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
Главным преимуществом, которым обладают импульсные аппараты для поиска предметов из цветного металла, считается то, что довольно просто соорудить катушку для металлоискателя из витой пары. Оснащенные достаточно простой катушкой данные приборы обладают отличными показателями обнаружения. В данной статье будет описана подробная инструкция создания катушки из витой пары для металлоискателя Пират , благодаря которой вы сможете самостоятельно сделать данную конструкцию. Благодаря этому вам не нужно будет приобретать ее на радиорынке за довольно внушительную сумму. В процессе работ понадобятся стандартные элементы, которые наверняка имеются в наличии у каждого электронщика. Катушки, которые созданы нижеизложенными простыми методами, могут использоваться почти со всеми импульсными аппаратами, которые пользуются сегодня большой популярностью.
Катушка для импульсного металлоискателя из витой пары
Из витой пары проводов имеется возможность соорудить замечательный датчик, который является незаменимой составляющей для импульсного прибора. Подобная катушка будет обладать глубину поиска, составляющей больше полутора метра. Данная конструкция отличается хорошей чувствительностью различным изделиям небольшого размера, к которым относятся золотые украшения, мелочь и тд. Для того, чтоб сделать такую катушку, вам нужно предварительно приготовить провод витая пара, которые без проблем можно приобрести везде, где продаются радиоприборы. Провод сделан из четырех свитых пар без наличия экрана, очень важно, что-бы он бым медным,а не биметаллическим
Для того, чтоб изготовить подобную катушку, вам необходимо
следовать данной инструкции:
·
Сделать
отрез провода, длина которого составляет 2,7 метра.
·
Наметить
ровно половину отрезка. После этого следует также отмерить с каждого конца по
41 см.
·
Согласно
сделанным меткам нужно сделать кольцо из данного провода и произвести фиксацию с
использованием обычного скотча или клейкой ленты.
·
Концы
будущей катушки следует немного отогнуть внутрь.
· Далее следует тщательная зачистка изоляции проводов, после чего понадобиться спаять эти провода в таком порядке:
· После вышеуказанной процедуры необходимо произвести изоляцию спаек с использованием специальных термотрубок или клейкой ленты.
·
Для
того, чтоб сделать вывод изготавливаемой катушки, нужно взять провод 2*0.75 миллиметра,
который находится в резиновой изоляции и имеет длину 1,2 метра, после чего припаять
его к другим концам будущей катушки. После этого также необходимо заизолировать
провода.
·
Следует
определиться с наиболее подходящим корпусом катушки. Вы вполне можете приобрести
заводское изделие.Также подойдет обычная тарелка, выполненная из пластика.
·
Катушку
нужно вложить в корпус и произвести фиксацию элементов с использованием
термоклея. Спайки и провода также нужно будет зафиксировать.
·
На
следующем этапе предстоит заклеить корпус. В том случае, если вы использовали
не готовый корпус, а тарелку из пластика, то для придания большей жесткости
необходимо ее заполнить эпоксидной смолой. Предварительно нужно все-таки
провести пробное испытания функциональности, ведь после того, как вы все
склеите, внести поправки у вас не выйдет.
·
Для
того, чтоб закрепить катушку к штанге вы можете использовать заводской
кронштейн или придумать аналог самостоятельно, тут все зависит от вашего
выбора.
·
После
припаивания разъема ко второму концу провода катушка будет полностью готовой к использованию.
Ничего не значащие названия для непосвященного человека: бабочка, эллипс, «снайперка» - всегда привлекают внимание искателя ценных металлов. Катушки металлоискателей могут целиком испортить поездку на раскопки или наделить своего обладателя положительными эмоциями и ценными находками.
Катушка - это перископ, только все наблюдения происходят под землей. У каждого металлоискателя имеется своя штатная катушка, и начинающему копальщику на первое время ее достаточно. Но потом, для получения лучшего результата поиска, потребуется иметь несколько видов разных катушек в своем арсенале.
