Как сделать металлоискатель своими руками?

Катушки металлоискателя выполняют важнейшую роль в поиске ценных находок, но при интенсивной работе удары о камни и куски грунта могут наложить печальный отпечаток на конструкции катушки, что зачастую приводит к ее замене. Прежде чем потратиться на новую катушку, можно разобраться, что произошло, и попытаться отремонтировать катушку металлоискателя своими руками.

Прежде чем вмешиваться в механизм катушки, проверьте – не находится ли она еще на гарантии. Средний гарантийный срок на катушки около года, поэтому при поломке в течение первых месяцев после начала использования металлоискателя следует обратиться в авторизованный сервисный центр, где ремонт катушки проведут бесплатно. Если же вы пользуетесь (и довольно успешно) катушкой уже не первый год, а с ней произошла неприятность, можно попробовать отремонтировать ее самостоятельно.

Прежде всего, нужно определить, действительно ли катушка пришла в негодность. Признаками неисправности является некорректное поведение во время работы. Это «подтупливание», а порой и полный отказ детектора исполнять свои обязанности. Катушка начинает пищать в самый неподходящий момент, показывает увеличенный или нулевой индекс, в общем, ведет себя неадекватно. Чаще всего на такой катушке можно обнаружить многочисленные сколы, царапины, и трещины. Может случиться и такое, что внутри катушки как будто что-то отвалилось. Это может быть вызвано тем, что резиновые уплотнители, удерживающие катушку, износились и перестали выполнять свои функции. Катушка ползает по корпусу и, естественно, ни о какой чувствительности в данной ситуации и речи не может быть.

Что такое металлодетектор и как он работает?

Современный электронный прибор замечает присутствие металлических предметов на расстоянии. Принцип работы построен на том, что он улавливает свою радиоволну, отражённую от металла.

При включении питания в поисковом устройстве возникает электромагнитное поле, которое излучается вглубь исследуемой территории. Это может быть земля, скала, вода, древесина или массив любого диэлектрика. Электромагнитное поле излучает поисковая катушка.

На верхней части искомого металла появляются токи вихревого характера. Они устремляются навстречу, подавляя электромагнитное поле, излучаемое металлоискателем. Резкое падение мощности поля прибора фиксирует его электронный блок. Электроника анализирует новые параметры электромагнитного потока и сигнализирует о наличии металла.

Золото, серебро и медь, в отличие от железа и никеля, обладают более высокой электропроводностью. Определение природы металла в зоне обследования основывается на получении данных об удельной электропроводности материала.

Различие между простыми конструкциями и устройствами с более «навороченной» электроникой состоит в том, что дорогие устройства определяет не только вид металла, но и глубину его нахождения, а также имеют опцию дискриминации.

Изготовление DD-катушки «на золото»

Решил намотать катушку «на золото». По моим прикидкам, это должна быть небольшая DD-катушка, работающая на удвоенной частоте. Если родная катушка на АСЕ 250 дает примерно 6,5 кГц, то я попробую на «самоделке» развить 11-12 кГц.

Попробуем посмотреть, на какой частоте АСЕ 250 работает сейчас:
Сделал так. Намотал пробную катушку-зонд. Это громко сказано, потому что намотка заняла… секунд 10. Вот она:

В пробной катушке всего 5 витков (взял одну жилку от т.н. «витой пары»). На картинке также виден соединительный кабель («витая пара» длиной 2 м.) и разъем («джек» в зеленой изоленте) — он нужен для подключения пробной катушки к звуковой карте компьютера. В разъеме/джеке/штекере находятся два ограничительных диода КД103, включенных встречно-параллельно, они предназначены для защиты микрофонного входа звуковой карты от наводок и перенапряжения (по результатам первого применения, выяснилось, что диоды можно не ставить, см. ниже).

Далее мне понадобилось на время превратить свой компьютер в виртуальную лабораторию. Я зашел на этот сайт и забрал там осциллограф и частотомер — на сайте они стоят первыми, как выглядят, сейчас приведу ниже.

Включил АСЕ 250 с родной катушкой 6,5х9″ и положил катушку на пробную катушку-зонд, которую, в свою очередь, подключил к звуковой карте компьютера на микрофонный вход (т.е. выдернул кабель звука, идущий от вэбкамеры и воткнул свой). На экране виртуального осциллографа я увидел, что зонд, несмотря на его простоту, ловит сигнал, излучаемый АСЕй. Можно пересчитать по миллисекундам, какая именно частота генерируется катушкой АСИ, но лучше проинсталить

вирт. частотомер и посмотреть на нем.

Виртуальный частотомер показал частоту 6700 Гц.

Выводы

: пробная катушка-зонд — рабочая, виртуальные приборы тоже со своей задачей справились. Судя по форме сигнала на осциллографе, зонд имеет достаточную чувствительность, кроме того, можно сделать вывод, что защитные диоды (КД103) — не нужны: перегрузки по сигналу на осциллограмме не наблюдается, хотя зонд находился вплотную к излучающей катушке. Показанный зонд работает хоть с микрофонного входа звуковой карты, хоть с линейного (у меня интегрированная в мат.плату).

Приборы у нас есть. (Недавно заметил, что показанный виртуальный частотомер не смог работать с WINDOWS7 (x64), поэтому для измерения частоты советую пользоваться виртуальным спектроанализатором Simple Audio Spectrum Analyzer specan22 вот с этого сайта, программа работает также под WINDOWS-10). Теперь можно переходить к практической части, а именно: намотать небольшую катушку (одну половинку будущей DD-катушки) и подключив ее к генераторной части схемы АСИ, выйти на резонанс в 12 кГц. Намотал эту катушку из проводов от «витой пары».

