Описание оригинальной конструкции простого металлоискателя прислал Струтинский Владимир Андреевич из города Львов (http://majstin.narod.ru/). Конструкцию легко повторить в домашних условиях, дефицитные и дорогие детали не применяются.
Особенности металлоискателя «Бабочка»:
- расстояние обнаружения по воздуху монеты 5 коп СССР - 15 см.
- расстояние обнаружения по воздуху закаточной крышки для консервации - 30 см.
- расстояние обнаружения по воздуху люка канализации - 60 см.
- автоматическая подстройка под грунт
- по характеру звукового сигнала, можно определить тип металла
- максимальный ток потребления - 15 мА.
- широкие возможности для усовершенствования металлоискателя.
Принципиальная схема металлоискателя «Бабочка».
Принцип работы.
Принцип работы основан на свойстве двух генераторов синхронизировать свои частоты. Оба генератора абсолютно одинаковы по конструкции, катушки расположены в одной плоскости, расстояние между ними равно 10 см. Когда в магнитное поле одной из катушек попадает металлический предмет, происходит срыв синхронизации и в наушниках появляется сигнал.
Конструкция и детали.
Большинство деталей и материалов можно позаимствовать из отслужившей свой срок аппаратуры, например для катушек можно взять провод от отклоняющей системы, или петли размагничивания старого телевизора. Там же можно найти почти все остальные детали для схемы.
Схема собирается навесным монтажом и вместе с катушками (расстояние между катушками - 10 см.) приклеивается масленым лаком к основанию, изготовленному из сотового поликарбоната или фанеры толщиной - 8 мм, размером 20 на 45 см.
Диаметр катушек примерно 20 см., диаметр провода 0,3-0,6 мм., 30 витков, от 10 витка - отвод. Обязательно пометьте выводы катушек, чтобы потом правильно припаять. Катушки должны быть абсолютно одинаковы.
К основанию крепится штанга и узел подстройки максимальной чувствительности. Провод с разъемом для наушников протягивается внутри штанги наверх. Включение и выключение металлоискателя происходит при помощи разъема для наушников. Когда разъем вставлен - металлоискатель работает, вынули разъем - питание отключили.
В качестве питания используется аккумулятор для мобильного телефона, он приклеивается вместе со всей схемой к основанию. Провода питания генераторов и от разъема зарядки припаиваются к контактам аккумулятора. Зарядное устройство - от любого мобильного телефона, разъем - любой подходящий.
Штанга крепится к основанию с помощью пластиковых винтов от клеевых тюбиков, также можно использовать металлические винты с гайками-барашками.
Катушки и схему покрываем мебельным или паркетным масленым лаком. После высыхания лака покрываем все силиконом.
Для настройки металлоискателя во время поиска используется пластиковая гайка и винт с кусочком феррита или алюминия (можно взять каркас от катушки индуктивности). Резьбу смазываем густой смазкой, чтобы вращение было плавным. Узел подстройки приклеивается рядом с катушкой.
Подлокотник .
Для изготовления подлокотника понадобятся отрезки водопроводной трубы внешним диаметром 20 мм и вентиляционной трубы диаметром 95мм, два самореза, кусочек ткани и клей. Труба подлокотника вставляется в трубу-штангу металлоискателя.
Настройка.
Настройка производится до заливки лаком катушек, вдали от металлических предметов. Подсоединяем наушники. Сразу пищит. Если не пищит - ошибка в схеме. Или, что бывает редко, генераторы синхронизировались. Берем листок алюминия или консервную банку побольше. Подносим к катушкам поочередно. Над одной писк еще выше, над другой замолкает. На той катушке, где замолкает, отгибаем вовнутрь последний виток, пока не замолчит. На любую катушку сверху клеим трубочку с ферритом.
Работа с металлоискателем «Бабочка».