Поисковые катушки
Не существует универсальной катушки для металлоискателя. Для каждого конкретного места выезда необходимо особое устройство, чтобы поиск был успешным. Всегда следует помнить, что немалое количество кладоискателей ходит по тем же районам, что и вы, и найти укромное место становится трудно. Необходима такая катушка, которая смогла бы заметить то, что не сумели найти конкуренты. При ее выборе следует учитывать:
- расположение места, где будет производиться поиск;
- вероятные находки;
- наличие мусора;
- минерализация почвы.
Катушки металлоискателя больших размеров, покрывающие обширную зону, в местах с множеством мусора не принесут удовольствия в поиске. А маленькими «снайперками» работать в таком месте удобно. Критериями катушек для поиска являются:
- величина размера - маленькая, средняя, большая;
- вид формы - бабочка, эллипс, круг;
- частота (число волн, которые посылаются в грунт для нахождения металла) - высокая для нахождения маленьких целей, низкая - для крупных.
Какую катушку купить?
Приобретение катушки, как и самого металлодетектора - дело ответственное. Типовые модели, которые идут в комплекте с металлоискателем, прекрасно подходят для начала, но в дальнейшем, чтобы работать на разной местности, потребуются их вариации. Необходимо определиться с местом поиска, чтобы выбрать соответствующий размер и форму катушки.
В идеальном случае следует иметь несколько разных, чтобы всегда быть в полной готовности, так как за день возможно поменять несколько мест поиска. Устаревший детектор необязательно заменять на новый, дешевле приобрести катушку для него. Надежнее купить изделие той же марки, что и металлоискатель, или у того производителя-партнера, который рекомендован поставщиком. При покупке не забудьте обратить внимание на гарантийное обслуживание.
Металлоискатель Garrett ACE 250
Этот металлоискатель является безусловным лидером на российском рынке. У прибора надежная схема, качественное исполнение, отличное сочетание цены с поисковыми характеристиками. Он прекрасно проявил себя среди широкого круга поисковиков. Выпускает детектор американская компания Garrett, которая является ведущей фирмой. Следующие дополнительные функции отличают его от ранее выпущенного :
- Пинпойнтер. Он дает наиболее верную информацию о нахождении находки под землей. А это помогает избежать рытья больших котлованов и сберечь силы и время.
- Широкая шкала дискриминации. Металлоискатель содержит 12 секторов независимых друг от друга для определения металла. В зависимости от алгоритмов в них поступает информация о форме, материале, проводимости предмета. Для сравнения: предыдущий детектор Garrett ACE 150 содержал всего 5 секторов. Это означает, что каждый сигнал нового прибора более информативен.
Принцип действия простого металлоискателя Garrett ACE 250 дает возможность любому человеку, не имеющему никакого опыта, быстро научиться им пользоваться и получать наслаждение от хобби. Именно этот детектор, как самый простой в использовании, среди поисковиков получил большую популярность.
Описание прибора Garrett ACE 250
Прибор изготовлен по современным технологиям, аналогичным тем, которые используются в более дорогих моделях. Он просто настраивается и управляется, имеет высокую чувствительность, быстро реагирует на цель. Металлоискатель Garrett обладает возможностью искать в режиме «все металлы» и «дискриминации», которая позволяет выбрать тип нужного металла (серебро, медь, золото), а не вырывать мусор из железа. Вес прибора немного больше килограмма, он комфортно лежит в руке, и с ним удобно работать. Металлоискатель содержит следующие режимы:
- любые металлы;
- только ювелирные изделия;
- реликвии;
- все монеты;
- пользовательский.
Используя режимы простого металлоискателя, пользователь может быстро и удобно вести поиск определенных предметов, отсеивая ненужные сигналы. Кроме этого, оператор может указать свой режим работы.
Виды катушек
Катушка для металлоискателя имеет две петли:
- Передающая - производит электромагнитное поле.
- Принимающая - следит за изменениями поля. Поле начинает деформироваться, когда металлический предмет попадает под катушку. Возникшие искажения позволяют оператору начинать поиск предмета.
