О причинах нестабильности частоты металлоискателей и способах ее устранения

При изготовлении металлоискателей любых типов особое внимание следует уделять качеству поисковой катушки (катушек) и точной настройке на рабочую частоту поиска. Так как от этого в основном зависит как дальность обнаружения "железок", дискриминация их по типу черный/цветной, так и стабильность частоты генерации. Часто случается, что при правильной и вполне работоспособной схеме частота "плавает", что может конечно, объясняться и температурной нестабильностью применяемых элементов (в основном конденсаторов). Я лично собрал не один десяток разных металлоискателей и на практике температурная стабильность пассивных элементов все же не обеспечивает гарантированной стабильности частоты если сама поисковая катушка сделана небрежно и не обеспечена точная настройка на рабочую частоту. Далее будут даны практические краткие рекомендации по изготовлению качественных катушек-датчиков и их настройке для однокатушечных металлоискателей.

Изготовление катушки

Часто катушки мотают «внавал» на какой-либо оправке – кастрюле, банке и т.д. подходящего диаметра. Затем обматывают изолентой, экранирующей фольгой и снова изолентой. Такие катушки не обладают необходимой жесткостью и стабильностью, очень чувствительны к малейшей деформации и сильно меняют частоту даже при простом сдавливании пальцами! Металлоискатель с такой катушкой придется то и дело подстраивать и от ручки-регулятора ваши пальцы будут постоянно в больших болючих мозолях. Можно залить такую катушку, скажем, эпоксидкой, но куда ее, эпоксидку, заливать? Если катушка бескаркасная…

Могу предложить простой и легкий способ изготовления качественной катушки, герметичной, «стойкой» ко всякого рода внешним воздействиям, обладающей достаточной жесткостью конструкции и, к тому же, обеспечивающей простое крепление к палке-штанге без всяких кронштейнов. Для каркаса катушки хорошо подойдет пластиковой короб (кабель-канал) подходящего сечения. Например, для 80 – 100 витков повода ПЭЛ-0,3…0,5 вполне подойдет короб сечением 15 Х 10 или 20 х 10 мм. В качестве намоточного провода можно взять одножильный провод для слаботочных электроцепей, который есть в любых магазинах злектротоваров, типа CQR, КСПВ. Это медный нелуженый провод в полихлорвиниловой изоляции (пластик). Кабель содержит от 2-х до 12 одножильных проводов сечением 0,3 … 0,5 мм разных цветов. Снимаем оболочку кабеля и получаем нужный провод. Такой провод удобен тем, что исключает возможность короткого замыкания витков при некачественной изоляции, что может иметь место при применении провода марок ПЭЛ или ПЭВ в эмалевой изоляции, особенно если этот провод не новый, а взят из старого трансформатора или еще откуда похуже)….

Снимаем крышку кабель-канала и делаем надрезы боковых стенок острым ножом через 1 … 2 см:

После этого кабель-каналу легко можно придать форму тора, обогнув им, например, кастрюлю подходящего  диаметра. Концы каб.-канала нужно склеить любым нормальным клеем ( легко клеится, скажем, «Моментом»):

На получившийся таким образом каркас, не снимая с «кастрюли» плотно наматываем нужное количество витков провода. Затем витки можно промазать лаком или эпоксидкой, либо залить герметиком. Сверху все это дело закрываем крышкой каб.-канала (у крышки невысокие бортики и она легко гнется и без боковых надрезов). В результате получается примерно то, что показано на фото ниже (без верхней крышки каб.-канала):

Таким образом получается герметичная катушка с хорошей жесткостью конструкции. Закрываем крышкой, обматываем слоем изоленты и делаем экран из алюминиевой фольги. Фольгу можно взять из электролитических конденсаторов (можно неисправных) или купить, например, фольгу для запекания разного рода продуктов в духовке (такую фольгу нужно нарезать на ленты шириной 1 … 1,5 см). Между концами фольги в месте выводов катушки нужно оставить зазор 1 .. 1, 5 см, иначе образуется короткозамкнутый виток и катушка работать не будет:

Поверх фольги по всей окружности следует намотать медный луженый провод (без изоляции!) с шагом примерно 1 см, один его конец будет служить общим проводом:

Этот провод обязательно должен быть луженым, так как контакт меди с алюминием образует несовместимое соединение (со временем возникнет коррозия и нарушение контакта!). Поверх фольги катушка обматывается двумя-тремя слоями изоленты для защиты фольги-зкрана от механических повреждений.

Настройка катушки

Для настройки катушки на нужную частоту надо правильно подобрать конденсатор (или конденсаторы), включенные параллельно или последовательно с ней и образующие колебательный контур:

В зависимости от точности изготовления катушки номиналы конденсаторов могут несколько отличаться от тех, которые указаны на схеме. Это зависит от диаметра катушки, числа ее витков, диаметра провода… При точном подборе конденсаторов и получении требуемой рабочей частоты вы получите чистый, громкий и устойчивый звук. Для облегчения подбора удобно сделать так называемый «магазин емкостей», для чего хорошо подойдет, например, многокнопочный переключатель типа П2К (на 5 … 10 кнопок), лучше с независимой фиксацией. Чем будет больше кнопок тем, соответственно, большее количество емкостей можно включить в «магазин». Схема простая и приведена ниже. Весь монтаж навесной, конденсаторы паяются прямо к выводам кнопок.

Здесь приведен пример для подбора конденсаторов последовательного колебательного контура емкостью около 5600 пФ. Переключая кнопки можно получить емкости, указанные на соответствующей кнопке. Кроме того, включая одновременно несколько кнопок, можно получить суммарные емкости. Например, при одновременном нажатии кнопок 3 и 4 получим емкости по 5610 пФ (5100 + 510), а при нажатии 3 и 5 – 5950 пФ (5100 + 850). Таким образом можно создать необходимый набор емкостей для точного подбора нужной частоты настройки контура. Для параллельного контура (с одним конденсатором) достаточно будет подключить катушку только к одному выводу кнопки (использовать один конденсатор). На фото ниже показан такой переключатель в натуральном виде. Хоть это выглядит не очень приглядно, но работает вполне эффективно).

Конденсаторы после их подбора нужно припаять прямо на выводы катушки, для чего удобно сделать небольшую монтажную пластинку из фольгированного текстолита и закрепить ее на штанге рядом с катушкой либо на самой катушке: