Главная » Металлоискатели
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Простой металлоискатель по принципу индукционного баланса

Представляю вам схему и конструкцию простого металлоискателя для изготовления своими руками

Принципиальная схема металлоискателя
Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя

Схема основана на двух микросхемах NE555. Здесь присутствует передающая (Tx) и приемная (Rx) катушки, поэтому схему можно условно разделить на две части. Левая часть представляет собой генератор прямоугольных импульсов. Времязадающие компоненты R1, R2, C1 подобраны так, что частота на выходе составляет около 700 Гц. Это частота слышимого диапазона. Импульсы передаются через токоограничивающий резистор R3.

Обе катушки располагаются в пространстве таким образом, что они совместно образуют некую зону перекрытия и система находится в индукционном балансе. При этом в принимающей катушке нулевое напряжение и правая часть схемы никак не реагирует. Если поблизости появляется металлический предмет, то происходит дисбаланс и появляется звуковой сигнал.
Сигнал от приемной катушки усиливается транзистором VT1 и поступает на вход второй микросхемы. В качестве биполярного транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ, его можно заменить на любой аналогичный с большим коэффициентом усиления. С помощью четырех резисторов R5 - R8 образован делитель напряжения. Переменные резисторы служат для настройки металлоискателя. R6 является подстроечным и настраивается после взаимного размещения катушек. А R7 и R8 служат для грубой и точной настройки, их следует установить на корпусе прибора (обеспечьте к ним легкий доступ).
Звуковой сигнал создается благодаря пьезоизлучателю BA1, который можно взять от ненужного мультиметра. Но при тестировании схемы мне понравилось звучание пьезоизлучателя со встроенным генератором. Несмотря на то, что на выходе DD2 формируется импульсный сигнал он не только будет хорошо сигнализировать, но и позволит уловить малейшие изменения звука при обнаружении металлического объекта.

Создание катушек

Для намотки катушек металлоискателя потребуется эмалированный обмоточный провод, диаметром от 0,3 мм. В моем случае использован максимально допустимый диаметр 0,7 мм. 
Оптимальный диаметр намотки катушки составляет примерно 15-16 см. Следует подобрать какой нибудь круглый предмет (например ведерко), чтобы вокруг него наматывать катушку. Но можно воспользоваться приспособлением. Для этого на чистую деревянную поверхность нужно забить гвозди по заранее начерченному кругу.

Внутренний диаметр в моем случае 15,5 см. Я намотал 25 полных витков. Количество витков можно и даже нужно делать больше чем у меня, к примеру около 50 витков. Сам обмоточный провод можно взять от ненужных электродвигателей или силовых трансформаторов.
Когда катушка будет намотана, аккуратно достаем ее из приспособления и обматываем бумажным скотчем. В итоге необходимо сделать две абсолютно одинаковые катушки. Далее ножом соскабливаем лак и после очистки эти концы нужно залудить.

Обмотки имеют свойство изгибаться и терять правильную геометрию, поэтому катушки нужно полностью обмотать, например бумажным скотчем. После этого их нужно немного приплюснуть там где они перекрывают друг друга. Часто их делают похожими на букву "D" как показано на рисунке ниже.

В качестве основания для поисковых катушек удобно использовать сэндвич-панель, которая используется для откосов пластиковых окон.

Плата будет находиться на некотором расстоянии от поисковых катушек и не рекомендуется использовать обычные провода. Для соединения катушек с платой я использовал экранированный провод, если не ошибаюсь от микрофона.


Экранированный провод для соединения катушек с платой.

Центральный провод нужно припаять к началу катушки, а другой к минусу питания как показано выше.
Для обеих катушек, естественно, провода будут отдельные, чтобы не было помех.

Расположение и настройка катушек

Настройка системы начинается до приклеивания катушек к основанию.

Подстроечный резистор R6 устанавливаем примерно на 90 кОм, а регулировочные резисторы R7 и R8 ставим в среднее положение. Теперь нужно подвигать катушки. Прибор будет издавать звук в двух положениях. При широком и узком перекрытии. Я советую зафиксировать катушки при их узком перекрытии как показано на рисунке ниже (положение 2). По моим наблюдениям в положении 2 чувствительность лучше и происходит более точное позиционирование.

После этого нужно хорошенько приклеить к основанию. Я это сделал с помощью термоклея. Но если есть желание можно в основании проделать углубления для катушек и залить их эпоксидкой.