Катушки бывают следующих видов:
- Концентрическая. Петли (принимающая и передающая) разносятся как можно дальше друг от друга. В результате этого создается симметричное поле, что позволяет лучше разделить находки, которые лежат рядом, за одну проводку. Поле имеет форму конуса. Концентрическая катушка металлоискателя рассчитана на всю совокупность существующих находок. Они подвержены влиянию повышенной минерализации грунта.
- Моно. Ее используют на импульсном металлоискателе. Принимающая и передающая петли расположены рядом. Обладает теми же свойствами, что и концентрическая.
- Imaging. Особенность этой катушки - дополнительная принимающая петля. Это позволяет детектору наиболее точно определить находку.
- DD. Катушка используется для поиска цветных металлов. Она обладает хорошей чувствительность на небольшие находки. Поле катушки имеет форму плоского ведра, что обеспечивает одинаковую видимость на разной глубине. Неподвластна воздействию высокой минерализации почвы.
Форма катушек
Катушки металлоискателя по форме различаются на:
- Эллипсоидные. Они хорошо разделяют цели, расположенные рядом. Точность режима пинпоинт на катушках в форме эллипса выше, и они позволяют искать предметы на загрязненных участках.
- Круглые. Эти катушки позволяют определить предмет на большей глубине, чем эллипсоидные.
Катушка для металлоискателя своими руками
Сделать катушку самостоятельно не составляет большого труда, так как не требуется большой точности при изготовлении.
- Для намотки катушки потребуется оправка. Для этого берут дощечку и рисуют на ее поверхности круг или латинскую букву D. По периметру фигуры набивают небольшие гвоздики.
- Для передающей катушки взять небольшой длины медную проволоку, диаметр которой 0,45-0,6 мм, и обмотать оправку 25 раз. Приемную катушку для делают аналогично, только медную проволоку берут диаметром 0,2 мм.
- Витки перевязать ниткой через каждые полтора сантиметра и снять с оправки.
- Сделать пропитку витков, используя эпоксидную смолу или лак.
- Изделие хорошо просушить в течение суток.
- Катушки обмотать изолентой или лентой ФУМ.
- Сделать экранирование изделий, обмотав их тонкой фольгой.
- Сверху фольги намотать провод без изоляции, желательно луженый для улучшения электропроводности.
- Корпус катушки металлоискателя можно изготовить из пенопласта или пенополистирола. Для прочности его внешнюю и внутреннюю поверхность армируют.
- Сделать канавки катушки, используя шарошку. Глубина канавок должна быть такой, чтобы после их погружения сверху была возможность залить катушки эпоксидной смолой.
Итак, самодельная катушка для металлоискателя готова и помещена в корпус.
Быстрая починка катушки
Иногда, неудачно махнув прибором, можно ударить катушкой по камню или корням деревьев. Металлоискатель начинает «кричать», а на катушке появляется скол. Такой дефект необходимо залить эпоксидной смолой, и детектор еще будет исправно работать. Бывалые поисковики советуют в строительном магазине купить эпоксидную смолу в виде карандаша или двух шприцев и всегда носить с собой. При появлении скола залить его клеем и через несколько часов продолжить поиск. Самое важное, надо выждать определенное время, чтобы смола застыла. Лучше всего ремонт катушки металлоискателя произвести вечером, а утром место скола обмотать изолентой для дополнительной защиты, и можно работать.
Для более быстрого ремонта можно использовать суперклей. Он застывает значительно быстрее. В рюкзаке у искателя кладов всегда должен быть тюбик суперклея, полоски от велосипедной камеры (несколько штук) и медицинский жгут. Заметив скол, надо аккуратно извлечь из него грязь, капнуть несколько капелек клея, минуты через две данное место туго затянуть жгутом, захватив и неповрежденные места катушки, и наклеить полоску камеры на этот же клей. Это, конечно, временный ремонт, но он позволяет пользоваться металлоискателем еще дня два. Дома катушку можно отремонтировать более тщательно. Для сохранения изделия в надлежащем виде можно купить защиту на катушку металлоискателя или сделать ее самостоятельно из подручных средств, например, обмотать ее изолентой или плотной тканью, прикрепить к наружной поверхности дно пластмассового ведра.
