Металлоискатель с дискриминацией металлов

Обновлено: 04.10.2024

Поиск артефактов, скрытых в недрах земли, будоражит умы многих энтузиастов. Кто-то посвящает жизнь поиску исторических ценностей и кладов, других интересует только «черный» лом. Но главный смысл любого поиска при помощи металлоискателя для людей заключается в обнаружении драгоценных металлов.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Для подобных поисков металлодетекторы оснащаются функцией дискриминации. В статье будут подробно описаны схемы металлоискателей с дискриминацией металлов.

Принцип работы

Любой металлоискатель работает по простому принципу взаимодействия собственного магнитного поля (МП) с магнитным полем Земли. Взаимодействие строится на обнаружении металлических предметов. Металл, который имеет свойство к намагничиванию, попадает в поле действия металлоискателя за счет разницы магнитных полей.

Принцип работы

Такие металлы, как золото, серебро, медь, обладают ферритным свойством. Они просто не намагничиваются. По этой причине, детектор не может определить их магнитное поле. Фиксация происходит по принципу определения вихревых электромагнитных потоков, проходящих сквозь металл и образующих на его поверхности элементы «Фуко», или завихрения с определенной частотой. Импульсные детекторы определяют ферритный предмет по его электрической проводимости. Чем проводимость больше, тем выше колебательная частота от его поверхности.

Современные металлоискатели оснащаются разными типами функции дискриминации. Каждый тип, позволяет определять ферритный сплав, и при этом он может отсеивать “промышленный мусор”.

  1. Дискриминация переменного типа. В ее основу заложена обработка полученных сигналов от предмета по степени его электрической проводимости. Для большей точности, пользователь самостоятельно проводит настройку прибора. Настройка позволяет делать отбор самых перспективных сигналов. Металлодетекторы с подобной функцией, оснащаются визуальным индикатором, на котором имеется шкала с четким разделением по типам сигнала и соответствующим им металлам. Переменная дискриминация позволяет определять только предметы размером более 1–3 сантиметров. Различные вкрапления, мелкие самородки, песок, обрывки цепочек так далее, подобные приборы не находят.
  2. Селективный тип. Детекторы с этой функцией можно настроить на прием только определенного сигнала. Таким образом, прибор не будет реагировать, например, на медь, алюминий, серебро, выявляя в грунте только золото. Этот тип очень полезен при работе на замусоренных участках. Большое количество мелкого металлического мусора не станет помехой, позволяя выявлять только необходимые частотные сигналы.
  3. Двухмерный тип. Самая современная технология. Позволяет определить ферритные сплавы, вокруг которого образованно скопление черного металла. За распознавание отвечает блок управления, который производит предварительный расчет электропроводимости всего объекта на сканируемом участке.

Также стоит учитывать общую влажность почвы, ее состав, жесткость.

Металлоискатели с дискриминатором более энергоемкие и функциональные. Относятся к импульсным приборам. Дополнительная функция делает устройства более мощными. Рабочая частота варьируется от 9 до 25 кГц. Импульсный принцип работы позволяет таким приборам выявлять ферритные сплавы на глубине до 2 и более метров.

Самодельные приборы

Приобрести металлоискатель с дискриминацией достаточно сложно. Это дорогие приборы и новичку будет сложно самостоятельно научиться использовать подобную технику. Такой прибор можно изготовить в домашних условиях. Самодельный металлоискатель будет сильно отличаться от настоящих импульсных приборов, но поможет научиться использовать устройство в условиях простых поисков.

Малыш FM

Это самый простейший металлоискатель с дискриминацией металлов, который можно собрать своими руками. Он способен определять предметы из черного и драгоценного металла на глубинах до 12÷15 сантиметров. Подойдет для поиска на пляжах. Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие радиодетали:

  1. Микроконтроллер PIC12F675.
  2. Кварцевый резонатор номиналом до 20 МГц.
  3. Керамические конденсаторы: 15 пФ — 2 шт и 100 нФ — 1 шт.
  4. Электролитный конденсатор номиналом 100 мкФ — 1шт.
  5. Пленочные конденсаторы номиналом 100 нФ — 2шт.
  6. Резисторы с сопротивлением 10 кОм — 1шт, с сопротивлением 470 Ом — 1шт.
  7. Стабилизатор напряжения типа AMS1117 до 3.3 вольт.
  8. Динамик с сопротивлением до 8 Ом.
  9. Микропереключатель.

