М схеми металошукачів із п'єзо. Високочутливий металошукач кольорових металів – схема. Нам знадобляться інструменти

У статті представлено схему простого, але потужного металошукача на 1,5 вольт, дуже простий у повторенні. Генератори зібрані за схемою, яка має поряд корисних властивостей, одне з яких - стабільність вихідної напруги (як постійної, так і змінної) при зміні напруги живлення. У коливальний контур пошукового генератора транзисторі VT1 входить котушка L1. Він працює на частоті близько 100 кГц, що є оптимальним для такого типу металошукачів. Його частоту в невеликих межах можна змінювати змінним конденсатором C2. Другий генератор (на транзисторі VT2) є зразковим та працює на частоті близько 300 кГц.
Сигнали генераторів через резистори R2, R4 подаються на балансний змішувач, де відбувається виділення різниці частот (биття) третьої гармоніки сигналу пошукового генератора і першої зразкової гармоніки. Це зроблено підвищення чутливості — при зміні частоти пошукового генератора на частоті 10 Герц частота биття змінюється на 30 Герц, що помітно на слух.
Сигнал з виходу змішувача через конденсатор С8 надходить на вхід УЗЧ і після посилення - головні телефони BF1, BF2. Конденсатор С7 пригнічує сигнали із частотами генераторів.
При наближенні котушки пошукового генератора до металевого предмета частота генерації змінюється, тому зміниться тон сигналу в головних телефонах. За характером зміни тону можна будувати висновки про матеріал, з якого виготовлений цей предмет.
Більшість деталей монтують на друкованій платі із однобічно фольгованого склотекстоліту.

Можна застосувати транзистори серій КТ312, КТ315, КТ3102 з будь-якими літерними індексами. У балансному змішувачіможна використовувати тільки германієві транзистори серій ГТ309, ГТ313, ГТ322, ГТ346 або раніше - П416, П422, П423 з будь-якими буквеними індексами. В УЗМЧ транзистор має бути з більшим коефіцієнтом передачі струму, наприклад, КТ3102БМ - КТ3102ЕМ, КТ342БМ, КТ342ВМ - від цього залежить гучність звукового сигналу. Вимикач живлення – будь-який малогабаритний. Навушники підійдуть із опором від 8 до 32 Ом, їх з'єднують послідовно. Для їхнього підключення на корпусі металошукача можна встановити гніздо. Живлять пристрій від гальванічного елемента або акумулятора типорозміру АА або AAA, максимальний струм споживання становить близько 12 мА.
Для намотування котушки L2 застосований каркас від контуру ПЧ (455 кГц) приймача зарубіжного виробництва. Він складається з феритової "гантелі" (на яку намотують 66 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,06...0,1 мм) і феритової чашки, що накриває її, переміщенням якої регулюється індуктивність котушки. Каркас поміщений у металевий екран.

Чутливість пристрою до металевих предметів різного розміру залежить від розміру самої пошукової котушки. Для пошуку великогабаритних предметів (аркуш металу розмірами 80x80 см, кришка люка колодязя каналізації) більше підходить котушка діаметром близько 30 см. З нею досягається максимальна глибина виявлення таких предметів до 60 см.
Для пошуку дрібних предметів найкраще підходить котушка діаметром близько 120 мм. Така котушка містить 56 витків дроту ПЕЛ діаметром 0,2...0,5 мм.
Котушку ще більшого діаметру (наприклад, 300 мм) технологічніше виготовити з багатожильного екранованого кабелю "вита пара", який використовують для прокладання комп'ютерних локальних мереж. Кабель повинен містити чотири таких "пари", а котушка - чотири витки такого кабелю. Спочатку намотують два зовнішні витки і скріплюють їх у чотирьох місцях ізоляційною стрічкою. Потім намотують два внутрішні і все також обмотують ізоляційною стрічкою, бажано на матер'яній основі. Кінці кабелю обрізають з таким розрахунком, щоб "нахльостував" 5 мм...10 мм, і з них на 15 мм знімають зовнішню ізоляцію, а кінці проводів зачищають на 5 мм і залуджують.
Всі радіокомпоненти пристрою вітчизняні та мають закордонні аналоги:
L1 - котушка
R1 - 1 ком
R2 - 10 ком
R3 - 1 ком
R4 - 10 ком
R5 - 1 ком
R6 - 1 ком
R7 - 100 ком
C1 - 2200
C2 - 10...240
C3 - 4700
C4 – 0,047 мкФ
C5 - 2200
C6 - 4700
C7 – 0,047 мкФ
C8 - 2,2 мкФ х 16 вольт
VT1 - КТ315Б
VT2 - КТ315Б
VT3 - ГТ322Б
VT4 - ГТ322Б