После того как клей застыл нужно снова подкорректировать настройки. R7 и R8 мы пока не трогаем, они установлены в среднее положение и резистором R6 нужно добиться такого положения, при котором звуковой излучатель немного потрескивает и так сказать находится в пограничном положении между молчанием и пищанием (на грани срыва). В дальнейшем при использовании металлоискателя потребуется только корректировать положение R7 и R8. Это обусловлено тем, что прибор не идеальный, катушки не экранированы, а также настройки будут портиться при потере напряжения батарейки.

Вариант доработки

По желанию можно произвести дополнительную доработку катушек - экранирование от внешних электромагнитных полей ("щит Фарадея"). Это делается после первоначального покрытия обмоток, который был описан ранее (бумажным скотчем или изолентой). Затем нужно взять длинные полоски алюминиевой фольги и обмотать катушки. Это делается не полностью, а оставляется зазор около 1-2 см в месте вывода проводов. Фольга соединяется с концом катушки и подключается к минусу питания. После этого катушка покрывается изолентой.

Я не стал этого делать, так как боялся потери чувствительности.

Конструкция металлоискателя

После пайки компонентов, с поверхности платы желательно удалить остатки флюса и канифоли, т.к. они могут плохо влиять на работу схемы.
Разместить плату я решил в металлической коробочке, и чтобы не было замыкания с паянными соединениями, дно корпуса было покрыто изолентой. Позже я скорее всего, подберу пластмассовый корпус.

Всегда обращайте внимание на жесткость закрепления кабелей, т.к. будет обидно если в процессе использования что нибудь отпаяется.
Схема будет питаться от батарейки типа "кроны". Схема имеет низкое энергопотребление, но все таки лучше поставить алкалиновую батарейку, она обеспечит работу устройства на несколько "копов".

Рукоятка была сделана из металлопластиковой водопроводной трубы, а ближе к основанию она продолжена пластмассовыми трубками, чтобы катушки не реагировали на саму рукоятку из металлопласта. Конструкция получилась довольно легкая. Укладку экранированных проводов произвел изолентой. Коробочку с платой металлоискателя установил повыше, чтобы регулировочный резистор был под рукой.

А вот еще фото:

Совет

Каждый раз перед использованием металлоискателя, следует переменным резистором добиться быстрого потрескивания излучателя. Чем быстрее треск, тем больше чувствительность.


Первая находка

Эксперимент: монету диаметром 2,5 см я закопал в земле на глубине 25 см. При сканировании, катушки находились на расстоянии 5 см от земли. При этом металлоискатель издавал отчетливый сигнал. Предполагаю, что крупные металлические предметы будут "прозваниваться" глубже.

В любом случае мне требуется определенное время, чтобы привыкнуть к металлоискателю и после некоторых поисков, подвести окончательные результаты его способностей.