Все описанные детали необходимо собрать на печатной плате. Ее можно изготовить методом травления или следующим образом:

  1. Обрезать кусок плексигласа или текстолита шириной 35 и длинной 80 мм.
  2. Перевести на кусок принципиальную схему прибора.
  3. Высверлить отверстия под радиодетали.
  4. Спаять при помощи медных перемычек все элементы.

Схема малыш fm

В виду того, что в схеме очень мало элементов, такой способ монтажа можно считать наиболее простым и быстрым.

Подключение стабилизатора напряжения

Во время сборки следует четко соблюсти порядок подключения стабилизатора напряжения. Схема приведена ниже.

Катушка

Для изготовления катушки передатчика понадобится медный провод сечением 0.3–0.4 мм. Необходимо заранее подготовить каркас для обмотки. Его диаметр не должен превышать 180 мм. На каркас нужно намотать ровно 55 витков. Такая катушка позволит осуществлять передачу частотных импульсов в 17–19 кГц.

Намотка катушки

После обмотки, необходимо вынуть намотанный провод с каркаса, и укрепить его изоляционной лентой в нескольких местах. После требуется максимально плотно обмотать всю катушку лентой. Очень важно, чтобы все витки плотно соприкасались друг с другом.

После изоляции на катушку наносится 1 слой фольги. Фольга также скрепляется на концах изоляционной лентой.

Важно! В месте вывода концов проволоки катушки, необходимо оставить не менее 5 сантиметров свободной от фольги поверхности.

Катушка

На заключительном этапе, катушка обматывается заранее залуженным куском провода. Обмотка проводится с шагом в 1 сантиметр. После проведения первых тестов чувствительность катушек можно увеличить. Для этого придется отмотать несколько витков провода, замеряя общее сопротивление. Самой лучшей и стабильной работы можно добиться при сопротивлении не более 2 Ом.

Подключение

После того, как катушка была намотана и изолирована, концы всех проводов нужно подключить. Делается это следующим образом:

  1. Один конец подключается к контролеру через контакт «5», параллельно с конденсатором С7.
  2. Второй конец через резистор R2, параллельно с конденсатором С6, к контакту «6» контроллера.
  3. Оба конца экранирующего провода подключаются к клемме «минус» принципиальной схемы.

Дополнительно модернизировать прибор можно, если постепенно уменьшать емкость перечисленных конденсаторов. Частотная характеристика увеличиться, при этом значительно повысится ток потребления.

После подключения необходимо провести прошивку контроллера. Файл можно найти в Интернете.

Подключение

Металлоискатель «Малыш FM» не требует настройки. Необходимо собрать печатную плату в удобную герметичную коробку, подобрать для крепления всех деталей удобный держатель. Очень важно использовать для катушки дополнительный каркас из пластика или фанеры. После сборки можно включить прибор, и опробовать его способности на металлических предметах. Питание устройства осуществляется от 9–12 вольтовой батареи или аккумулятора.

Volksturm

Схема металлоискателя с дискриминацией металлов этого типа также проста. Основной особенностью этого прибора является наличие сразу двух катушек. Это обеспечивает высокую глубину проникновения в различную по структуре почву. Также повышена способность к дискриминации металлов по электрической проводимости. Добиться такого результата помогло сближение катушек. Они соприкасаются друг с другом, что снижает скорость передачи сигнала от катушки на контроллер. Для сборки понадобятся следующие детали:

  1. 3 транзистора BC546 или их отечественный аналог КТ 315.
  2. 1 транзистор BC556. Можно заменить на КТ 361.
  3. Операционный усилитель сигнала LF353 или TL072 — 1шт.
  4. Усилитель LM358N.
  5. По одной микросхеме CD 4011, 4013, 4066.
  6. Постоянные резисторы 5.6К, 430К, 10К, 390К, 1.5К, 220К, 56К, 8.2К — 1шт; 22К — 3шт; 1К — 2шт; 100К — 8шт; 130К — 2шт.
  7. Переменные резисторы 100 и 330К — 1шт.
  8. Неполярные конденсаторы номиналом 1nF, 220nF, 47nF, 10nF — 1шт; 22nF — 3шт; 1 mkF — 2шт.
  9. Электролитические конденсаторы напряжением 16 вольт, номиналом 220 mkF — 2шт.
  10. Резонатор кварц — 32768 Гц.
  11. Динамик.
  12. Светодиоды — 2шт.

Схема volksturm

Все детали собираются на монтажной плате с четким соблюдением принципиальной схемы. На этапе тестирования многие конденсаторы придется подбирать дополнительно. Также подбираются и резисторы. Зависит это от напряжения и сопротивления катушек. При высоком сопротивлении, операционный усилитель TL072 может выйти из строя по причине перегрева.

На данной модели устанавливаются 2 катушки: передающая и приемная. Детали отличаются по своей форме от обычных. Они квадратной формы с закругленными углами. Для изготовления необходимо:

Шаблон

  1. На стандартном листе бумаги расчертить прямоугольник со сторонами 14.5 и 23 см.
  2. С левой стороны прямоугольника от каждого угла отступить на 2.5 см.
  3. С правой стороны по 3 см.
  4. Отрезать углы согласно схеме.
  5. Закрепить лист на фанере.
  6. Заизолировать 8 гвоздей изоляционной лентой.
  7. Вбить гвозди по углам шаблона. После очень важно откусить шляпки гвоздей. Это защитит лаковую изоляцию обмотки в момент снятия с каркаса.
  8. Намотать на заготовку 80 витков медного провода сечением 0.3–0.4мм. Очень важно проводить обмотку только по изолированным гвоздям.

После завершения обмотки, катушка скрепляется в нескольких местах капроновой нитью. Далее необходимо аккуратно снять катушку с каркаса и плотно обмотать изоляционной лентой. Поверх ленты намотать один слой конденсаторной фольги. Поверх фольги намотать заранее залуженный оловом медный провод шагом 1 см. Конец данного провода соединить с началом катушки.

Вторая катушка собирается по тому же принципу, за исключением того, что нет необходимости обматывать фольгой и дополнительным экраном.

Обе катушки необходимо зафиксировать с наложением одного края друг на друга. Соприкосновение краев должно быть не по всей длине, а только в двух местах. Обе катушки и их расположение потребуют четкого крепления. Они не должны провисать, изгибаться от вибрации. Любая деформация повлияет на чувствительность и общую работоспособность.

Сборка и настройка катушек

После сборки требуется подключить обе катушки к собранной ранее плате. Для этого требуется соединить между собой начало экранированной передающей катушки и конец приемной. Этот контакт удлиняется многожильным проводом и подключается к контакту «ТХ» на плате. Оба оставшихся конца подключаются к минусу. При включении устройства, на выходах катушки будет около 4 вольт напряжения. Его придется усилить подбором конденсаторов. Потребуется снова отпаять контакты и в разрыв запаять конденсаторы номиналом 0.02 мкФ. Таким образом, после подачи напряжения на выходах катушек появится напряжение до 20 вольт. Это усилит проникающую способность металлоискателя, при этом останется мощность для работы с катушками данного размера. Такое высокое напряжение потребует от пользователя оснастить устройство мощной аккумуляторной батареей на 12 вольт. Обычной «Кроны» может хватить только на 1.5 часа поиска.

После подключения питания, потребуется выполнить настройку катушек на прием и передачу. Для этого необходимо поместить под них металлический предмет, и по звуку настроить положение. Делается это следующим образом:

  1. Длинные стороны экранированной катушки необходимо сжать на 0.5 см. При увеличении тональности и громкости края фиксируются. Можно использовать деревянную распорку.
  2. После таким же образом настраивается вторая катушка. Нужно добиться увеличение громкости и тона сжатием длинных краев.
  3. На конечном этапе настраивается общее положение относительно друг друга. Требуется сближать и разводить оба элемента до фиксации самой высокой тональности. Дополнительно можно контролировать сопротивление деталей при сближении. Самый наименьший параметр будет наиболее лучшим.