Подключаем наушники, тем самым включаем металлоискатель. Подстраиваем частоту на грань срыва синхронизации. Желательно, чтобы в наушниках были слышны щелчки, это максимальная чувствительность. При поиске, по резкому изменению частоты сигнала, определяем наличие металлического предмета в грунте. Если ищем крупные предметы, настраиваем частоту перед срывом, чтобы сигнала не было. Если найденный предмет, железный, небольшого размера, то частота будет уменьшаться вплоть до пропадания сигнала. Если предмет из цветного металла, или железный с большой площадью поверхности, то частота будет увеличиваться.
Струтинский Владимир Андреевич
Источник :
Для начинающих простая схема металлоискателя на двух катушках, основана на принципе срыва синхронизации этих самых генераторов. В интернетe есть много разных схем металлоискателей, но правильно настроить и отрегулировать собранную схему без осциллографа достаточно тяжело начинающему радиолюбителю. Мы предлагаем собрать простой металлоискатель своими руками с простыми настройками.
Характеристики металлоискателя
- монету размером с 5 копеек СССР обнаруживает до 15 см;
- металлическая крышка от банки – до 30 см;
- металлический канализационный люк — до 60 см.
- может работать в воде.
- одной зарядки аккумулятора хватает на 20 - 30 часов работы.
- потребляемый ток — 15 мА.
- Вес 500 грамм.
Подстраивается под соответствующий грунт и даже при хорошей герметизации катушек может работать в воде. По определенному звуку в наушниках можно определить тип металла.
Схема не критична к питанию, количеству витков и номиналам деталей.
Условие одно — левая и правая части схемы должны быть одинаковыми!
Помехи компенсируются, грунт не влияет. Чувствительность зависит не от схемы, а от самой физики измерений. Мы накапливаем сдвиг фазы.
Симметрично собранная схема работает сразу. Но посмотреть интересно.
При питании 4 V на катушках около 40 V — можно подать прямо на трубку.
Сигналы с генераторов подаем на пластины X и Y
Частоты совпадают
Вот они срывы.
В наушниках появились щелчки.
Генераторы не синхронизированы.
Детали собираем на любом непроводящем клею.
Если батарейка питания дохлая и садится, то и настройка будет уплывать. Хорошо аккумулятор от телефона подходит.
Для конструкции мы используем металлопластиковую водопроводную трубу. Штанга может быть разъемной, трубы диаметром 26 и 20 туго входят одна в другую. Конденсаторы с хорошей температурной стабильностью, слюдяные — это важно.
Катушки и схему покрыть масляным лаком. Между катушками 10 см. Катушки ставим на расстоянии 10 см и приклеиваем — двигать не надо
Схема металлоискателя «Бабочка» с одним динамиком
Источник:majstin.narod.ru
Список деталей:
- Транзистор — КТ315 (ВС182, ВС546, ВС547 и т.п.) — 2шт;
- Конденсатор — 1000 пф (1 нф или 102) — 2шт;
- Конденсатор — 10000 пф (10 нф или 103) — 2шт;
- Сопротивление — 100 кОм — 2шт;
- Обычные стереонаушники — 1 шт;
- Источник питания (от сотового телефона) — 3,7 В — 1 шт;
- Провод в лаковой изоляции ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ и т.п. диаметром 0,4-0,7 мм.
Если у Вас нет всех необходимых деталей и платы,
Вы можете заказать их у нас
все необходимые детали с печатной платой.
Как мотать катушки?
Подробное объяснение изготовления катушки: 0 — ой виток — это начало катушки (припаивается к нижней по схеме дорожке (минус батареи). Далее мотаете катушку (например на кастрюле), как 10 витков сделали скручиваете петельку, зачищаете изоляцию и припаиваете к средней по схеме отводу, т.е. к эмиттеру транзистора (это будет отвод ). Затем мотаете ещё 20 витков , отрезаете и конец провода припаиваете к соединению двух конденсаторов 1000 пф и 10000 пф (это конец катушки ). Аналогично делается вторая катушка.
Настройка металлоискателя
Когда пищит — это хорошо! Но всё же не всегда (по разным причинам) удаётся сделать одинаковые генераторы, по этому необходимо один из них подстроить под частоту второго.