Заключение
Не следует спешить менять металлоискатель, если он еще не устарел технически, располагает несколькими частотами обнаружения и есть настройка на почву.
Незначительные дополнения дадут возможность увеличить его чувствительность и глубину обнаружения предметов.
Металлодетектор используют при поиске предметов с определенными электромагнитными характеристиками, а именно металлов. В профессиональной деятельности данный прибор используется службами, проводящими досмотр, археологами, геологами и профессиональными кладоискателями. Помимо этого, прибор, обнаруживающий металлы, часто применяют в строительстве, например, для обнаружения арматуры, проводки и профилей в стенах.
Профессиональное оборудование имеет очень существенный недостаток — очень высокую стоимость , которая варьируется в зависимости от глубины обнаружения, типа интерфейса и функции распознавания металла.
Потребность в наличии металлоискателя возникает и у обычных людей. Зачастую это те, кто решил попробовать себя в роли кладоискателя. В отличие от профессионалов, которым оборудование или предоставляется организацией, начинающие любители не всегда хотят приобретать дорогой прибор. Это обуславливается тем, что такая покупка не будет использоваться для профессионального применения и вряд ли себя реализует.
Для любителя, который только начинает работу с данными аппаратами, может подойти собранный самостоятельно металлоискатель. Самодельные приборы относительно простые в изготовлении, в интернете есть много подробных инструкций. Металлоискатель своими руками может собрать любой человек при наличии желания и требуемых в сборке компонентов; и их сборка под силу даже тем, кто слабо разбирается в радиомонтаже. Самодельные приборы могут обладать как относительно слабыми характеристиками, так и не уступать фирменным дорогим товарам. Перед тем как собирать прибор, нужно знать его устройство и разновидности.
Для того чтобы понимать, какой именно металлодетектор нужно собирать, необходимо определиться с перечнем проводимых работ, а также тем, какие именно металлы будут целью поиска. Внешне похожие приборы для поиска золота и проведения строительных работ отличаются по конструктиву и техническим характеристикам. Существуют следующие общие параметры поисковых устройств:
Дискриминация поиска может происходить по трем вариантам:
- Пространственная, которая указывает на размещение найденного объекта в зоне электромагнитного поля, а также его глубине нахождения.
- Геометрическая, показывающая размеры и форму найденного объекта.
- Качественная, определяющая то, какими свойствами обладает найденный материал.
Диапазон рабочих частот
Металлоискатели работают в определенном диапазоне частот:
- Сверхнизко частотные, до нескольких сотен Гц. Мощные металлоискатели, требующие высокого напряжения, внушительные габариты, и компьютерная расшифровка сигнала делают денные приборы непригодными для любительского применения.
- Низкочастотные, до нескольких кГц. Достаточно простые схемы и конструкция, хорошая помехоустойчивость и малочувствительны к грунту. Обладают проницанием в зависимости от подаваемого вольтажа, вплоть до 5 метров. Острее всего реагируют на черные металлы и железобетонные конструкции.
- Повышенной частоты, до десятков кГц. Обладают более сложными схемами, но менее требовательны к катушкам. Относительная помехоустойчивость и глубина обнаружения до полутора метров. Очень плохо работают во влажных и минеральных грунтах.
- Радиочастотные, применяются для поиска цветных металлов, например, золота. Глубина обнаружения меньше метра в сухих почвах, очень критичны к конструкции и качеству применяемых катушек.
Классификация по виду поиска
Существует много методов поиска, но многие из них применимы только в профессиональной деятельности, и нереализуемы в самодельных устройствах. К более применимым в домашних условиях можно отнести:
- Без приемника (параметрический).
- На биениях.
- Накопление фазы.
- Приемо-передающий.