Настройка катушек

Как только самый высокий тон найден, оба элемента плотно фиксируются на каркасе. Далее нужно собрать плату в герметичную коробку, вывести на нее переменные резисторы и закрепить светодиоды. Очень важно надежно заизолировать обе обмотки. Даже незначительная влажность приведет к полному выходу из строя или к сбоям настроек.

Проверка

Проверка прибора проводится обычным способом. Проникающая способность этой модели до 1.5 метра при рыхлом или влажном грунте. Хорошие показатели можно получить при тонкой настройке переменного резистора. Для этого нужно поместить под прибор металлический предмет и добиться самого высокого тона. Также тон настраивается на удалении от предмета.

Режим дискриминации не требует настройки. За счет каскадного усиления, прибор просто меняет тональность своего звучания. В режимах можно быстро разобраться, если поэкспериментировать с разными металлами. Также стоит обращать на яркость светодиодного индикатора. При воздействии на ферриты, лампы должны гореть в пол накала.

Заключение

Собрать металлоискатель своими руками и оснастить его дискриминацией металлов можно, если придерживаться описанному руководству. Первая схема очень простая. Для воплощения этого проекта требуется минимум знаний и опыта. Главное правильно подобрать детали и собрать все по схеме. Второй проект более сложный. Он потребует больших знаний в электротехнике. Но конечный результат порадует величиной проникающей способности и широким возможностям отбора металлов.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Думаю это один из самых простых МД, способный выполнять дискриминацию найденного металла, причём о его сборке и работе сохранились самые приятные воспоминания. Схема при своей кажущейся сложности настолько проста в запуске, что без проблем настраивалась все разы без всяких осциллографов и другой радиолюбительской экзотики. Просто измерил мультиметром напряжение в паре точек и общий ток потребления. Естественно некоторые сложности будут с изготовлением и резонансированием поисковой DD-катушки, но про это уже написаны чуть ли не диссертации.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Схема нового металлоискателя Volksturm-S

Итак, вернёмся к схеме. Она слегка изменена – введена двухцветная индикация металла (железо-цветняк) и улучшен УНЧ. В старой версии он был с ошибкой, из-за чего он не выставлялся на точный ноль и падала общая чувствительность, здесь же проблема устранена.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Ещё имеется небольшое дополнение схемы для улучшения селективности, но лично его не проверял – это можно сделать в любой момент в виде небольшой подключаемой платки.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Плата нового металлоискателя Volksturm-S 1

Далее печатная плата. Она тоже доработана в плане размещения на ней узлов цветозвуковой индикации, только не забудьте эмиттер Q2 и резистор 100 Ом от Q3 перекинуть на массу (на плате они на минусе).

Динамик тут небольшой, низкоомный. Если ток потребления с ним будет велик – повысьте номинал сопротивления 10 Ом до 40-60 Ом. Но так чтоб звук не был совсем тихим (хотя и громкость ни к чему особая, чтоб не привлекать внимания). Также подберите резисторы токоограничения на светодиодах, в яркий день их видно гораздо хуже, чем в комнате при настройке.

Настройка нового металлоискателя Volksturm-S

Прежде всего проверьте пол питания на делителе напряжения LM358. Если всё нормально – подавайте питание на УНЧ с генератором и усилителем сигнала цели. Вращая регулятор порога вы увидите как в крайних его положениях светятся то один, то другой светодиоды. И тональность звука меняется. А в среднем положении (оно ловится довольно точно) всё замолкает. Значит и здесь норма.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Теперь генератор с катушками. Ставим часовой любой кварц и наушником удовлетворённо слушаем писк 8 кГц на резисторе R23 или эмиттерах транзисторов Q3, Q4. Намотали, настроили, свели, залили катушки в корпусе (для него брал круглую пластмассовую подставку от CRT монитора).