Здесь 9 витков этого кабеля, лишенного внешней оболочки, т.е. 9 х 8 = 72 витка, соответственно, распаянных «конец-начало». Подключаю выход катушки через предохранительный резистор 1,1 Ом к контактам 1,4 разъема (купил за 5 грн.). Для того, чтобы не возбуждался вход АСИ — на контакты 2,3 (к которым будет подключаться катушка Rx) временно припаиваю резистор 10 Ом. Вот схемка:

Подтыкаю разъем и включаю АСЕ 250 — она два раза пикнула и включилась как обычно, не заметив подмены. Осциллограф показал наличие генерации «новоявленной» катушки Тх (сигнал снимал пробной катушкой-зондом):

А частотомер показал ожидаемую частоту:

Немного капризничала звуковая карта — не хотела распознавать пробную катушку-зонд как микрофон, пришлось обмануть ее, подпаяв к катушке резистор на 10 кОм и конденсатор 0,47 мкФ, смотрите картинки:

Приемную катушку сделал на 11 х 8 = 88 витков (нашел «витую пару» чуть более тонкого диаметра, поэтому катушки кажутся одинаковыми, хотя на Rx витков больше на 22%).

Теперь у нас есть обе половинки DD-катушки, проверим возможность «сведения» катушек.

Подключил катушку Тх к АСЕ 250 (см. в пред. сообщении схему запуска катушки Тх от генератора АСЕ 250), а на выход катушки Rx подключил мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Двигая одну катушку относительно другой легко можно получить на приемной катушке три нуля после запятой по переменному напряжению, т.е. «сведение» катушек делается без проблем. Обрисовал взаимное расположение на нижележащем листке бумаги, чтобы примерно перенести конфигурацию на будущую «постель».

Катушки получились «толстенькие» — когда они круглые, то от края до края имеют диаметр ровно 10 см., их легко можно превратить в овальные:

Красоты ради, ввел в кадр мультиметр, а с ним сведение не получается. Однако, если удалить измерительный прибор сантиметров на 30, то взаимным перемещением катушек можно легко добиться «нулей» на табло (т.е. разбаланс меньше 0,001 В). Окончательно, DD-катушку буду делать на овальных катушках: чувствительность будет ниже, чем на круглых, но судя даже по этим снимкам, зона «просвечивания» земли с овальными катушками процентов на 50 больше. Главные прикидки сделаны, скоро — монтаж.

Не надо думать, что я использую бросовые дешевые материалы, на самом деле, все наоборот — это лучшие материалы. Катушки выполнены проводом в толстой полиэтиленовой изоляции с повивом, что способствует снижению межвитковой емкости и, в итоге, дает высокую добротность Q, а значит — хорошо выраженный индуктивный эффект и большой циркуляционный ток в генераторной катушке Тх, высокая добротность также полезна и для приемной катушки Rx. Катушки «рыхлые», т.е. в проводе нет механической напряженности — это дает повышенную термостабильность. (При нагреве полиэтилен «подвинется», где наружу, где внутрь и общая площадь катушки останется неизменной, а значит L = const, R при нагреве изменится, от формул не уйдешь, но оно изменится меньше, чем у простых катушек, поскольку изначально отсутствует механическая напряженность). Есть и другие положительные эффекты (напр. отсутствие старения изоляции провода из-за магнитострикции — именно из-за нее изнашивается лак на обычных обмоточных проводах). Катушки намотаны без всяких ухищрений, за одну минуту, на обыкновенной банке из-под кофе. Немаловажно и то, что в собранной конструкции, помимо провода, не будет никаких радиокомпонентов (а вспомните целые платы с радиодеталями и подстроечными резисторами(!) в катушках от «брэндов»). Еще более высокие параметры можно получить, используя кабель «витая пара для компьютерных сетей», в котором каждая жилка выполнена из многожильного провода — но я не нашел такого в продаже, а этот просто был под рукой. Очень скромные траты пришлось понести для изготовления соединительного кабеля (разъем — 5 грн., 4 отрезка многожильного бескислородного медного провода во фторопластовой изоляции и медном посеребренном экране — 4 х 2 м. х 1 грн. = 8 грн. Пятый провод, предназначенный для соединения статического экранирования катушки с «землей» блока АСИ — тоже во фторопластовой изоляции, многожильный МГТФ — 2 м. х 1 грн. = 2 грн. Термоусадочные трубки были только метровые — еще 4 грн.). В итоге, кабель вместе с разъемом обошелся в 19 грн. Кабель получается лучшим из всех возможных (без преувеличений): каждая катушка будет соединена с блоком АСЕ 250 двумя экранированными кабелями, по экранам сигнал пускаться не будет, «земля», соединяющая «землю» блока АСЕ 250 со статическим экраном DD-катушки идет по отдельному проводу со шпильки 5 разъема (см. схему). Все провода соединительного кабеля — МГТФ. (Радиолюбитель сразу заметит, что «земля» разведена «пауком» — таким образом, все помехи, пришедшие из окружающей среды в разных фазах и амплитудах, взаимно вычтутся в точке 5 разъема). (Для справки: вся разводка кабелей космического корабля делается только проводом МГТФ).

Вот и копаный графит пригодился))). Весит килограммов 20, по-видимому это от электролизной ванны, сверху есть 3 дырочки для подключения кабеля.

Здесь показаны обе катушки и «постель». Постель/стапель/подложка — это стеклотекстолит, толщиной 3 мм, монтаж катушек на ней означает, что никакой работы снизу будущей DD-катушки не будет — в самом деле: положим на постель катушки Rx, Tx, сведем, зафиксируем эпоксидкой со стеклотканью и ВСЁ.