Параметрический металлоискатель
В данных приборах нет приемной катушки и приемника, и обнаружение объекта происходит за счет его влияния на катушку генератора, изменение ее параметров, таких как частота и амплитуда вырабатываемых колебаний, фиксируется разными возможными способами. Достаточно просты в сборке и обладают относительно высокой помехоустойчивостью. Чаще используются как магнитодетекторы ввиду слабой чувствительности.
Приемо-передающее устройство
Прибор состоит из передающей и принимающей катушек, передатчика ЭМ колебаний, а также может оснащаться дискриминатором, который будет обнаруживать только определенные металлы.
Катушка создает электромагнитное поле
; если в ее зоне окажутся материалы, обладающие отличным электромагнитным полем, то приемник улавливает их, и подает звуковой сигнал об обнаружении. Если обнаруживается объект не обладающий электропроводными свойствами, но имеющий ферромагнитные характеристики, то он исказит электромагнитное поле за счет экранирования.
Данные приборы добиваются лучшей производительности в своем рабочем частотном диапазоне, но их самостоятельное изготовление требует качественной системы катушек, которые должны идеально располагаться относительно друг друга.
Приемо-передающий металлодетектор с одной катушкой называют индуктивным. Его создание проще за счет того, что не нужно подбирать катушки, но требуется разделять вторичный слабый сигнал относительно излучаемого первичного.
Фазочувствительный прибор
Данные металлодетекторы представлены импульсными с одной катушкой или приборами с двумя катушками, на каждую из которых воздействует отдельный генератор.
В случае с импульсным фазочувствительным металлоискателем, излучаемые импульсы при столкновении с искомым металлом задерживаются, и во время нарастающего сдвига фаз дискриминатор срабатывает и подает сигнал. Чем ближе прибор к объекту, тем чаще становятся сигналы. На этом принципе работает популярный самодельный металлоискатель «Пират» с дискриминацией металлов.
Принцип работы прибора с двумя катушками основан на том, что электромагнитные поля двух катушек синхронизируются и работают в такт; а при искажении поля происходит рассинхронизация, и дискриминатор начинает издавать сигналы. Этот вид прибора проще изготовить, чем одно катушечный, но глубина возможного обнаружения снижается.
На принципе гармоники
В данном приборе конструктивно находятся две катушки: рабочая и опорная. Опорная колебательная катушка маленькая, защищенная от посторонних наводок, или стабилизирована резонатором. Частота рабочей поисковой катушки зависит от наличия искомых предметов в зоне излучения.
Перед началом поисков они настраиваются на совпадение частот и, как следствие, однотонного звука. Изменение тональности означает попадание металлических предметов в зону электромагнитного поля, и от уровня изменения определяют размер и глубину предмета.
Катушки металлоискателя
Главным требованием к качеству самодельных приборов является грамотное изготовление катушки и ее надежное экранирование .
При создании прибора, схему прибора подгоняют под катушку до получения оптимальных значений. С неправильно подобранной катушкой металлоискатель если и будет работать, то с очень плохими характеристиками. В связи с этим при выборе варианта для изготовления нужно внимательно смотреть на описание катушки. Если оно недостаточно полное, лучше изготовить другой прибор.
Размер катушки также важен. Широкие глубже прозванивают грунт, но в случае обнаружения крупных предметов, их сигнал забьет потенциально нужные мелкие предметы. Также, чтобы увеличить глубину обнаружения, нужно иметь более широкую катушку.
Общепринято использовать катушки диаметром до 90 мм при поисках профилей и арматуры, до 150 мм на мелочевку, а диаметры до 600 мм для поиска крупногабаритного железа.
Будет идеально, если металлоискатель рассчитан на работу с катушками разных габаритов.
Помехоустойчивость
Катушки хорошо ловят различного вида наводки, и существует 2 распространенных способа повысить помехоустойчивость:
Корзинки
Данные катушки представлены плоским и объемным вариантами, они стабильны, менее чувствительны к наводкам, обладают высокой дискриминацией. Для новичка проще наматывать плоскую катушку.