Всё полностью подключили и на столе проверили как оно тут работает. А работает МД так: реакция идёт на ПЕРЕМЕЩАЮЩИЙСЯ металл, поэтому даже положив на железо-бетонный пол, особых проблем не получите. Ту арматуру катушка “видеть” не будет, только металлические вещи, которыми вы машете перед неподвижно лежащей катушкой.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Машем алюминием – идёт свечение красного светодиода и звук одной тональности, машем железом – синий светодиод вспыхивает и звук другой, с завыванием как бы. В общем различать металл можно без проблем.

Сборка металлодетектора в корпусе

Ну и последний этап – установка настроенного прибора в подходящий корпус. Для него взял алюминивый (как раз экранировка будет для платы) короб от внешнего старого HDD. Он чуть великоват по размеру, но будет как запас под возможные доработки в будущем.

Спереди 2 светодиода, отверстие динамика, и регулятор чутьё с порогом, который совмещен с выключателем питания.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Кстати о питании. Тянет Volksturm-S при молчании около 30 мА, так что при установленных 3 штуки 18650 аккумуляторах можно ходить с ним в буквальном смысле сутками. Как же это удобно по сравнению с фирменными, например Гарретом 250, где 8 АА садились за пару часов!

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Аккумуляторы установлены в общий извлекаемый из корпуса холдер. На задней панели металлодетектора 2 RCA гнезда под катушки.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Причём наблюдается интересный эффект: если поменять подключение местами – пропадает дискриминация. Наверное стоит во избежании такого применить какой-то единый двойной разъём – вы уже там сами что-нибудь придумайте.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Штанга – обычная водопроводная пластиковая труба 500 мм, на неё хомутиком крепится корпус платы металлоискателя и внутри проходит кабель от поисковой катушки.

ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ С ДИСКРИМИНАЦИЕЙ

Вот и всё. По сравнению с другими аналогичными приборами средней сложности, Volksturm-S запускается с одного оборота (резистором), вот почему в очередной раз собирал именно его, а не всякие другие. И если вы уже переросли простые схемки – делайте Волькшурм, который хотя и уступает Квазарам и Фортунам в плане чувствительности, но зато гораздо проще в самостоятельной сборке и настройке!

Видео работы МД

Для наглядности вот видео работы этого металлоискателя.

Особая благодарность за отрисовку печатной платы и схемы – Dragon. Вопросы по схеме – на форум.

Металлоискатель на Arduino c дискриминацией металлов

В данной статье мы рассмотрим создание металлоискателя (металлодетектора) на основе платы Arduino с возможностью дискриминации металлов. Данный металлоискатель будет способен обнаруживать мелкие металлические предметы (например, монеты) на глубине до 15 см, а крупные предметы из металла он сможет обнаруживать на глубине до 50 см (и даже более). Также он будет способен отличать железосодержащие металлы (ferrous) от цветных металлов (nonferrous). Металлоискатель отличается достаточно простой конструкцией и в то же время он обеспечивает приемлемую чувствительность.

Внешний вид проекта металлоискателя на Arduino c дискриминацией металлов

Ранее на нашем сайте рассматривался проект простого металлоискателя на Arduino, рекомендуем его прочитать чтобы понять принцип работы металлоискателя (металлодетектора).

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
  2. ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
  3. Операционный усилитель TL081 или 741, также подойдет LT1677 (использован автором проекта) (купить на AliExpress).
  4. Громкоговоритель (Speaker) 0,25 Вт, 8 Ом.
  5. Транзистор общего назначения NPN типа.
  6. Катушка индуктивности – 2 шт.
  7. Потенциометр 10 кОм (купить на AliExpress).
  8. Конденсаторы и резисторы (согласно схеме, представленной далее).
  9. Переключатели.
  10. Батарейка.

Схема проекта

Схема металлоискателя на Arduino c дискриминацией металлов представлена на следующем рисунке.

Схема металлоискателя на Arduino c дискриминацией металлов

При обнаружении металла устройство будет издавать звуковой сигнал, а на ЖК дисплее с помощью столбчатой диаграммы (bar graph) будет отображать степень близости металла, а также указываться тип металла – железо (ferrous) или цветной (nonferrous).