С утра сходил в огород, отпилил от своей «суперзаначки» кусочек графита и сделал дальнейшие шаги по катушке.

Взял сверло на 10 мм, просверлил дырку и немного разогнал

ее в кубике графита, а полученный порошок собрал. Обмотал х/б ниткой катушку Rx для улучшения адгезии с клеем ПВА. Размешал клей с порошком графита в пропорции 50 на 50 и покрыл этой смесью катушку Rx. Положил намазанную катушку на предназначенное для нее место на «постели» и поставил на просушку. Катушку Tx мазать антистатиком не буду вообще.

Катушка Rx, покрытая вчера «антистатикой» высохла. Проверил сопротивление графитового экрана:

Разрезал экран (там видно красную полоску от изоляционной ленты) и занялся соединительным кабелем. После того, как сделал соединительный кабель (протянул 4 экранированных провода и один простой в термоусадочную трубку) и все распаял (обе катушки и провод экрана, см. схему выше), то подсоединив разъем к АСЕ 250 и убедившись что все работает (частота снизилась до 11 кГц), свел катушки до разбаланса 1 мВ и испытал на столе DD-катушку с золотой сережкой в сравнении с родной катушкой от АСЕ 250. Итог.

Для застегнутой золотой сережки стало 17 см, а было 13, для расстегнутой: стало 7 см, а было 5. Продольный размер «асиной» катушки 6,5х9″ — 22,5 см, а моей, размером 5х5,8″ — всего 12 см. Интересно, что шкала дискриминации сдвинулась сильно в области черных металлов (расширилась), а начиная с пятака СССР, осталась прежней и на своем месте, 5 коп. СССР и 50 коп.укр. — откликаются «беллтоном», а вот пятак укр. из нержавейки перекочевал на одну ячейку правее (2 ячейка шкалы). Пинпойнт работает. Также заметил, что на 25 коп.укр., 50 коп.укр и пятак СССР чуйка, по-сравнению с родной катушкой — упала, а на золото — увеличилась, т.е. золото «выпятилось» на фоне ходячки, как и было задумано.

Если щелкнуть на левом кадрике — это первый шаг по заливке катушки эпоксидкой со стеклотканью — то можно увидеть отвод «земли» от экрана. Он представляет собой голый медный проводок, длиной 10 см, местами вплавленный паяльником в графитовый экран.

Между дел подремонтировал родную «асину» катушку, были забоинки, а оставшейся черной шпаклевкой (эпоксидка с порошком лазерного принтера САМСУНГ) приклеил пару стеклотканевых латочек на датчик. Мой малышок движется к финишу, скоро выведу его погулять, да морским воздухом подышать, правда что-то с эпоксидкой не угадал — сохнет медленно. Обратите внимание, что катушки Rx и Тх остались фактически не пропитанными эпоксидкой до проводов — так и задумано — это и экономия веса, но главное — сохранение высочайшей электрической добротности Q. Мы получаем броневой корпус из эпоксидной смолы со стеклотканью, но сами катушки — сухие, эпоксидка до них не добралась.

Ниже привожу сравнение основных параметров новой самодельной «катушки на золото» и маленькой родной катушки от АСИ (показываю два скрина программы specan22).

Катушка более-менее получилась, после проверки новой катушки, сделанной на ближнем пляжике (она показала 10 см на капсюль в песке, что очень порадовало меня), тут же захотелось проехаться на горпляж и пробежаться с ней по-настоящему. На городском пляже Керчи появились первые отдыхающие, поэтому выбрал тихий уголок за его пределами. Это место было парой дней раньше обследовано двумя катушками (6,5х9″ и НЕЛ Торнадо), однако, моя самодельная малышка вдруг стала выдергивать копейки СССР и украинские пятаки. С украинскими пятаками из нержавейки было понятно — ранее, если выключить первый квадратик шкалы дискриминации, прибор их видел, но не озвучивал, потому что считал их черным металлом, а новая катушка, работающая на частоте 11 кГц «растянула» левую часть шкалы металлов (как у Ace 350 Euro) и стала пищать «цветом» на нержавейку. Зато копеечки СССР действительно стали индикатором качества моей катушки, потому что некоторые выскакивали с глубины 15 см и были явно пропущены мною ранее, когда я ходил с родной и «торнадовской» катушками. Несмотря на маленькие размеры, катушка показала довольно большой охват, схожий с привычным от родной асевской катушки 6,5х9″ (по центральной линии охват составил 18 см на лежащую на поверхности песка монетку в 10 коп.укр.), так что мне не пришлось уплотнять шагов при поиске.

Потом попалась ажурная серебряная цепочка. Я не уверен, что смог бы ее найти с родной асевской катушкой (надо будет проверить).

Где-то здесь нашел серебряную цепочку. Понравился резкий звук и острая реакция на цель, наверное, характерные для этого типа катушек. Тучи стали сгущаться, задул холодный ветерок, и чтобы не попасть под ливень, я укатил домой.

Скромные находки, сделанные при тестировании. Золотой медальон был поднят двумя днями ранее при помощи родной АСЕвской катушки, показываю его, потому что тоже тестировал на нем свою «катушку на золото».

Здесь приведена АЧХ катушки в сравнении с другими катушками (показаны практические скрины программы specan22 некоторых катушек для АСИ в сравнении с данной новодельной «катушкой на золото») .

Статью я начал в декабре 2013, а вот окончательную проверку реакции катушки на мелкое золото провел только в начале июня 2014 вдвоем с товарищем.