Навіть найсерйозніші та найреспектабельніші громадяни, при слові «скарб» відчувають легке хвилювання. Ми ходимо в буквальному значенні слова скарбами, яких у нашій землі незмірно багато.

Але як заглянути під шар ґрунту, щоб достеменно знати, де копати?

Професійні шукачі скарбів користуються дорогим обладнанням, купівля якого може окупитися після однієї вдалої знахідки. Археологи, будівельники, геологи, члени пошукових товариств – користуються технікою, наданою організацією, де вони працюють.

А як бути початківцям шукачам скарбів з обмеженим бюджетом? Можна виготовити металошукач у домашніх умовах своїми руками.

Для розуміння предмета, розглянемо конструкцію та принцип роботи приладу

Популярні металошукачі працюють, використовуючи властивості електромагнітної індукції. Основні компоненти:

• передавач – генератор електромагнітних коливань
• передавальна котушка, приймальна котушка (у деяких моделях для компактності котушки об'єднані)
• приймач електромагнітних коливань
• дешифратор, що виділяє корисний сигнал із загального тла
• сигнальний пристрій (індикатор).

Генератор, за допомогою передавальної котушки, створює навколо неї електромагнітне поле (ЕМП) із заданими характеристиками. Приймач сканує навколишнє середовищета порівнює показники поля з еталонними. Якщо змін немає – у схемі нічого не відбувається.

• При попаданні в зону дії поля якого-небудь провідника (будь-який метал), базове ЕМП наводить у ньому струми Фуко. Ці вихрові струми створюють власне електромагнітне поле предмета. Приймач визначає спотворення базового ЕМП та дає сигнал на індикатор (звукове або візуальне сповіщення).
• Якщо предмет, що досліджується, не металевий, але має феромагнітні властивості, він екранує базове ЕМП, також викликаючи спотворення.

Важливо! Існує помилкова думка, що ґрунт, в якому проводяться пошуки, не повинен бути електропровідним.

Це не так. Головне, щоб електромагнітні або феромагнітні властивості середовища та об'єктів пошуку були відмінними один від одного.

Тобто, на тлі певних характеристик ЕМП, сформованого середовищем пошуку, поле окремих предметів виділятиметься.

Різновиди метал детекторів

Розуміння особливостей різних схем допоможе як вибрати готовий детектор. Якщо ви вирішите зібрати металошукач для монет своїми руками, вам не потрібно закладати в нього детектор водопровідних трубчи арматури в бетоні.

Ви спочатку повинні знати, для чого потрібен прилад, оскільки універсальні металошукачі мають високу вартість як при покупці, так і при самостійному складанні. До того ж, вузькопрофільний пристрій більш компактний і легкий.

Основні параметри

1. Глибина пошуку. Визначає проникаючу здатність для стандартних ґрунтів: нижче цієї смуги котушка не реагуватиме на артефакти.
2. Площа покриття: чим вона ширша, тим менше часу піде на «прочісування». Щоправда вибірковість і чутливість у своїй знижується.
3. Вибірковість: виділення з множини предметів необхідного об'єкта. Наприклад, при пошуку золотих прикрас на пляжі, ваш прилад не реагуватиме на сталеві шпильки для волосся, або монети.
4. Чутливість: що вона вище, то швидше знайти дрібні предмети. Правда при цьому котушка реагує на різне сміття, типу цвяхів або шпильок для волосся.
5. Перешкоднозахищеність. На датчик детектора впливає безліч сторонніх факторів: гроза, лінії електропередач, мобільні телефонита ін. Необхідно їх відфільтровувати.
6. Автономність: це витрати енергії, і запас заряду елементів живлення.
7. Дискримінація – здатність розрізняти артефакти на кшталт. На цьому параметрі зупинимося докладніше.