Устройство представляет собой индукционно-балансный металлодетектор, работающий на очень низкой частоте (very low frequency, VLF). Металлоискатель содержит передающую и приемную катушки индуктивности. Как и во всех схемах подобных детекторов, для нашего прибора очень важен баланс между катушками. Потенциометр в схеме детектора используется для устранения влияния противофазного компонента (out-of-phase component) сигнала – приводит сдвиг по фазе к нулю, а синфазный компонент (in-phase component) обнуляется с помощью соответствующего расположения катушек – по принципу работы IB-детекторов.

Каждая катушка индуктивности изготовляется при помощи намотки 64 витков провода сечением 0,5 мм2 из эмалированной меди на D форму (D shape) диаметром 11 см. После этого конструкция катушки обматывается лентой и экранируется алюминиевой фольгой, после чего к ней к ней прикрепляется луженая медная проволока – необходимо оставить небольшой пропуск в фольге чтобы ее прикрепить. После чего обе катушки закрепляются на пластиковое основание. Внешний вид собранных катушек индуктивности для металлоискателя показан на следующем рисунке.

Внешний вид собранных катушек индуктивности для металлоискателя

Более подробно процесс их сборки вы можете посмотреть на видео, приведенном в конце статьи. Внешний вид собранной конструкции металлоискателя показан на следующем рисунке.

Внешний вид собранной конструкции металлоискателя

Для настройки работы проекта нам первым делом необходимо определить резонансную частоту колебательного контура в нашей схеме. Для этого можно использовать известную из курса физики формулу, online калькуляторы, либо же ее можно измерить с помощью осциллографа. Если собрали катушки описанным способом, то резонансная частота нашего контура должна составлять примерно 7.64 кГц. Если вы получили другое значение резонансной частоты, то вам необходимо внести соответствующие изменения в следующую строчку программы:

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Для поиска клада в развалинах замка, крепежных деталей в строительных конструкциях и решения других практических задач можно сделать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками. В этой публикации рассмотрены преимущества и недостатки разных конструкций. Практические рекомендации помогут правильно собрать и настроить функциональный измерительный прибор.

Изготовить простейший металлоискатель несложно даже начинающему радиолюбителю

Общее устройство металлоискателя

Это устройство работает на принципах изменения характеристик электромагнитного поля при появлении в рабочей зоне посторонних предметов. Классическая схема подразумевает использование следующих компонентов:

  • генератор, создающий колебания в определенном диапазоне частот;
  • индукционная катушка;
  • приемник с усилительным трактом;
  • блок дешифровки сигналов;
  • визуальные и звуковые индикаторы;
  • каркас, на котором закреплены рабочие компоненты установки.

Типовая конструкция металлодетектора

Катушка

Этот функциональный элемент одновременно излучает и принимает электромагнитные волны. Чтобы сделать качественную самоделку, следует изучить фабричные аналоги. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие детали:

  • круглые модели обеспечивают большую область покрытия;
  • овальные – удобнее в эксплуатации;
  • установкой крупной катушки можно увеличить эффективность поиска (рабочую глубину) на 15-25%;
  • маленькие – обеспечивают узкую диаграмму направленности, что упрощает детекцию нескольких мелких предметов;
  • лучшую равномерность рабочей зоны в форме цилиндра создает сдвоенная катушка (D-D);
  • кольцеобразная катушка отличается конусообразной диаграммой направленности.

Разновидности катушек

Электронная схема

В простейших устройствах на одной компактной печатной плате устанавливают генератор и приемник, блок питания. Фиксируют изменения поля с помощью сигнала звуковой частоты.

Более сложные схемы металлоискателей с дискриминацией обеспечивают динамическую обработку поступающей информации. Такие приборы способны определить разницу между стальным шурупом и серебряной монетой. Эта селективность значительно повышает эффективность поиска, потому что автоматически устраняет бесполезные трудоемкие земляные работы.

Принцип действия

Генератор вместе с катушкой индукции создает направленное электромагнитное поле определенной формы. Попадание в рабочую область посторонних предметов изменяет силу тока в замкнутом контуре. Это явление фиксирует приемник. Наибольшие возмущения поля вызывают предметы с проводящими и ферромагнитными свойствами.