Так катушечка показала себя 23 февраля 2015 года.

А здесь можно увидеть эту катушку в сравнении с заводскими катушками для АСЕ 250.

Здесь и здесь показана работа катушки на пляже в 2022 г.

— — — — — — — — — — — —

В марте 2015 года ко мне поступили вопросы. Ни в коей мере не считаю, что есть глупые вопросы, а считаю, что бывают глупыми ответы.

Начнем с первого вопроса.

1. Подключение разъема на наушники на какие контакты, или без разницы?

Ответ: без разницы. Припаяете «джек», воткнете его на вход в звуковую карту компьютера и зонд начнет принимать частоты, излучаемые катушками металлодетекторов, а компьютер, превращенный в анализатор, «разберется» и покажет частоту. Здесь приведена немножко другая схема зонда и подробности с работой в программе specan22.

2. Как спаяны провода на катушках? 8 в один или по цветам друг с другом? Как 2 выхода получилось?

Ответ:

Это будущая излучающая катушка Тх (вторая катушка Rx будет сделана по тому же принципу).

В основном тексте (см. выше) я пишу: «Здесь 9 витков этого кабеля, лишенного внешней оболочки, т.е. 9 х 8 = 72 витка, соответственно, распаянных «конец-начало».

Опишем подробнее.

Сначала я намотал на банке из под кофе (диаметр, примерно как у литровой стеклянной банки) 9 витков кабеля, потом снял катушку, прихватил ее в четырех местах белой изолентой и начал распаивать. Т.е. до начала работы по превращении в единую катушку в 72 витка, у меня было 8 отдельных катушек по 9 витков в каждой (или 8 «начал» и 8 «концов», лежащих напротив друг-друга — я разделил их условной красной чертой), которые мне предстояло соединить в одиную катушку.

Разберемся теперь именно с этим конкретным снимком катушки, хотя он не очень удачен для демонстрации.

Берем первую попавшуюся жилку «начал» — у меня это зеленая жилка (она ныряет в катушку в верхней половинке всех «начал» и обозначена красной стрелкой), теперь находим эту зеленую жилку среди «концов» снизу катушки (т.е. наша зеленая жилка сделал 9 витков и наконец, вынырнула среди «концов» — я его отметил также красной стрелочкой) и этот ее «конец» и спаиваем с «началом» любой другой жилки (если щелкнуть на кадрике и присмотреться, то видно, что конец зеленой жилки спаян с началом какой-то следующей жилки и на счалку надета изолирующая трубочка со звездочкой). Потом отыскиваем конец второй жилки и соединяем с началом уже какой-то третьей жилки. Такие операции нам придется, под запись, сделать 7 раз, т.е. сделать 7 счалок жил кабеля, пока не останется единственный «конец», который уже некуда припаивать — на картинке это жилка белого цвета с зеленым прожилком.

В итоге получаем единую катушку в 72 витка, у которой «начало» — это зеленая жилка и «конец» — жилка белого цвета с зеленым прожилком.

Недавно увидел эту картинку и забрал ее себе на сайт — вот так нужно счаливать концы, чтобы получить единую катушку, понятно, что здесь другие цвета начала и конца катушки.

3. С катушки 2 выхода. Какой куда паять на разъёме? Или без разницы?

Ответ: На каждой катушке 2 выхода, чтобы опробовать будущую катушку Тх на генерацию частоты и измерить её, катушку нужно подбросить к шпилькам 1, 4 разъема, разъем воткнуть в АСЮ. У законченной катушки будет есс-но 4 выхода, распайка к разъему показана в тексте. Долгое время будет без разницы, как именно распаяны концы — уже и катушку полностью сделаете, уже на пляж пойдете испытывать (и делать финишную операцию сведения, как я рекомендую самым пытливым конструкторам) и только потом понадобится поперекидывать концы на разъеме и испытать пинпойнтер в работе с «цветными» целями. В литературе такая финишная операция называется «фазированием» катушек. У меня никаких приборов не требуется, оппоненты не могут обойтись без отдельного генератора, осциллографа и других приборов. Правильно сфазированный датчик не уводит пин в сторону от объекта, а четко показывает, что цель лежит в пересечении обмоток.

4. Остается ли резистор на ТХ катушке после проверки на компе и сборке на подложке?

Ответ: Нет, этот резистор 1,1 Ом я ставил единственно, чтобы оценить частоту и не сжечь случайно АСЕ 250. На рабочей катушке никаких резисторов, конденсаторов и вообще ничего нет, только сами катушки.

5. Как правильно проверить сопротивление на графитовом экране? И зачем резать графитовый экран?

Ответ:

На картинке видно, что я просто прижал щупы к графитовому экрану в противоположных точках катушки, прибор показал сопротивление между щупов чуть больше 1 кОм — это вполне нормальное сопротивление. Экран прекрасно будет работать и при сопротивлении 10 кОм. Он предназначен для того, чтобы по нему стекали на «землю» МД колоссальные статические заряды в десятки тысяч вольт, поэтому сопротивление экранирующей обмазки катушки Rx не имеет принципиального значения.

Кольцевой разрез нужен для того, чтобы не образовался замкнутый контур (виток) в виде графитового экрана. Несмотря на довольно большое сопротивление экрана, мне представляется, что такой разрез делать нужно. Разные авторы считают по-разному. Я добивался максимума от этой катушки на каждом шаге, поэтому сделал разрез в экране, чтобы экран ни в коем случае не был замкнутым ВИТКОМ на данной катушке.

6. Стоит ли покрывать графитовым экраном ТХ катушку?

