаивают к многожильному проводу диаметром 0,6 мм.

Изготовление катушки ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube

Как собрать и настроить металлоискатель своими руками

На штанге металлодетектора закрепляется каждый узел устройства. Когда схема надлежащим образом собрана, то настройка приспособления не понадобится, поскольку оно сразу имеет высокую восприимчивость.

Более тонкую настройку выполняют с помощью переменных резисторов R13. Требуемое функционирование металлоискателя обеспечивается при средней позиции регулятора.

Настройка металлоискателя ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube

Как сделать подводный металлоискатель своими руками

В некоторых случаях поиски переносят с почвы под воду. Существуют, разумеется, спецустройства для функционирования под водой. И, в принципе, можно изготовить глубинный металлодетектор собственноручно. Необходимо взять наиболее простой самодельный прибор и поместить каждый узел в герметично закрытый корпус. Кроме того, требуется несколько видоизменить приспособление и вместо звуковых сигналов установить светоиндикацию.

Подводный металлоискатель ФОТО: youtube.com

Watch this video on YouTube