Схема приймача МД – другий варіант

Параметри металошукача

Робоча частота – близько 2 кГц;
- глибина виявлення монети діаметром 25 мм – 9 см;
- залізної закаткової кришки від банки – 25 см;
- Алюмінієвого листа розмірами 200x300 мм - 45 см;
- каналізаційного люка – 60 см.

Підключені до нього пошукові котушки повинні бути абсолютно однакові за розміром і намотуванням. Їх необхідно розташувати так, щоб без сторонніх металевих предметів зв'язок між ними практично був відсутній, приклади котушок наведені на малюнку.

Якщо котушки передавача та приймача розташувати саме так, то сигнал передавача в приймачі не прослуховуватиметься. При появі поблизу цієї збалансованої системи металевого предмета, в ній під дією змінного магнітного поляпередавальної котушки виникають так звані вихрові струми і, як наслідок, власне магнітне поле, яке наводить у приймальній котушці змінну ЕРС.

Сигнал, прийнятий приймачем, перетворюється телефонами на звук. Схема металошукача справді дуже проста, але незважаючи на це, досить добре працює, та й чутливість непогана. Мультивібратор передавального блоку можна зібрати і інших транзисторах аналогічної структури.

Котушки металошукача мають розмір 200х100 мм і містять близько 80 витків дротом 0.6-0.8мм. Для перевірки роботи передавача замість котушки L1 підключають навушники і переконуються в тому, що при включенні живлення чути звук. Потім, підключивши місце котушку, контролюють струм, споживаний передавачем - 5...8 мА.

Приймач налаштовують при замкнутому вході. Підбором резистора R1 у першому каскаді і R3 у другому встановлюють на колекторах відповідно транзисторів напруга, що дорівнює приблизно половині напруги живлення. Потім підбором резистора R5 домагаються, щоб струм колектора транзистора VT3 став рівним 5...8 мА. Після цього, розімкнувши вхід, підключають до нього котушку приймача L1 і, приймаючи сигнал передавача на відстані приблизно 1 м, переконуються у працездатності пристрою.

Металошукач своїми руками - як це випливає із самої назви, такі пристрої виготовляються самостійно і призначені для пошуку металевих предметів, що використовуються за досить вузьким призначенням. Однак способи їх реалізації досить різноманітні та становлять цілий напрямок у радіоелектроніці.

Металошукач М. Мартинюка

Металошукач за схемою М. Мартинюка (рис. 1) виконаний на основі мініатюрного радіопередавача, випромінювання якого модулюється звуковим сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор - низькочастотний генератор виконаний за відомою схемою симетричного мультивібратора.

Сигнал із колектора одного з транзисторів мультивібратора подається на базу транзистора високочастотного генератора (VT3). Робоча частота генератора розташовується в області частот УКХ-ЧМ радіомовного діапазону (64...108 МГц). Як котушка індуктивності коливального контурувикористаний відрізок телевізійного кабелюу вигляді витка діаметром 15...25 см.

Мал. 1. Принципова схема металошукача М. Мартинюка.

Якщо до котушки індуктивності коливального контуру наблизити металевий предмет, то частота генерації помітно зміниться. Чим ближче піднесений предмет до котушки, тим більше буде догляд частоти. Для реєстрації зміни частоти використовується звичайний радіочастотний радіоприймач, налаштований на частоту ВЧ генератора.

Систему автопідстроювання частоти приймача слід вимкнути. За відсутності металевого предмета з гучномовця приймача чутно гучний звуковий сигнал.

Якщо до котушки індуктивності піднести шматок металу, частота генерації зміниться, а гучність сигналу знизиться. Недоліком пристрою є його реакція як на металеві, а й у будь-які інші струмопровідні предмети.

Металошукач на основі низькочастотного LC-генератора

На рис. 2 - 4 показана схема металошукача з іншим принципом дії, заснованим на використанні низькочастотного LC-генератора та індикатора мостового зміни частоти. Пошукова котушка металошукача виконана відповідно до рис. 2, 3 (з корекцією числа витків).

Мал. 2. Пошукова котушка металошукача.

Мал. 3. Пошукова котушка металошукача.