В блоке обработки устраняются посторонние шумы, и выделяются полезные сигналы. Далее они поступают на устройства индикации. Элементами настройки устанавливают чувствительность и другие параметры детектора.

Разновидности металлодетекторов

Изделия этой категории делят по целевому назначению и другим важным характеристикам на следующие группы:

  • грунтовые (стандартные и глубинные);
  • подводные – с надежной герметизацией электронных блоков;
  • дискриминаторы – детекторы, обеспечивающие селективный поиск;
  • узкоспециализированные модели для поиска драгоценных металлов;
  • охранные и военные;
  • промышленные серии – предназначены для контроля отдельных технологических операций.

Основные параметры

Для определения подходящих критериев самодельной конструкции необходимо изучить базовые технические параметры.

Глубина обнаружения

Эти данные не всегда приведены в сопроводительной документации. Даже при указании глубины в техническом паспорте не следует понимать это значение, как определенную величину. Дело в том, что для контрольных измерений пользуются равномерным составом почвы, поддерживают стабильность температуры и влажности. В реальной ситуации природные и другие внешние факторы значительно ухудшат результаты, полученные в идеальных условиях.

К сведению. Качественные фабричные металлоискатели способны обнаружить изделие из проводящего материала на глубине 1,5-3 м. «Глубинные» модификации действуют до 5-6,5 метра максимум.

Частота работы

Увеличить глубину поиска можно с применением сниженной частоты. В этом случае значительно ухудшается избирательность рабочего процесса. Однако длинные волны огибают мелкие предметы, что сопровождается ухудшением чувствительности.

К сведению. В профессиональных металлоискателях пользователь может выбирать из более, чем двух десятков разных частот. При таком оснащении упрощается выбор оптимального режима исследований в определенных условиях.

Самостоятельная сборка металлоискателя

Не обязательно получится идеальный внешний вид при создании изделия собственными руками. Тем не менее, хорошую функциональность на современной элементной базе создать не слишком сложно. Ниже рассмотрена модель с функцией дискриминации. Она способна различить алюминиевую пробку и фольгу сигаретной пачки, дешевые копейки из сплавов и ценные золотые монеты.

Таблица дискриминации

Конструкция

Катушку делают из двух спиральных обмоток (18 и 24 витка) с размерами по внешнему радиусу 21 и 16 мм, соответственно. Для нанесения разметки и создания каркаса применяют основу из материала с немагнитными свойствами. Герметизация эпоксидной смолой или другим составом продлит срок службы.

Блок управления собирают по этой электрической схеме

Материалы, детали и заготовки

Для катушки подойдет стандартный трансформаторный провод из меди диаметром 0,6-0,9 мм. Блок управления собирают на стандартных микросхемах. Основные узлы – процессор и преобразователь частоты MCP3201. Стабилитроны, транзисторы и другие электронные компоненты указаны на чертеже (картинка выше).

Порядок сборки и дизайн

Для надежного закрепления функциональных блоков подбирают подходящую прочную штагу. Блок электроники рекомендуется поместить в герметичном корпусе, чтобы предотвратить короткие замыкания в неблагоприятных погодных условиях. Оформление выполняют с учетом личных предпочтений, умений и навыков.

Программирование блока управления

Для прошивки устройства применяют специализированный программатор. Печатную плату несложно создать самому. Питание 5 V можно организовать от стандартного компьютерного порта USB.

Электрическая схема программатора

Сборка

В процессе сборки особое внимание уделяют герметичности и надежности закрепления отдельных компонентов. Следует помнить о сложных условиях эксплуатации в рабочем режиме, возможных ударных воздействиях при перевозке. Разборная конструкция упростит транспортировку и хранение.

Плюсы и минусы самодельного металлодетектора

Преимущества самоделки:

  • минимальные затраты;
  • возможность создания уникальных технических и пользовательских параметров;
  • бесплатное освоение полезных навыков.

Существенный недостаток один – отсутствие официальных гарантий производителя.

Видео

Металлоискатель своими руками с дискриминацией металлов

Читайте также: