За счет своих электрических или магнитных волн, металлодетектор, или как его еще называют металлоискатель, способен различать и реагировать на металлические предметы скрытые в другой среде. Данный прибор, является незаменимым помощником для службы досмотра, экологов, строителей, для «добытчиков золота» и многих других специальностей. Средняя цена металлоискателя в Российской Федерации варьируется от 15-60 тысяч рублей. Эта статья рассчитана для тех, кто не хочет переплачивать, желает самостоятельно разобраться в устройстве, и сделать металлодетектор своими руками.
Содержание
Металлоискатель, его устройство и принцип работы
Принцип работы металлоискателя сложный только на словах. Суть его заключается в образовании магнитных полей с помощью электрического напряжения, когда эти самые волны встречают на своем пути металлические предметы, аппарат издает сигнал, уведомляя о находке. Для новичков, не сталкивавшихся еще с подобными «изобретениями» это кажется довольно сложно, однако если внимательно следовать инструкции, на деле окажется все намного легче. И немного разобравшись, можно будет с легкостью создать прибор, для нахождения старинной монеты на глубине 30 см под землей.
Катушка
Для того чтобы создать магнитное поле, необходимо чтобы ток, прошел именно через бунт (связку, намотку) медной проволоки с нейлоновой изоляцией. Ее наматывают на пластиковую катушку несколько раз. Затем обматывают полиэстеровой, прочной упаковочной лентой. Это нужно для того, чтобы проволока не смогла раскрутиться обратно. Если внутрь бобины (специальная катушка) поместить чистое железо, магнитное поле значительно усилится, такой метод обычно применяют для охранных металлодетекторов.
Электронная схема
Работа системы полностью зависит от электронной схемы, это мозг прибора. Оставшийся кусок медной проволоки припаивают к печатной плате, другой выход платы подсоединяют электрическими проводками к датчикам: светодиодам, вибраторам, динамикам. В случае столкновения магнитных волн с металлом, электрический сигнал поступит от катушки к индикаторам через плату. Пожалуй, это самая сложная часть создания прибора своими руками. Затем приспособление калибруют, настраивают, помещают в пластиковый защитный корпус.
Основные параметры
По своим свойствам металлоискатели делят на основные 3 группы: глубинные, подводные, грунтовые. По названию сразу понятно в чем их особенности. Хотя нередко, создают гибриды, например у грунтовых — водонепроницаемую катушку с корпусом. Естественно, такие будут стоить на порядок выше. Чтобы сделать металлодетектор самому, нужно четко представлять, для каких целей он будет использоваться, исходя из этого есть общие параметры прибора:
- Глубина действия под землей, у каждого прибора есть своя «проникающая способность». Конечно это также зависит от плотности, рода грунта, наличия в ней камней, но это уже второстепенное.
- Диаметр зоны поиска, вы должны сразу для себя определить, какой диапазон будет оптимален, и от этого отталкиваться, выбирая, или собирая металлоискатель.
- Чувствительность прибором металла. Здесь и возникает вопрос, с какой целью будет использоваться аппарат: для кладоискателей, мелочь будет только мешать, а вот для охотников за потерянными украшениями на пляже, важно не упускать ничего, даже самую мелочь.
- Избирательность металла. Есть приборы которые реагируют только на определенные драгоценные сплавы.
- Мощность и энергосбережение, стандартная характеристика любого беспроводного устройства.
- У совсем новых моделей, есть такая особенность как «дискриминантность», позволяющая выводить на табло устройства примерную глубину, расположение, сплав металла.
Глубина обнаружения
В среднем, глубина поиска у металлоискателя составляет от 1 до 100 сантиметров. Разные модели, имеют разную точность и глубину действия. В основном диапазон видимости зависит от размера катушки, чем она больше, тем глубже вы сможете заглянуть. И самая первая ошибка большинства новичков, не зная зачем, не зная для чего, они выбирают металлоискатель с наибольшей глубиной исследования. В среднем, старинные монеты зарыты на 30-35 сантиметров, а утерянные драгоценные украшения еще ближе к поверхности. К тому же, чем больше глубина, тем больше погрешностей и ошибок. Можно вырыть 10 ям глубиной в 1 метр, за тоже время найти действительно что то ценное практически на поверхности, абсолютно не утруждаясь.