Вихідний сигнал з генератора надходить на бруківку вимірювальну схему. Як нуль-індикатор мосту використаний високоомний телефонний капсуль ТОН-1 або ТОН-2, який можна замінити стрілочним або іншим зовнішнім вимірювальним приладом змінного струму. Генератор працює на частоті f1, наприклад, 800 Гц.

Міст перед початком роботи балансують на нуль підстроюванням конденсатора С * коливального контуру пошукової котушки. Частоту f2=f1, за якої міст буде збалансований, можна визначити з виразу:

Спочатку в телефонному капсулі звук відсутній. При внесенні в поле пошукової котушки L1 металевого предмета частота генерації f1 зміниться, відбудеться розбалансування моста, в телефонному капсулі буде чути звуковий сигнал.

Мал. 4. Схема металошукача з принципом дії, що ґрунтується на використанні низькочастотного LC-генератора.

Мостова схема металошукача

Мостова схема металошукача з використанням пошукової котушки, що змінює свою індуктивність при наближенні металевих предметів, представлена ​​на рис. 5. На міст подається сигнал звукової частоти низькочастотного генератора. Потенціометром R1 міст балансують відсутність звукового сигналу в телефонному капсулі.

Мал. 5. Мостова схема металошукача.

Для підвищення чутливості схеми та підвищення амплітуди сигналу розбалансу моста до його діагоналі може бути підключений підсилювач низької частоти. Індуктивність котушки L2 має бути порівнянна з індуктивністю пошукової котушки L1.

Металошукач на основі приймача з СВ діапазоном

Металошукач, що працює спільно з радіомовним супергетеродинним радіоприймачем середньохвильового діапазону, можна зібрати за схемою, показаною на рис. 6 [Р 10/69-48]. Як пошукова котушка може бути використана конструкція, зображена на рис. 2.

Мал. 6. Металошукач, що працює спільно з супергетеродинним радіоприймачем СВ-діапазону.

Пристрій є звичайним генератором високої частоти, що працює на частоті 465 кГц (проміжна частота будь-якого АМ-радіомовного приймача). Як генератор можна використовувати схеми, представлені в розділі 12.

У вихідному стані частота генератора ВЧ, змішуючись у прилеглому радіоприймачі з проміжною частотою прийнятого приймачем сигналу, призводить до утворення сигналу різницевої частоти звукового діапазону. При зміні частоти генерації (за наявності у полі дії пошукової котушки металу), тональність звукового сигналу змінюється пропорційно до кількості (об'єму) металевого предмета, його видалення, природі металу (одні метали підвищують частоту генерації, інші, навпаки, знижують).

Простий металошукач на двох транзисторах

Мал. 7. Схема простого металошукачана кремнієвому та польовому транзисторах.

Схема простого металошукача представлена ​​на рис. 7. У пристрої використано низькочастотний LC-генератор, частота якого залежить від індуктивності пошукової котушки L1. За наявності металевого предмета частота генерації змінюється, що можна почути за допомогою телефонного капсуля BF1. Чутливість такої схеми невисока, т.к. на слух визначати малі зміни частоти досить складно.

Металошукач малих кількостей магнітного матеріалу

Металошукач малих кількостей магнітного матеріалу може бути виконаний за схемою на рис. 8. Як датчик такого пристрою використана універсальна головка від магнітофона. Для посилення слабких сигналів, що знімаються з датчика, необхідно використовувати високочутливий підсилювач низької частоти, вихідний сигнал якого надходить на телефонний капсуль.

Мал. 8. Схема металошукача малих кількостей магнітного матеріалу.

Схема індикатора металу

Інший спосіб індикації наявності металу використаний у пристрої за схемою на рис.9. Пристрій містить високочастотний генератор з пошуковою котушкою індуктивності та працює на частоті f1. Для індикації величини сигналу використаний найпростіший високочастотний мілівольтметр.

Мал. 9. Принципова схема індикатора металу.

Він виконаний на діоді VD1, транзисторі VT1, конденсаторі С1 та міліамперметрі (мікроамперметрі) РА1. Між виходом генератора та входом високочастотного мілівольтметра включений кварцовий резонатор. Якщо частота генерації f1 і частота резонатора кварцового f2 збігаються, стрілка приладу буде на нулі. Варто частоті генерації змінитись в результаті внесення металевого предмета в поле пошукової котушки, стрілка приладу відхилиться.