Грубая настройка последним витком катушек
Берем листок алюминия или консервную банку побольше. Подносим к катушкам поочередно. Над одной писк еще выше, над другой замолкает. На той катушке, где замолкает, отгибаем вовнутрь последний виток (или двигаем катушки, уменьшаем или увеличиваем расстояние между ними) , добиваемся самого тихого писка или пока сигнал не замолчит. Сверху каждой катушки обязательно следует приклеить трубочки с ферритом. Можно потом подстроить ферритовым стержнем до полной тишины.
Настройка ферритовым стержнем
Для этого берём трубочку и ферритовый стержень, крепим рядом с одной из катушек. Ферритовый стержень двигаете в трубочке пока не за синхронизируете генераторы. Ферритовый стержень с катушкой от старого радиоприёмника (можно лампового). Все провода смотать, оставить каркас с ферритовым стержнем.
Видео инструкция по настройке металлоискателя
Можно отрегулировать полосками алюминия, приклеив их к катушке внутри или снаружи. Для настройки кладем на обе катушки по полоске алюминия или просто консервные крышки и двигаем их, добиваясь самого низкого тона гудения.
Если в наушниках четко слышатся щелчки — это значит, что чувствительность прибора стоит на максимуме.
Другой вариант подстройки частоты — установка параллельно конденсатору 1000 пф конденсатора переменной ёмкости, например от старого радиоприёмника.
Монтаж металлоискателя
За неимением платы из фольгированного текстолита или гетинакса платы можно сделать из картона.
Фото вариантов изготовления печатной платы данного металлоискателя
Фото металлоискателя Владимира Носикова
Фото металлоискателя Дмитрия Коснова
Металлоискатели можно разделить на разные типы по принципу работы. Один из простых аппаратов - металлоискатель Бабочка, принцип работы которого заключается в срыве синхронизации генераторов частоты. Агрегат получил такое название из-за своего строения: две катушки напоминают крылья чешуекрылого насекомого.
Металлоискатель этого типа очень прост, но если его хорошо настроить, то он справиться с поиском цветного и черного металлов. Металлоискатель Бабочка можно изготовить своими руками.
Список деталей металлоискателя Бабочка
1. 2 транзистора ВС546 или его аналоги
5.батарейка крона. В качестве источника питания могут выступить 8 батареек типа ААА, но тогда схема будет больших размеров;
6.разъем для батарейки;
7.пьезоэлектрический динамик;
8.корпус (может быть картонным);
9.основание для катушек (должно быть диэлектрическим) и крепление для штанги (не менее 35 и не более 40 сантиметров в длину);
10.штанга может быть изготовлена из любого диэлектрического материала;
11.провод ПЭТВ длиной 60 м и диаметром 0,3-0,35 миллиметров;
12.фольга;
13.экранированный кабель с жилами, число которых должно быть не менее 2;
14.изолента;
15.лак;
16.нитки.
2. 2 конденсатора 1 nF
3. 2 конденсатора 10 nF
4. 2 резистора 100 KOHM
Сборка металлоискателя Бабочка
Необходимо соединить все комплектующие тонким изолированным проводом или запаять их на печатной плате. К стенке корпуса требуется вывести провода для динамика. Далее в корпусе металлоискателя Бабочка приклеиваем разъем для батарейки и закрепляем его клеем.
Для выключателя необходимо вырезать отверстия на коробке. Закрепить его можно клеем или силиконом. Динамик должен быть приклеен к корпусу изнутри. Чтобы была хорошая слышимость в корпусе должны быть сделаны отверстия. После требуется соединить схему металлоискателя Бабочка и корпусные детали между собой. Корпус на штанге может быть залеплен любым способом.
Штанга соединяется с диэлектрическим основанием для обмоток с помощью клея, жидких гвоздей или крепежа из пластмассы.
На следующей стадии необходимо собрать датчик. Этот элемент состоит из катушек и крепления. Обе обмотки катушек должны быть одинаковыми и зеркально отражать друг друга.