Частота работы
Как и любое устройство, металлодетектор имеет взаимосвязь своих комплектующих. Используя прибор на полную мощность, вы увеличиваете энергозатратность батареи. Если рассмотреть металлоискатель в целом, то можно сделать вывод, что все его комплектующие габариты и функциональность зависят от частоты генератора. Это пожалуй, самое главный критерий оценивания, по которой их классифицируют:
- Первый вариант совершенно не любительский — сверхнизкочастотный. Без определенной компьютерной поддержки он не сможет работать. Вслед за катушкой должна следовать специальная машина, которая будет не только обрабатывать сигнал оператору, но и подавать заряд, по причине немалой энергозатратности. Его диапазон составляет менее 100 Гц.
- Второй вариант также не является простым бытовым прибором — низкочастотный. Диапазон варьируется от 100 Гц до 10 кГц. Также требует большие энергозатраты, в основном рассчитаны на поиск черных металлов глубиной до 5 метров. Требует компьютерной обработки сигналов, но даже при его помощи, имеет большую погрешность в распознавании сплава и его объема на больших глубинах.
- Универсальные, более сложно-устроены, компактные — высокочастотные металлоискатели. С помощью такого устройства можно найти металл 1,5 метра глубиной. Имеет среднюю помехоустойчивость, но хорошую чувствительность, на небольшой глубине, есть возможность определить сплав и размеры металла, с довольно хорошо точностью. Имеет диапазон до 30 кГц.
- Радиочастотные металлодетекторы, их наверное видел каждый, стандартный прибор подходящий для устремленных любителей. Имеет отличную дискриминацию глубиной до 0,5 метра. Если грунт не имеет магнитных свойств, например песок, или рядом нет радио или телестанции, то это просто отличный универсальный аппарат.Его энергозатратность по сравнению с представителями выше очень мала. А его полная эффективность будет также зависеть от его комплектующих, во многом от катушки.
Сборка металлоискателя своими руками
В простор интернета большое количество схем, видео, форумов, советов по сборке металлодетектора. И среди множества отзывов, есть много отрицательных по поводу аппарата собственного производства. Многие пишут, что у них не получилось, не работает, что лучше купить нежели потратить кучу времени… Ответить на подобные комментарии очень просто: если задаться целью, и подойти к вопросу серьезно, то производство собственными руками, окажется намного лучше заводских металллодеткоров. Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам.
Возможно ли сделать металлоискатель своими руками?
Человеку, который хотя бы на школьном уровне знает и интересуется физикой и электроникой, подобная задача не составит особого труда. И дело останется лишь за подбором качественных материалов. Но и новичкам не следует отступать, шаг за шагом, следуя по инструкции, добавив немного упорства, все непременно получится.
Самостоятельное изготовление печатной платы
Самый сложный этап в сборки детектора — изготовления печатной платы. Так как это мозг всей конструкции, и без нее прибор просто не будет работать. Возьмем для начала самую простую технологию изготовления — Лазерно-утюжную.
- Изначально нам понадобится схема, конечно в интернете их огромное количество. Но если человек задался целью сделать все сам, на помощь придет специальная программа Sprint-Layout, которая поможет вам ее разработать.
И так, имея готовый схематический рисунок платы, мы распечатываем ее при помощи лазерного принтера, это важно, на фотобумаге. Многие рекомендуют использовать небольшую плотность бумаги, чтобы лучше проявились детали. - Приобрести кусок текстолита, найти его будет не трудно, и подготовить его должным образом:
1) Вырезаем ножницами по металлу (или ножом по металлу) из куска текстолита заготовку по нужным нам размерам и параметрам соответствующие распечатки.
2) Затем нужно хорошенько очистить заготовку от верхнего слоя, используя наждачку. Идеальный результат — равномерный зеркальный блеск.
3) Смачиваем кусочек тряпки в спирте, ацетоне, или другом растворителе, и тщательно протираем. Это требуется для того чтобы обезжирить и очистить наш заготовочный материал. - После проделанных процедур, мы помещаем на текстолит фотобумагу с напечатанной схемой, и разглаживаем горячим утюгом, чтобы произошел перевод рисунка. Затем следует медленно погрузить заготовку в теплую воду, и очень аккуратно и, внимательно, не смазывая рисунка, снять бумагу. Но даже если контур немного смазался, не беда, можно подправить его с помощью иголки.