Ответ: Я оставил передающую катушку Тх без экрана. Считаю, что экран хоть чуть-чуть, но уменьшит сигнал, который будет «закачиваться» в землю. Дальнейшие испытания показали нейтральную реакцию на статическое электричество — т.е. действительно достаточно экранировать лишь приемную катушку Rx.

7. Какие размеры у ушек крепления катушки? Из чего делали и на что клеили? Что за крестик на подложке и как его высчитали?

Ответ: Мне представлялось, что ушки должны были крепиться непосредственно к постели/подложке и не должны быть механически связаны с катушками. Я подготовил посадочные места на торцах постели и сперва приклеил эти 2 ушка на какой-то клей, а потом усилил эпоксидкой со стеклотканью в процессе формирования всей катушки. Ушки вырезаны из листа текстолита, толщиной 0,5 см. Расстояние между ними не стандартное для АСЕ 250. Ушки хорошо видно, если пощелкать по соответствующим кадрикам выше. Нижний узел колена штанги сделан из «Т»-образного разветвителя садового шланга и обрезан так, чтобы он с трением вставлялся между ушек. Крестик на подложке почти ничего не обозначает, просто он хорошо был виден сквозь бумажный лист, на котором я делал первоначальное сведение катушек и обрисовал их взаимное расположение.

8. По поводу кабеля: термоусадку феном усаживали? Чем и как крепили к катушке сам кабель? Ну и главный вопрос: КАК спаяли кабель? Просто соединили 4 выхода с катушек и припаяли к разъёму, а к чему на готовой катушке крепили 5 кабель?

Ответы: Термоусадочную трубку я грел над обычной электрической кухонной плиткой.

Кабель просто утонул в слоях эпоксидки со стеклотканью, так и закрепился на катушке.

Распайка кабеля у меня сделана лучше, чем в любой заводской или самодельной катушке. Сейчас постепенно объясню почему, хотя не буду описывать физику.

Во-первых, охарактеризую сам провод, легший в основу соединительного кабеля: у меня применены 4 одинаковых отрезка экранированного провода МГТФ и один отрезок неэкранированного провода МГТФ, все они имеют длину 1,5 м. Это самый лучший существующий многожильный провод (в моем 24 очень тонких медных жилки диаметром 0,08 мм, а его изоляция выдерживает температуру паяльника, поскольку сделана из фторопласта; его экранирующая оплетка (иногда я пишу просто «экран») — медная посеребренная, короче — это отличный «военный» провод).

И во-вторых, обратимся к распайке соединительного кабеля, который показан в голубой рамке. Можно видеть, что все экранированные провода подготовлены одинаково, как показано в красной рамке, а именно: левый конец не имеет вывода экрана (только сам провод), а правый конец имеет вывод экрана, и все такие выводы экранов четырех проводов собраны в одну точку, обозначенную кружочком. Для полной ясности восприятия добавлю, что цилиндрик в красной рамке — это экран провода, а сам сигнальный провод проходит внутри цилиндрика, так принято обозначать на большинстве схем в мире и есс-но, провод изолирован от экранирующей оплетки (экрана), изолятор — фторопластовая пленка.

Осталось только разобраться с пятым проводом, не имеющим экрана (но имеющим изоляцию). Его левый конец показан такой «куриной лапкой» — в этом месте провод имеет контакт с графитовым покрытием катушки Rх — провод там оголен и приклеен (точнее, вплавлен жалом паяльника) в нескольких точках к графитовому экрану. Как бы не было заманчиво пустить этот контакт через любой из экранов четырех проводов (а многие заводские катушки грешат этим для экономии меди), я делаю это отдельным проводом (и тоже самого высокого качества).

Что мы имеем в результате распайки соединительного кабеля? — все концы всех катушек пущены по экранированным проводам, каждый по своему проводу, все экранирующие оплетки проводов и провод, идущий от экранирующей оболочки приемной катушки Rx спаяны в одной точке (и потом соединены через 5 шпильку разъема с главной «землей» на плате МД).

Получившийся самодельный кабель обмотан изолентой по всей длине и потом протянут через термоусадочную трубку.

Теоретически, параметры соединительного кабеля еще можно улучшить, если использовать не просто экранированные провода, а каждый из них дополнительно заизолировать по всей длине (мои провода имели голую экранирующую оплетку).

9. Не могли бы Вы поподробней рассказать про сведение катушек? Интересует, как подключить тестер, если штекер и катушки припаяны к кабелю?

Ответ: Вам нужно замерить (и свести к нулю) переменное напряжение на выходе приемной катушки Rx и желательно это сделать в полевых условиях. Но сначала все нужно опробовать на столе, чтобы сделать рисунок взаимного расположения катушек, а по рисунку сделать постель/подложку. Выводы разъема 1, 4 у вас сейчас идут в блок АСИ и от него запускается в генерацию катушка Тх. Напряжение индукции наводится в приемной катушке Rx и при настройке/сведении катушек должно будет сведено к минимуму (ко всем нулям на тестере). Практически сделайте так: выводы 1, 4 не трогайте, а выводы катушки Rx совсем отпаяйте от шпилек 2, 3 разъема и к этим проводкам подключите (подпаяйте щупы) тестер в режиме измерения переменного напряжения. После получения «нуля» напряжения на выходе катушки Rx, зарисуйте взаимное расположение катушек и на основании рисунка выпилите постель/подложку. Затем приклейте к ней катушку Rx (она должна быть уже в графитовом экране, а экран соединен проводом со шпилькой 5 разъема), теперь можно ехать на пляж, чтобы максимально точно выставить «ноль», с учетом влияния земли. (В АСЕ 250 отсутствует отстройка от грунта, она выставляется единственный раз «по среднему» на заводе, поэтому сделав катушку с заранее компенсированным влиянием грунта, Вы значительно улучшите заложенные заводом параметры МД. «Рев грунта», кстати, в десятки раз превышает полезный сигнал). В полевых условиях Вам нужно сначала найти абс. чистое от металломусора место (здесь вам поможет родная катушка), затем положить на песок новую катушку и провести «сведение», как у себя дома, на столе, т.е. подключить катушку по вышеописанной методике, провести «сведение» до четырех нулей по прибору, и после «сведения катушек» зафиксировать клеем их положение на подложке. Тестер нужно держать подальше от катушки. Клей для фиксации конечного положения катушек нужно использовать не пластичный (он может «поплысть» при эксплуатации катушки в жару), а лучше всего типа «капелька», который продается в маленьких тюбиках. По приезду домой можно будет уже накладывать первый слой эпоксидки со стеклотканью.