Сборка первой катушки
Необходим предмет круглой формы с диаметром 12 сантиметров. Необходимо с помощью подготовленного провода произвести намотку 70 витков. Наматывать нужно очень медленно и осторожно, чтобы не возникло никаких повреждений изоляционной поверхности провода. Два конца обмотки оставляем по сторонам. Зафиксировать обмотку необходимо нитками на расстоянии 3-5 сантиметров друг от друга. Пропитать получившуюся конструкцию лаком. После просушки необходимо обеспечить обмотке изоляцию с помощью изоленты. После этого обмотать фольгой. Провод по окружности должен быть припаян к фольге и выведен. После этих манипуляций снова используем изоленту для изоляции обмотки. Обмотка должна иметь выводы как можно меньшей длины.
Оба концы катушки необходимо спаять с подготовленным кабелем, а провод из фольги должен быть спаян с экраном кабеля. Хорошо изолируем и помещаем кабель в коробку, где расположен плата. Подключение экранированного вывода должно осуществляться к минусу платы. Далее следует закрепить кабель по всей штанге, за исключением основания. Так получилась схема металлоискателя Бабочка с одной катушкой. Таким же способом собираем вторую катушку.
Настройка металлоискателя
На последнем этапе происходит закрепление катушек. Необходимо убрать все металлические предметы и украшения из зоны действия металлоискателя – он очень чувствительный.
Необходимо вставить батарейку и найти оптимальную дистанцию между катушками. Начинать необходимо с 10 сантиметров. Если устройство не реагирует, то значит, то это можно свидетельствовать о неисправности схемы металлоискателя Бабочка или же о правильной синхронизации генераторов частоты. Ели поднести к датчику металл, и он начнет издавать любые звуки, то схема исправна. Если реакции нет, то необходимо проверить правильность соединения комплектующих.
При получении необходимого результата необходимо катушки с помощью клея зафиксировать в правильном положении.
Металлоискатель Бабочка своими руками получится без труда, если следовать подробной инструкции.
Поиск артефактов под землей - довольно популярное занятие. Для кого-то, это профессия, кто-то просто увлекается археологией. Существуют многочисленные группы кладоискателей: как романтиков, так и прагматичных добывателей ценностей. Всех этих людей объединяет одна страсть: поиск металлических предметов, спрятанных на различной глубине.
Если у вас есть точная карта с указанием места захоронения клада, либо планы проведения боев во время войны, это не гарантирует успех. Можно перелопатить тонны грунта, а искомый предмет будет спокойно лежать в паре метров от места активного поиска.
Для поиска золота, и менее ценных металлов, вам потребуется металлоискатель, который можно сделать своими руками.
Важная информация: Применение подобных приборов не запрещено Законом. Однако существуют наказания за последствия такого поиска, касающиеся раскопок, а также извлечения обнаруженных предметов.
Не будем вдаваться в тонкости, это тема другой статьи. Проще говоря: если вы нашли золотое кольцо на пляже, либо горсть советских монет в лесу - проблем, связанных с применением электронных средств поиска не будет.
А вот за извлеченные бронзовые ложки возрастом от 100 лет и старше, можно получить реальный срок или крупный штраф.
Тем не менее приборы для поиска металлических предметов в толще земли свободно продаются, а желающие сэкономить могут сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях.
Принцип работы устройства
В отличие от детекторов грунта, работающих с использованием волн различной частоты или ультразвука, металлоискатель (фабричный, или созданный своими руками), работает с индуктивностью.
Катушка излучает электромагнитное поле, которое затем анализируется приемником. Если в зоне действия оказывается любой предмет, который проводит электроток, либо имеет ферромагнитные свойства - формат поля искажается. Точнее сказать, под действием активного поля катушки, объект формирует собственное. Это событие фиксируется приемником, и генерируется оповещение: перемещается стрелка прибора, звучит тональный сигнал, загораются световые индикаторы.
Зная методику работы, можно рассчитать электрическую схему, и создать мощный металлоискатель своими руками. Сложность конструкции зависит только от наличия элементной базы и вашего желания. Рассмотрим несколько популярных вариантов, как собрать самодельный металлоискатель:
Так называемая «бабочка»
Такое прозвище получено из-за характерной формы площадки, на которой расположены катушки индуктивности.