- Когда плата немного подсохнет, наступает следующий этап, для которого нам понадобится раствор медного купороса или же хлорного железа.
Для приготовления данного раствора нужно приобрести порошок хлорного железа (FeCl3). В радиомагазине он стоит совсем копейки. Разводим данный порошок с водой, в соотношении 1 к 3. Вода должна быть не горячей, а посуда не должна быть из металла.
Погружаем нашу плату в раствор на некоторое время, в зависимости от толщины материала и внешних условий, определенного времени нет. Если помешивать периодически раствор, процесс пройдет быстрее и качественнее. - Вынимаем плату, промываем под проточной водой, снимаем тонер спиртом или любым другим растворителем.
- При помощи дрели делаем отверстия для деталей там, где они необходимы по схеме.
Более подробно с данным методом можно ознакомиться в нашей статье: Как изготовить электронную печатную плату в домашних условиях.
Монтаж радиодеталей на плату
На данном этапе требуется снабдить плату всеми необходимыми радиодеталями. Не стоит пугаться сложных названий, неизвестных комбинаций цифр и букв. Все детали подписаны. Просто нужно найти подходящие, купить их, вмонтировать на свое место.
Вот пример достаточно простой, но эффективной в использовании схемы -ПИРАТ
И так, начнем:
- В качестве главной микросхемы вполне можно взять недорогую КР1006ВИ1, или же ее различные иностранные аналоги, например — NE555, она использована на предоставленной выше схеме. Для установки схемы на плату необходимо запаять перемычку между ними.
- Следующим шагом, устанавливаем усилитель, например К157УД2, который также указан на схеме выше. Кстати говоря, порывшись в старых советских приборов можно найти эту и множество других деталей.
- Затем мы устанавливаем два SMD компонента (они выглядят как маленькие кирпичики) и монтируем резистор МЛТ С2−23.
- Установив резистор, нужно остановить два транзистора. Очень важный момент для новичков: структура первого должна соответствовать NPN, а другого PNP. Идеально для данного прибора подойдут BC 557 и BC 547, но поскольку их не так легко найти, можно использовать различные иностранные аналоги. А вот полевым транзистором хорошо подойдет IRF — 740, или любой другой с такими же параметрами, в данном случае это не важно.
- Последним этапом будет монтаж конденсаторов. И сразу совет: лучше всего выбирать с самыми низким значением TKE, это значительно улучшает терморегуляцию.
Изготовление катушки
Как уже писалось ранее, изготавливая самодельную катушку, необходимо намотать приблизительно 25-30 витков проволоки ПЭВ, если ее диаметр составляет 0,5 миллиметра. Но лучше всего, тестируя устройство в деле, подбирать и изменять количество витков, для достижения желаемого результата.
Каркас и дополнительные элементы
Чтобы распознавать находку прибора, можно использовать любой динамик с сопротивлением ноль Ом. В качестве энергопитания можно использовать аккумулятор или простые батарейки с общим напряжением больше 13 вольт. Для большей устойчивости и электрического равновесия схемы, монтируется стабилизатор на выходе. Для схемы пират, идеальным типом напряжением будет L7812.
Убедившись в работе металлоискателя, включаем фантазию и создаем каркас, который будет прежде всего удобный оператору. Есть несколько дельных советов, по созданию корпуса:
- Плату необходимо защитить поместив ее в специальную коробку, крепко закрепив ее в неподвижном состоянии. Саму коробку размещаем по удобству на каркасе.
- При создании корпуса необходимо учесть один момент: чем больше металлических предметов будет присутствовать в конструкции, тем менее чувствителен станет аппарат.
- Для обеспечения прибора всякими удобствами, типа подлокотника, можно использовать кусок распиленной водопроводной трубы пополам. Ниже прикрепить резиновую ручку. А на самой верхней части соорудить какой-нибудь дополнительный держатель.
Схемы самых популярных металлоискателей
Схема Бабочка
Схема Кощей
Схема Квазар
Схема Шанс
Загрузка...