Нижнее колено штанги было изготовлено из подходящей полиэтиленовой трубки. Это колено с трением надевается на алюминиевую штангу и никаких других элементов крепления не имеет. Концы колена усилены эпоксидкой со стеклотканью.

И последнее. Если бы я сейчас начал делать эту катушку, то дал бы гораздо больший припуск на «постель». Что плохого в том, что именно она бы встречала всякие преграды на пути движения катушки? — тогда катушкой (выпирающим краем постели/подложки) можно было бы буквально копать песок.

Все картинки «кликабельные».

Принципы действия металлоискателей

Состав схем приборов напрямую зависит от принципа действия электроники металлоискателя. Различают следующие типы схем:

метод биения;
передатчик-приёмник;
радиочастотный;
импульсно-индукционный;
резонансо-срывной.

Метод биения

Данный метод действия обозначают аббревиатурой BFO (beat frequency oscillation). В основе конструкции прибора установлен LC-генератор. Генераторы такого вида имеют высокую стабильность частоты, излучаемых волн.

LC устройство через катушку поискового круга получает фактическую частоту биений и сравнивает с эталонными данными. Полученная разница сопровождается звуковым сигналом через встроенный динамик. Используемая частота находится в пределах от 40 до 500 кГц.

BFO устройства отличаются слабой чувствительностью и низким уровнем отстраивания от влажного и минерального грунта. Использование этого метода чаще всего встречается в дешёвых моделях отечественного производства.

Передатчик-приёмник

Низкочастотный передатчик-приёмник формата TR/VLF (transmitter-receiver/very low frequency) имеет обнаруживающую систему, состоящую из 2 катушек. Они находятся в одной плоскости. Одна из них состоит в контуре LC-генератора. При получении ей сигнала, на выходе приёмной катушки отражается маломощный сигнал. Происходит оценка амплитуды на приёмных витках и фазового сдвига между полученным и переданным сигналом.

VLF-способ обеспечивает высокую чувствительность устройства. Металлодетектор хорошо определяет природу предметов, что происходит за счёт оценки характеристик фаз. Схематика прибора имеет довольно сложную конфигурацию. Катушки должны пройти предварительную презициозную балансировку.

Отстраивание от массива изучаемой среды и дискриминация предметов из металла выполняется фазосдвигающими цепями. Модификация TR/VLF анализирует фазовые характеристики электромагнитных полей, что даёт возможность отличать чёрные металлы от их цветных «собратьев», отстраиваться от массива земли и различных посторонних вкраплений в его среде.

Металлоискателям данного типа свойственна высокая чувствительность. Разрешающие качества устройства во многом зависит от диаметра поисковой головки. Чем больше этот размер, тем лучше осуществляется процесс обнаружения изделий из металла в глубине массива. На основе этого принципа изготавливают основную массу серийных металлодетекторов.

Радиочастотный

Высокочастотный формат устройства RF (radio frequency) имеет 2 катушки. Они разнесены на определённое расстояние друг от друга. Излучающая катушка посылает сигнал на внешнюю поверхность искомого металла. Приёмный элемент фиксирует отражённый сигнал. Используемая частота радиосигналов находится в пределах от 70 до 500 кГц.

Устройство, построенное по такому принципу, не различает природу тел из металла, не «видит» небольшие объекты. Следует отметить, что он отлично распознаёт крупные предметы из металла на большом расстоянии – в глубине массива изучаемой среды.

Импульсно-индукционный

Генератор импульсно-индукционного прибора формата PL (pulse induction) подаёт сигнал импульсного характера в колебательный контур поискового устройства. Оценочным данным является время переходного периода – положение заднего фронта импульса напряжения. Рабочая частота находится в низком диапазоне – от 50 до 4000 Гц.

Резонансо-срывной

Срыв резонанса – формат OR (off resonance). В основе принципа функционирования прибора МИ заложен метод оценки величины амплитуды сигнала в катушке. Контур настраивают близко к резонансу с излучаемым сигналом.

Появление в зоне поиска металлического предмета становится причиной возникновения резонанса или полного его исключения. Это отмечается увеличением или уменьшением амплитуды в колебательном контуре.

Метод не используется в металлоискателях заводского изготовления. В основном применяют при разработке самодельных радиолюбительских конструкций.

Какие типы металлоискателей можно сделать в домашних условиях своими руками

Детекторы делятся на 5 основных типов по принципу обнаружения искомого объекта.