В качестве ее оправки могут выступать компьютерные диски, тарелки и блюдца, а рассчитать обмотку можно самостоятельно. Объемный же вариант намотать без расчёта с применением компьютерных программ невозможно.
Простой металлоискатель своими руками
Данный вариант самодельного металлоискателя состоит из дешифратора сигналов, сигнального устройства и катушки. Для его сборки потребуются:
- Микросхема PIC12F675 или ее аналоги и программатор для прошивки.
- Резонатор на 20 мГц.
- Стабилизатор напряжения AMS1117.
- Конденсаторы на 15 пФ и 100 нФ керамические, электролитический на 10 мкФ и пленочный на 100 нФ.
- Резисторы 470 Ом, 10 кОм.
- Звуковой излучатель.
Пайка производится навесным или монтажным способом, для питания схемы требуется напряжение 9−12 В. Стабилизатор контролирует выходные 3,3 В.
Катушка наматывается на оправку 10 см проводом сечения 0,3 мм. Требуется плотно намотать 90 витков, и полученную конструкцию плотно обмотать скотчем и поместить в экран Фарадея.
Получается достаточно мощный металлоискатель для глубинного поиска, которому можно задать дискриминацию: при обнаружении черных и цветных металлов будет издаваться звук разной частоты.
Профессиональные металлодетекторы зачастую довольно дорогие и не по карману любителям. В интернете существуют схемы металлоискателей, некоторые из них можно собрать своими руками, не имея особых навыков радиомонтажа и профессионального оборудования. При желании можно собрать даже подводный металлодетектор, который будет одинаково работать как на суше, так и в воде.
Для того чтобы самостоятельно собранный прибор идеально выполнял все возможные требования, необходимо разбираться в конструкции металлоискателя, определиться с видом поисковых работ, которые будут проводиться с прибором после его сборки. Это поможет подобрать именно тот вариант исполнения металлодетектора, который необходим начинающему кладоискателю.
Clone PI-W и, вот, дело дошло до изготовления поисковой моно-катушки. А так как в настоящее время я испытываю некоторые финансовые затруднения, то передо мной стояла непростая задача - сделать катушку самому из максимально дешевых материалов.
Забегая вперед, сразу скажу, что с задачей я справился. В итоге у меня получился вот такой датчик:
Кстати говоря, получившаяся катушка-кольцо отлично подойдет не только для Clone, но и практически для любого другого импульсника (Кощей, Tracker, Пират).
Рассказывать буду очень подробно, так как дъявол зачастую кроется в деталях. Тем более, что коротких историй изготовления катушек в инете пруд пруди (типо, берем вот это, тут отрезаем, обматываем, склеиваем и готово!) А начинаешь делать сам и оказывается, что о самом важном упомянули вскользь, а кое о чем вообще забыли сказать... И получается, что все сложнее, чем казалось в самом начале.
Здесь такого не будет. Готовы? Поехали!
Задумка
Проще всего для самостоятельного изготовления мне показалась такая конструкция: берем диск из листового материала толщиной ~4-6 мм. Диаметр этого диска определяется диаметром будущей обмотки (в моем случае он должен быть равен 21 см).
Затем к этому блинчику с обоих сторон приклеиваем два диска чуть большего диаметра, чтобы получилась как бы шпулька для намотки проволоки. Т.е. такая сильно увеличенная по диаметру, но сплюснутая по высоте катушка.
Для наглядности попробую изобразить это на чертеже:
Надеюсь, основная задумка ясна. Просто три диска, склеенные между собой по всей площади.
Выбор материала
В качестве материала я планировал взять оргстекло. Оно отлично обрабатывается и клеится дихлорэтаном. Но, к сожалению, так и не смог найти его забесплатно.
Всякие колхозные материалы типа фанеры, картона, крышек от ведер и т.п. я сразу отбросил, как непригодные. Хотелось чего-то прочного, долговечного и желательно водонепроницаемого.
И тогда мой взор обратился к стеклоткани...