К этой статье имеется видеоролик, в котором показан процесс создания металлоискателя и его тест.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DD1, DD2 Программируемый таймер и осциллятор
NE555
2 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
КТ3102ЕМ
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
100 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор470 - 680 Ом1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор2 - 2.2 МОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Подстроечный резистор100 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R7 Переменный резистор100 - 500 кОм1 Грубая настройкаПоиск в FivelВ блокнот
R8 Переменный резистор15 - 20 кОм1 Точная настройкаПоиск в FivelВ блокнот
C1 Конденсатор0.01 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2 Конденсатор0,0027 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C3 Электролитический конденсатор100 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C4 Электролитический конденсатор100 - 470 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
BA1 Пьезоизлучатель1 Поиск в FivelВ блокнот
SA1 Выключатель1 ЛюбойПоиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: 0 5
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (32) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
DesAlex #
Перед сборкой рекомендую читать тему обсуждения конструкции на форуме.
Ответить
0
Олег #
Зачем на форум? В статье автор описал всё довольно таки ясно понятно. Собираются себе такой прибор. Как соберу, отпишусь.
Ответить
0
DesAlex #
На форум - "чтобы небыло мучительно больно" за зря потраченое время и материалы. На форуме популярно всё разъяснено. Настоятельно рекомендую не начинать собирать без ознакомления с обсуждением.
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Настоящий радиолюбитель получает удовольствие от пайки, а то что делается с удовольствием не считается потраченным зря.
"Мучительно больно" за потраченные 100 рублей на детали?
Похоже на форуме стало скучно, хотите привлечь собеседников. Поверьте, я не хочу дерзить и осознаю, что прибор имеет минусы.
Ответить
+1
DesAlex #
Настоящий радиолюбитель получает удовольствие не "от пайки", а от результата работы - т.е. от того, что конструкция получилась ровно такой, какой она была расхвалена в статье. Такой, как написано в статье (20...25 см на закопаную в грунт монету) она не может быть даже теоретически, не говоря уже - исходя из многолетней практики серьёзного увлечения конструированием и пользованием самыми разнообразными металлодетекторами.
Когда начинающий радиолюбитель бьётся над схемой, надеясь получить от неё завышенные автором статьи характеристики (и это у него, естественно, никогда не получится) - это только отбивает начинающего и дальше заниматься таким хобби. Т.е. эта статья - вредна для начинающих радиолюбителей (опытные просто посмеются, т.к. собирать точно не будут)
Ответить
0
Олег #
Ну почему работать не будет, схема простая и собрана на 555 микросхемах, причём включение стандартное. Настоящий радиолюбитель получает удовольствие от пайки и от результата работы. Точно также как рыбак - от ловли рыбы и от кушанья ухи.
Ответить
0
rtv #
Собрал навесным монтажем, работает отлично. Намотал катушки, в алюминиевую фольгу пока заключать не стал. Вышел на огород и нашёл с помощью вашей конструкции свадебный медальон моих деда и бабушки. Большое спасибо автору статьи!
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Спасибо за отзыв! Очень рад, что устройство пригодилось
Ответить
0
gash #
О DesAlex вы не меняетесь! Помню когда я в 2010 году в 14 лет мучался с биенщиком своим первым и встретил ваш пост о клоне и программировании МК для МД, как я покупал первую свою Atmega8 в Радиокоме в доме природы.
Тут спустя 10 лет захожу на схем.нет а Вы все так же не любите биенщиков и до сих пор уберегаете начинающих от постройки)
Ответить
0
Искатель #
А можно попросить фотку вашего конструктива? Как получилось собрать, как выглядит готовый прибор. И фотку находки плиз.
rafo - а действительно почему бы вам не выложить видео как просит DesAlex, чтобы было видно как прибор реагирует на пустую ямку, брошенную монету туда и зарытую? У меня вот много приборов разных фирменных побывало на на 25 см монету закопанную далеко не каждый учует. Поэтому у меня недоверие к вашей схеме тоже есть.
Ответить
0
capriz #
И выкопаем ямку, и монету бросим, и поищем - любой каприз за ваши деньги!
Ответить
0
Сергей #
Где можно распечатку платы скачать на этот металлоискатель?
Ответить
+1

[Автор]
rafo #
Прикрепляю архив, в котором есть PDF для печати и проект в альтиум дизайнер.

Также дам пояснения к рисунку, на всякий случай. Там присутствуют свободные контактные площадки:
на TX - припаять передающую катушку,
RX - для приемной катушки,
"R7-8" - для переменных резисторов,
BA1 - пьезоизлучатель,
BAT - батарейка.
На плате есть элемент под буквой "J" - это проволочная перемычка.
Прикрепленный файл: ПП.rar
Прикрепленный файл: Рисунок платы.png
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Извиняюсь там ошибка на плате!
Эмиттер транзистора был не подключен.
Также контактная площадка для первого вывода VT1 теперь квадратная, чтобы не путаться при установке.
Прикрепленный файл: Исправлено.png
Прикрепленный файл: ПП исправлено.rar
Ответить
0
Сергей #
Подскажите пожалуйста какие размеры самой платы? Хочу распечатать её на принтере и перевести её на фольгированый текстолит
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Когда из программы сохранял чертеж для вывода на печать, указал формат 1:1... Но почему то он не хочет сохраняться так.. Вот размеры, надеюсь получится подогнать
Прикрепленный файл: размеры.png
Ответить
0
Илья #
Собрал я этот металлоискатель, все работает. Но есть одна проблема: R7 и R8 работают как-будто маленькие катушки, т.е. я подношу палец, динамик начинает трещать. Также если я прикасаюсь к потенциометрам сигнал пропадает. Плату я развел сам, но там все по схеме. И еще есть один вопрос: Почему у вас выненсен наружу только один потенциометр, там же их 2 для точной настройки?
Ответить
0