Рассмотрим, какие из металлоискателей подходят для изготовления своими руками в домашних условиях:

Тип	Особенности	Годится ли для изготовления своими руками
Приём-передача	Работает с двумя индукционными катушками. При отсутствии искомого объекта сигнал не проходит в приёмную катушку.	Да
Индукционный	Объединяет функции обеих катушек. Сигнал постоянный, меняющийся при определении металла.	Нет, как правило, возникают сложности с выделением результативного сигнала.
На основе измерителя частоты	В конструкцию прибора входит LC-генератор, меняющий частоту при обнаружении металлических предметов. Имеет невысокую чувствительность.	Да
С измерителем добротности	Имеет анализатор сигналов LC-генератора. Плохо работает при низких температурах.	Да
Импульсный	Основан на передаче вихревых импульсных токов. Сигнал меняет свой характер в зависимости от типа обнаруженного металла.	Да

А теперь подробнее о том, как сделать простой металлоискатель своими руками на примере конструкции «Пират».

Что такое дискриминация металлов?

Кто интересуется строением и принципом действия металлоискателей, часто в поиске нужной информации сталкиваются с выражением «дискриминация металлов». Функция дискриминации металлоискателя определяет направленность поиска той или иной группы металлических предметов. Установка металлоискателя на обнаружение цветных металлов позволяет игнорировать железосодержащие включения в массиве грунта.

Агрегаты, оснащённые дисплеем, могут демонстрировать шкалу дискриминации от «0» до «99». Чем больше стремится показатель индикации прибора к 0, тем меньше электропроводность найденного металлического предмета.

В некоторых моделях линейка дискриминации градуирована на такие виды металлов, как железо, никель, цинк, алюминий, золото, медь и серебро. Прибор может делать поправку на включение лигатуры в основном составе материала. Вида и количество лигатуры в металле изменяет его электропроводность.

Металлы в чистом виде практически не встречаются, поэтому в сложных устройствах высокого уровня существуют опции, позволяющие «не замечать» такие металлы, как железо, никель и алюминий. Металлодетектор будет реагировать на обнаружение золота, серебра и меди.

Селективная дискриминация металлов позволяет сократить временные затраты на обнаружение ненужных предметов и не тратить силы на копание ненужных ям.

Как сделать металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов

Дискриминация металлов – это возможность прибора различать обнаруженный материал и осуществлять его классификацию. Дискриминация основана на разной электропроводности металлов. Процессор детектора анализирует фазовый сдвиг между сигналами двух катушек и не просто отличает цветные металлы от чёрного, а может распознать, медь это, золото или серебро. Самый простой процесс дискриминации реализуется в импульсных устройствах. Они способны находить и отличать цветной от чёрного металла.

Профессиональные модели оснащены программируемыми «мозгами», способными подавать сигнал только по искомому объекту, не отвлекая оператора на другие находки

К сведению! Каким бы профессиональным ни был прибор, не ждите от него стопроцентного результата. Многие материалы имеют схожую электропроводность, так что и машина может ошибаться.

Подробная информация по сборке такого детектора в видеосюжете.

Собрать металлоискатель ПИРАТ своими руками

Члены военно-исторических обществ, краеведы и любители искать клады часто озабочены поиском дешёвых моделей металлодетекторов.

Желание собрать своими руками металлоискатель, прежде всего, вызвано экономическим фактором. Готовое изделие заводского исполнения стоит довольно дорого. Есть модели, стоимостью до нескольких десятков тысяч рублей. В средствах массовой информации публикуется масса «рецептов» по изготовлению самодельных приборов.

Для обнаружения металлосодержащих предметов в толще грунта, можно сделать металлоискатель со схемой Пират.

Пират – импульсивный металлодетектор с несложной электронной схемой. Название никак не связано с морскими разбойниками. Латинская аббревиатура состоит из двух сокращений: PI (импульсный принцип) и RAT (наименование авторского сайта).

Инструкция по сборке МИ ПИРАТ

Для изготовления самодельного металлоискателя необходимо заранее приготовить несколько предметов – это поисковый круг с катушкой, электронный блок управления и штанга-держатель.

Поисковый круг

Его можно вырезать из строительной фанеры, пластика либо другого диэлектрического материала. Круг представляет собой обод ø 180 – 210 мм с обвитым на нём обмоточным проводом (24 – 25 витков) ø 0,5 мм. Для увеличения дистанции обнаружения, поисковый контур делают ø 260 – 270 мм и обматывают таким же проводником в количестве 21- 22 витков.

Рекомендуемые размеры поискового круга и параметры провода отражены в следующей таблице.

Диаметр датчика (круга), мм	Количество витков, шт.	Ø сечения провода, мм
120	36	0,40
150	31	0,40
175	28	0,40
200	26	0,40
250	22	0,40
300	20	0,50
400	17	0,50
500	15	0,50

Штанга-держатель

В качестве этой детали используют любой диэлектрический длинномер. Это может быть деревянный держатель огородного инструмента, швабры или полимерная трубка. На нижнем конце штанги крепят поисковый круг. Вверху часто крепят корпус электронного блока управления. Длину штанги определяет сам хозяин оборудования – соответственно его росту.

Блок управления

Для корпуса электронного блока используют различные коробчатые изделия из пластика. Главное, чтобы в корпусе свободно, но в то же время компактно могла поместиться схема прибора и элементы питания. Начинка электроники собирается на основе транзисторов и микросхем.

Конструкция и принцип работы прибора

Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.

Принцип работы металлоискателя

Приборы, работающие по принципу «прием-передача», регистрируют отраженный (переизлученный) от металлического предмета сигнал. Этот сигнал появляется из-за воздействия на металлический предмет переменным магнитным полем, которое генерируют катушки металлоискателя. То есть в конструкции устройств этого типа предусмотрено наличие двух катушек, первая – передающая, вторая – приемная.