Ни для кого не секрет, что из стеклоткани (или из стекломата, стеклохолста) делают все, что душе угодно. Даже моторные лодки и бамперы для автомобилей. Ткань пропитывают эпоксидной смолой, придают ей нужную форму и оставляют до полного отвердения. Получается прочный, водостойкий, легкообратываемый материал. А это как раз то, что нам нужно.
Итак, нам нужно сделать три блинчика и уши для крепления штанги.
Изготовление отдельных частей
Блины №1 и №2
Расчеты показали, что для получения листа толщиной 5.5 мм нужно взять 18 слоев стеклоткани. Чтобы снизить расход эпоксидки, стеклоткань лучше заранее нарезать кружочками требуемого диаметра.
Для диска диаметром 21 см как раз хватило 100 мл эпоксидной смолы.
Каждый слой нужно тщательно промазать, а затем всю стопку положить под пресс. Чем больше будет давление, тем лучше - лишняя смола выдавится, масса конечного изделия станет чуточку меньше, а прочность чуточку больше. Я нагрузил сверху примерно сотню килограмм и оставил до утра. На следующий день получился вот такой блинчик:
Это самая массивная часть будущей катушки. Весит он - будь здоров!
Потом расскажу, как за счет этой запчасти можно будет ощутимо снизить массу готового датчика.
Точно таким же образом был сделан диск диаметром 23 см и толщиной 1.5 мм. Его масса - 89 г.
Блин №3
Третий диск клеить не пришлось. В моем распоряжении оказался лист стеклотекстолита подходящего размера и толщины. Это была печатная плата от какого-то древнего устройства:
К великому сожалению, плата была с металлизированными отверстиями, поэтому пришлось потратить какое-то время на их высверливание.
Я решил, что это будет верхний диск, поэтому проделал в нем отверстие под ввод кабеля.
Уши для штанги
Остатков текстолита как раз хватило на уши для крепления корпуса датчика к штанге. Выпилил по два кусочка на каждое ухо (чтобы было прочно!)
В ушах надо сразу же просверлить отверстия под пластиковый болт, так как потом будет очень неудобно этим заниматься.
Кстати, это крепежный болт для стульчака унитаза.
Итак, все составляющие нашей катушки готовы. Осталось все это склеить в один большой бутерброд. И не забыть завести внутрь кабель.
Сборка в одно целое
Сначала верхний диск из дырявого стеклотекстолита склеил со средним блинчиком из 18 слоев стеклоткани. На это ушло буквально несколько миллилитров эпоксидки - этого хватило, чтобы промазать обе склеиваемые поверхности по всей площади.
Монтаж ушей
С помощью лобзика пропилил пазы. В одном месте, естественно, слегка перестарался:
Чтобы ухи хорошо легли, сделал небольшой скос на краях пропилов:
Теперь надо было решить, какой вариант лучше? Уши-то можно поставить по-разному...
Катушки промышленного производства чаще сделаны по правому варианту, мне же больше нравится левый. Я вообще частенько принимаю левые решения...
По идее, правый способ лучше сбалансирован, т.к. крепление штанги оказывается ближе к центру тяжести. Но далеко не факт, что после облегчения катушки, ее центр тяжести не сместится в ту или иную сторону.
Левый способ крепления чисто визуально выглядит приятнее (ИМХО), к тому же в этом случае общая длина металлоискателя в сложенном виде будет на пару сантиметров меньше. Для того, кто планирует возить прибор в рюкзаке, это может оказаться важным.
В общем, я свой выбор сделал и приступил к вклеиванию. Обильно намазал бокситкой, надежно зафиксировал в нужном положении и оставил застывать:
После застывания, все торчащее с обратной стороны сошкурил наждачкой:
Ввод кабеля
Затем с помощью круглого надфиля подготовил канавки для проводников, завел соединительный кабель через отверстие и вклеил его намертво:
Для предотвращения сильных перегибов, кабель в месте ввода нужно было как-то усилить. Для этих целей я заюзал, невесть откуда взявшуюся у меня, вот такую резиновую фигнюшку:
Короче, настругал немного стеклоткани:
и круто замешал ее с бокситкой с добавлением пасты от шариковой ручки. Получилась вязкая субстанция, похожая на мокрые волосы. Таким составом можно замазывать любые щели без проблем:
Кусочки стекловолокна придают шпатлевке необходимую вязкость, а после застывания обеспечивают повышенную прочность клеевого шва.