[Автор]
rafo #
У меня тоже самое было, когда корпус был пластиковый. На фото видно, что оба резистора были вынесены наружу.
Применение металлического корпуса снизило емкостный эффект от тела человека. Иногда металлический корпус заземляют на минус.
Также нужно надеть колпачки на переменники, чтобы избежать непосредственного контакта.
Отредактирован 23.10.2016 12:25
Прикрепленный файл: IMG_20161004_194646.jpg
Ответить
0
Саша #
Решил собрать данное устройство. Все сделал по описанию, очень тщательно настраивал катушки. Что получилось выжать - 20 коп как на фотке в комнате получается поймать где-то с 10 см и то только если долго ловить такую точку потенциометрами. На земле видит монету почти впритык, в земле не видит совсем, реагирует даже просто на землю. Как получить обещанные 20 см? Пробовал перематывать катушки (больше витков), добавлял фольгу - не помогает.
Ответить
0
Юра #
Сделал я по этой схеме, но у меня постоянно пищит он, а приближении к метал. предмету он молчит, как сделать чтоб было наоборот?
Ответить
0
Алексей #
Было тоже самое, замучился настраивать посадил две батареи, если и получалось настроить то чувствительность не более чем 2 см .
Ответить
0
Санёк #
Ответьте пожалуйста! Собрал, долго возился с катушками, настройками, переменникам головы скрутил - не работает, как обещано в описи! Пару сантиметров до метала получается и пищит даже на тело или цветочный горшок!
Ответить
0
Фёдор #
А если для увеличения сигнала на выходе с 3-ей ноги перед катушкой Тх впаять усилитель на двух n-p-n и p-n-p, (так применяют в пн 12/220в) и на выходе второй м/с-ки сделать тоже самое, тогда можно вместо пьезо (не у каждого найдётся), поставить динамик на о-25...0-5 ватт.
Ответить
0

[Автор]
rafo #
А зачем перед катушкой Tx? Там стоит R3 для ограничения тока передающей катушки. Если уменьшить R3, увеличится индуктивность Tx.
Чтобы поставить динамик, нужно подключить базу NPN транзистора к выходу 2-ой м/с, эмиттер на минус, а между плюсом и коллектором динамик...
Ответить
0
DesAlex #
Номинал резистора, включеного последовательно с катушкой, НИКАК не может изменить индуктивность этой самой катушки - элементарная физика, школа, 9-й класс, третья четверть - тема урока - "Индуктивность".
Ответить
0
alexus_ov #
Подскажите пожалуйста по ориентации катушек. А именно: намотал катушки 0,5 по 50 витков в диаметре 15см. Как должен идти ход витков, в одном направлении или в противоположном, при соединении концов катушек?
Ответить
0
Alexus_ov #
Спасибо. Очень интересно. Я новичок в этой области . Но для начала пойдет. Я собрал работает. С настройками конечно помучался. Вопрос: а если вместо пранзистора использовать два транзистора по составной схеме включения для увеличения коэффициента усиления, чувствительность повысится? И думаю на питание поставить стабилизатор на 9 в?
Ответить
0

[Автор]
rafo #
У указанного транзистора итак приличный коэффициент усиления (судя по измерениям около 600).
При питании от кроны 9В, стабилизатор на 9 вольт не поможет, т.к. напряжение питания стабилизатора должно быть всегда чуть больше, а батарейка садится...
Ответить
0
Фёдор #
Можно сборку дарлингтона из двух с9014, у него коэф. усил. до 1100, если при касании к потенциометрам слышно возбуждение, то их корпуса попробовать заземлить на минус.
Ответить
0
DesAlex #
Чувствительность на мишени НИКАК не связана с коэффициентом усиления транзистора. С попыткой усилить сигнал от мишени вы пропорционально усиливаете и сигнал от грунта, сигнал от всех возможных помех.
Ответить
0
Alexus_ov #
У меня R3 использован на 680 Ом, если я его уменьшу, на чувствительность повлияет? Просто у меня катушки по 50 витков, тобиш индуктивность то больше. А еще заметил нестабильность частоты генератора почему-то плавает в пределах 30-40 Гц, грешу на то что использую С1 керамический конденсатор, все же лучше пленочный?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Металлоискатель MD3010II
Металлоискатель MD3010II
Модуль измерения тока на ACS712 (30А) Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825"
вверх