Расположение элементов связано с принципом работы. Схема выполнена в виде двух генераторов, работающих на одной частоте. При подключении к ним одинаковых катушек, создается индукционный баланс. Стоит попасть в электромагнитное поле постороннему предмету, обладающему электропроводимостью, как баланс поля разрушается.
Генераторы реализуются на микросхемах NE555. На иллюстрации изображена типовая схема такого прибора.
Катушка для металлоискателя (их две, на схеме: L1 и L2) делается своими руками из провода сечением 0.5–0.7 мм². Идеальный вариант - трансформаторная обмоточная медная жила в лаковой изоляции (извлекается из любого ненужного трансформатора). Характеристики не обязательно выдерживать с ювелирной точностью, при одном условии: катушки должны быть одинаковыми.
Примерные параметры: диаметр 190 мм, в каждой катушке ровно 30 витков. Собранное изделие должно быть монолитным. Для этого витки прихватываются монтажной нитью, и заливаются трансформаторным лаком. Если этого не сделать, вибрация витков будет сбивать схему с настроенного баланса.
Электрическая схема
Есть два варианта изготовления:
- учитывая малое количество элементов, можно собрать ее на макетной плате, соединив ножки деталей с помощью проводников;
- для аккуратности и надежности, лучше вытравить плату по предложенному чертежу.
Любая пайка «на соплях» может подвести в полевых условиях, и вам будет обидно за потраченное впустую время.
Так же, как и металлоискатель на транзисторах, прибор на NE555 нуждается в точной настройке перед использованием. На схеме видно три переменных резистора:
- R1 предназначен для настройки частоты генератора и достижения того самого баланса;
- R2 грубо настраивает чувствительность;
- с помощью резистора R3 можно выставить чувствительность с точностью до 1 см.
Информация: Подобная схема не может дискриминировать металлы. Искатель лишь дает понять, что объект существует. А по тональности сигнала (исходя из вашего опыта) можно определить приблизительный объем и глубину залегания.
Питание достаточно универсальное: 9–12 вольт. Можно подобрать АКБ от источника бесперебойного питания, или собрать блок питания из аккумуляторов формата ААА. Неплохой вариант - батареи 18650 (их еще используют для вейпа).
Настройка «бабочки»
Принцип работы описан выше, поэтому просто разберем технологию. Выставляем все резисторы в среднее положение, и обеспечиваем срыв синхронизации генераторов. Для этого складываем катушки «восьмеркой», и перемещаем их друг относительно друга, пока писк не перерастет в потрескивание. Это и есть срыв синхронизации.
Фиксируем кольца, и вращаем резистор R1 до появления устойчивого потрескивания с ровными интервалами.
Поднося к месту перехлеста катушек (это и есть очка поиска) металлические предметы, добейтесь устойчивого писка. Чувствительность регулируем резистором R2.
Остается подстройка резистором R3, который используется скорее для корректировки падения напряжения в источнике питания.
Механическая часть
Штанга для металлоискателя своими руками делается из легкой пластиковой трубы, либо из дерева. Использование алюминия нежелательно, поскольку он будет мешать работе. Схему и органы управления можно спрятать в герметичный корпус (например, распаечная коробка для проводки).
Искатель «бабочка» готов к работе.
Пират
Еще одна популярная импульсная модель для начинающих кладоискателей - металлоискатель «Пират» Его также легко сделать своими руками, подробная инструкция в двух вариантах:
Питание желательно приблизить к 12 вольтам, поскольку качество работы зависит от напряжения. Печатные платы уже опробованы, оба варианта на иллюстрации.
Катушка (в данном случае одна) изготавливается из той же трансформаторной проволоки 0.5 мм. Оптимальный диаметр 20 мм, количество витков 25. Поскольку мы делаем металлоискатель «Пират» своими руками, внешний дизайн отходит на второй план. Подойдут любы материалы, которые вы готовы были выбросить.