Чтобы смесь как следует уплотнилась, а смола пропитала витки провода, обмотал все это изолентой в натяг:
Изолента должна быть обязательно зеленой или, на худой конец, синей.
После того, как все хорошенько застыло, мне стало интересно, насколько прочной получилась конструкция. Оказалось, что катушка спокойно выдерживает мой вес (около 80 кг).
На самом деле такая сверхпрочная катушка нам не нужна, гораздо важнее ее вес. Слишком большая масса датчика обязательно даст о себе знать болью в плече, особенно, если вы планируете вести длительный поиск.
Облегчайзинг
Чтобы уменьшить вес катушки, было решено выпилить некоторые участки конструкции:
Данная манипуляция позволила скинуть 168 грамм лишнего веса. При этом прочность датчика практически не уменьшилась, в чем можно убедиться благодаря данному видео:
Теперь задним умом понимаю, как можно было изготовить катушку еще немного легче. Для этого надо было заранее наделать больших отверстий в среднем блинчике (перед тем, как все склеивать). Что-то типа такого:
Пустоты внутри конструкции почти не сказались бы на прочности, но зато снизили бы общую массу еще грамм на 20-30. Сейчас, конечно, уже поздняк метаться, но на будущее учту.
Еще один путь облегчения конструкции датчика - уменьшить ширину наружного кольца (где уложены витки провода) миллиметров на 6-7. Конечно, это можно сделать и сейчас, но пока нет такой необходимости.
Финишная окраска
Нашел отличную краску для стеклотекстолита и изделий из стекловолокна - эпоксидная смола с добавлением красителя нужного цвета. Так как вся конструкция моего датчика изготовлена на основе бокситки, то краска на основе смолы будет иметь отличную адгезию, и ляжет как родная.
В качестве красителя черного цвета применил алкидную эмаль ПФ-115, добавляя ее до получения нужной укрывистости.
Как показала практика, слой такой краски держится очень прочно, а выглядит так, будто изделие обмакнули в жидкий пластик:
При этом цвет может быть любым в зависимости от используемой эмали.
Итоговая масса поисковой катушки вместе с кабелем после покраски - 407 г
Кабель отдельно весит ~80 грамм.
Проверка
После того, как наша самодельная катушка для металлоискателя была полностью готова, надо было проверить ее на отсутствие внутреннего обрыва. Самый простой способ проверки - тестером измерить сопротивление обмотки, которое в норме должно быть очень низким (максимум 2.5 Ома).
В моем случае сопротивление катушки вместе с двумя метрами соединительного кабеля оказалось в районе 0.9 Ом.
К сожалению, таким простым способом не получится выявить межвитковое замыкание, поэтому приходится рассчитывать на свою аккуратность при намотке. Замыкание, если оно есть, сразу же проявит себя после запуска схемы - металлоискатель будет потреблять повышенный ток и иметь крайне низкую чувствительность.
Заключение
Итак, считаю, что поставленная задача была выполнена успешно: мне удалось сделать очень прочную, водостойкую и не слишком тяжелую катушку из самых бросовых материалов. Список расходов:
- Лист стеклотекстолита 27 х 25 см - бесплатно;
- Лист стеклоткани, 2 х 0.7 м - бесплатно;
- Эпоксидная смола, 200 г - 120 руб;
- Эмаль ПФ-115, черная, 0.4 кг - 72 руб;
- Намоточный провод ПЭТВ-2 0.71 мм, 100 г - 250 руб;
- Соединительный кабель ПВС 2х1.5 (2 метра) - 46 руб;
- Кабельный ввод - бесплатно.
Теперь передо мной стоит задача изготовления точно такой же нищебродской штанги. Но это уже .