Схема металлоискателя

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

простота конструкции;
большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
технологические сложности при производстве изделия.

Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.

Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.

Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.

Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.

Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.

Устройство настраивают своими руками так, чтобы генерируемые частоты совпадали или по крайней мере были близки. Как только, в зону действия попадает металл, происходит изменение заданных параметров и частота изменяется. Разность частот может быть зарегистрирована разными способами, начиная от наушников и заканчивая цифровыми методами.

Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.

Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.

Конструкция металлоискателя

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.

Разновидности микросхем металлоискателя ПИРАТ

Из всех известных схем самодельных металлоискателей известны конструкции, собранные на следующих элементах:

Ne 555

Основным управляющим компонентом схемы является микросхема Ne 555. В качестве аналога может быть использована микросхема отечественного производства КР1006ВИ1.

Вариант печатной платы на Ne 555

На транзисторах

Взамен микросхемы Ne 555, некоторые авторы предлагают собирать схему электронного управления металлоискателя на транзисторах.

Вариант печатной платы металлодетектора на транзисторах

Tl 0722 и Ne 555

Электронный блок металлоискателя Пират собирают на двух микросхемах. Это значительно упрощает схемотехнику прибора.

К561la7

Основой схемы МИ является микросхема К561la7. Микропроцессор состоит из 4 секторов. Первые два излучают фон определённой частоты, 3-й элемент обнаруживает отражённый сигнал от искомого металлического предмета, а 4-й сектор производит сравнение уровня выходной и приёмной частоты.

Разные значения этих параметров вызывают подачу сигнала через усилитель на динамик прибора. Питание электронного блока осуществляется за счёт батарейки типа крона. Её ёмкости хватает на пользование устройством в течение длительного времени.

Комплектующие элементы сборки электронной схемы металлоискателя Пират на К561la7

Конденсаторы часто используют бывшие в употреблении, но нужно обязательно проверять их ёмкость. Хорошо подходят керамические элементы. Для изготовления схемы потребуются детали: 100 мкФ – 1шт.; 1000 пФ – 3 шт.; 22 пФ – 2 шт.; 300 пФ – 1 шт.
Бывшие в употреблении постоянные резисторы также применяют, извлекая их из старых схем. Они много лет сохраняют свои качественные характеристики. 22 Ом – 1 шт.; 1 кОм – 1 шт.; 4,7 кОм – 1 шт.; 10 кОМ – 1 шт.; 470 кОм – 1 шт.
Переменные резисторы лучше купить в электротехническом супермаркете или на радиорынке: 1,5 кОм – 1 шт., 20 кОм – 1 шт.
Микросхема К561la7 заключена в защитном корпусе формата DIP. Ножки нумеруют от выемки на корпусе микросхемы, начиная отсчёт против часовой стрелки.
Транзистор КТ-315 можно заменить на КТ3102, ВС546, или на схожие по характеристикам низкочастотные аналогичные элементы. Смотря на лицевую часть транзистора, различают выводы, справа налево – эмиттер, коллектор и база.
Диод можно выбрать из таких радиодеталей как: кд522Б, кд105, кд106.Перед пайкой диод нужно прозвонить для того, чтобы точно отличить анод от катода.
В качестве сигнализатора можно использовать наушники mp 3 плеера либо что-то подобное.
Питание – батарейка типа крона 9 в. и контактная группа.

Металлоискатель подводный своими руками

Модель подобного типа в заводском исполнении стоит немалых денег. Сделать его своими руками – заманчивая перспектива. С его помощью на морском дне среди валунов и гальки вполне можно найти обронённые ценные предметы – кольца, цепочки из золота и серебра и прочее. С помощью таких приборов найдено много артефактов немалой стоимости.

Схемы строения электронных блоков применяют те же, что и для сухопутных собратьев, но с некоторыми особенностями. Здесь требуется обеспечение полной герметичности устройства. Катушку покрывают герметичными изоляционными материалами, вплоть до применения эпоксидной смолы.

В качестве корпуса используют ПВХ трубы малого диаметра. Трубы выполняют две функции одновременно – корпуса электронного блока и штанги-держателя.

В трубу помещают электронную схему с разъёмами для подключения питания и сами батарейки. На оголовке разъёмов закрепляют переменный резистор – для изменения чувствительности

Очень важно сделать герметичную закупорку торцевого отверстия трубы таким образом, чтобы винт пробки входил в соединение с головкой переменного резистора.

В качестве сигнализаторов обнаружения металлов применяют световые индикаторы – светодиоды. Запитывать их приходится от встроенного динамика внутри корпуса. При попадании в поле катушки искомого металла, световые индикаторы реагируют своим свечением.

Некоторые умельцы изготавливают модели с внешним управлением устройства с помощью магнита. Проводя магнитом по корпусу металлодетектора, меняют режим работы прибора.

Способы усовершенствования лопаты для огорода: сначала разметка

Модернизация лопаты для огорода начинается с рабочей плоскости. Укорачивать ее не стоит, а вот ширину можно уменьшить. Для этого выполняем следующие действия:

Разметочным штангенциркулем ШЦ-ІІ наносим риски на уровне плечиков, отступив от наружного края с каждой стороны по 13,5 мм.
Уменьшив раствор губок штангенциркуля на 5 мм, наносим риску в нижней части лопаты там, где ровный край переходит в закругление.
С помощью металлической линейки точки, отмеченные с каждого края лопаты, соединяем линией.
Выполняем разметку, придающую листовидному лезвию лопаты полукруглую форму.
На заточном станке обтачиваем края лопаты до разметочных линий. Но не затачиваем лопату.