Рукоятку лучше выполнить разъемной, для удобства транспортировки. Помним, что использование металлов недопустимо.
Чувствительность регулируется двумя переменными резисторами в реальном времени, при проведении поиска. Никакая точная подстройка генератора не требуется.
А если вам удастся качественно загерметизировать корпус, можно заняться поиском «сокровищ» в пляжной полосе прибоя, и даже на дне водоема.
Подводный металлоискатель своими руками сделать сложнее, но он даст неоспоримое преимущество перед конкурентами.
Улучшение характеристик
Глубинный металлоискатель своими руками без дополнительных затрат можно сделать из готового «Пирата». Для этого можно пойти двумя способами:
- Увеличение диаметра катушки индуктивности. При этом существенно повышается проницаемость вниз, но снижается чувствительность к небольшим предметам.
- Снижение числа витков катушки с одновременной подстройкой схемы. Для этого придется пожертвовать одной катушкой для экспериментов. Снимаем (и отрезаем) виток за витком, пока не увидим, что чувствительность начала снижаться. Запоминаем количество витков при максимальных параметрах, и делаем новую катушку для этой схемы. Затем меняем резистор R7 на переменный, с аналогичными параметрами мощности. Проведя несколько экспериментов с чувствительностью, фиксируем сопротивление, меняем переменник на постоянный резистор.
Металлоискатель «Пират» можно собрать на популярном контроллере «Ардуино».
Пользоваться таким прибором удобнее, но дискриминации металлов по-прежнему не будет.
Разобравшись, как сделать металлоискатель своими руками для любительских задач, кратко разберем несколько серьезных моделей.
Металлоискатель Clone PI W своими руками
По сути, это удешевленный вариант профессионального искателя Clone PI-AVR, только вместо ЖК дисплея применяется линейка светодиодов. Это не так удобно, но по-прежнему позволяет контролировать глубину залегания артефактов.
Оптимальный по цене вариант - на микросхеме CD4066 и микроконтроллере ATmega8.
Разумеется, под это решение есть и макет печатной платы, только кнопки управления выносятся на отдельную панель.
Программирование ATmega8 - это тема отдельной статьи, если вы работали с такими контроллерами, никаких сложностей не возникнет.
Мощный металлоискатель Clone PI W, сделанный своими руками, позволяет находить металл не глубине более метра, правда без дискриминации.
Искатель «Шанс»
Похожая схема на контроллере ATmega8 называется «Шанс». Принцип работы аналогичный, только появилась возможность отсеивания (частичной дискриминации) черных металлов.
Также проработан рисунок печатной платы, который можно с успехом заменить классической «макеткой» для Ардуино
«Терминатор 3» своими руками
Если вам нужен самодельный металлоискатель с дискриминацией металлов, обратите внимание на эту модель. Схема достаточно сложная, но ваши труды окупаются найденными монетами, которые могут оказаться золотыми.
Особенность «Терминатора» состоит в разнесении приемной и передающей катушек. Для испускания сигнала изготавливается кольцо 200 мм. Для него укладывается 30 витков провода, затем он разрезается, в итоге мы получаем 2 полу-катушки общей емкостью 60 витков (смотреть схему).
Приемная катушка располагается внутри, 48 витков диаметром 100 мм.
Настройка производится с помощью осциллографа, после достижения оптимальных результатов по амплитуде, обмотки фиксируются в корпусе с помощью заливки эпоксидной смолой.
Затем производится опытная практическая настройка переключателя дискриминации. Для этого используются реальные объекты из различных металлов, а на переключателе режимов наносится их тип (после проверки).
Радиолюбителями прорабатывается усовершенствованный вариант «Терминатор 4», но практического экземпляра еще нет.
Простые детекторы металла из готовых электроприборов
Итог
Вне зависимости от сложности схемы, изготовление самодельного металлоискателя потребует от вас достаточно времени и сил. Поэтому из любопытства, такие приборы не делают. А вот для профессионального использования - это отличная альтернатива фабричным экземплярам.
Видео по теме