Робочі частоти таких металошукачів зазвичай перебувають у діапазоні 0,1...2 МГц. Для початкової установки частоти генерації цього та інших приладів подібного призначення використовують конденсатор змінної ємності або конденсатор підлаштування, підключений паралельно пошуковій котушці індуктивності.

Типовий металошукач із двома генераторами

На рис. 10 наведена типова схеманайпоширенішого металошукача. Його принцип дії заснований на биття частот еталонного та пошукового генераторів.

Мал. 10. Схема металошукача із двома генераторами.

Мал. 11. Принципова схема блок-генератора для металошукача.

Однотипний вузол, загальний обох генераторів, показаний на рис. 11. Генератор виконаний за загальновідомою схемою "ємнісної триточки". На рис. 10 показано повна схемапристрої. Як пошукова котушка L1 застосовується конструкція, представлена ​​на рис. 2 та 3.

Початкові частоти генераторів мають бути однакові. Вихідні сигнали з генераторів через конденсатори С2, СЗ (рис. 10) подаються на змішувач, що виділяє різницеву частоту. Виділений звуковий сигнал через підсилювальний каскад на транзисторі VT1 надходить телефонний капсуль BF1.

Металошукач на принципі зриву частоти генерації

Металошукач може працювати і на принципі зриву частоти генерації. Схема такого пристрою зображено на рис.12. При виконанні певних умов (частота кварцового резонатора дорівнює резонансній частоті коливального LC-контуру з пошуковою котушкою) струм в ланцюзі емітера транзистора VT1 мінімальний.

Якщо резонансна частота LC-контуру помітно зміниться, генерація зірветься, а показання приладу значно зростуть. Паралельно вимірювального приладурекомендується підключити конденсатор ємністю 1...100 нФ.

Мал. 12. Схема металошукача працює на принципі порушення частоти генерації.

Металодетектори для пошуку дрібних предметів

Шукачі металу, призначені для пошуку невеликих металевих предметів у побуті, можуть бути зібрані на рис. 13 - 15 схемам.

Такі металошукачі працюють також на принципі зриву генерації: генератор, до складу якого входить пошукова котушка індуктивності, працює в критичному режимі.

Режим роботи генератора встановлений підстроєними елементами (потенціометрами) так, що найменша зміна умов його роботи, наприклад зміна індуктивності пошукової котушки, призведе до зриву коливань. Для індикації наявності/відсутності генерації використані світлодіодні індикаторирівня (наявності) змінної напруги.

Котушки індуктивності L1 та L2 у схемі на рис. 13 містять, відповідно, 50 і 80 витків дроту діаметром 0,7...0,75 мм. Котушки намотані на феритовому сердечнику 600НН діаметром 10 мм і довжиною 100... 140 мм. Робоча частота генератора близько 150 кГц.

Мал. 13. Схема простого металошукача на трьох транзисторах.

Мал. 14. Схема простого металошукача на чотирьох транзисторах зі світловою індикацією.

Котушки індуктивності L1 і L2 іншої схеми (рис. 14), виконаної відповідно до патенту ФРН(№ 2027408, 1974), мають 120 і 45 витків, відповідно, при діаметрі дроту 0,3 мм [Р 7/80-61 ]. Використаний феритовий сердечник 400НН або 600НН діаметром 8 мм та довжиною 120 мм.

Побутовий шукач металу

Побутовий шукач металу (БІМ) (рис. 15), що випускався раніше заводом «Радіоприлад» (м. Москва), дозволяє виявити дрібні металеві предмети на відстані до 45 мм. Намотувальні дані його котушок індуктивності невідомі, проте при повторенні схеми можна орієнтуватися на дані, що наводяться для приладів аналогічного призначення (рис. 13 та 14).

Мал. 15. Схема побутового шукача металу.

Література: Шустов М.А. Практична схемотехніка (Книга 1), 2003 рік

Я без сумніву можу сказати, що це найпростіший металошукач з усіх, що я бачив. В основі якого лежить лише одна мікросхема TDA0161. Вам не потрібно буде нічого програмувати - просто зібрати і все. Ще, його величезна відмінність у тому, що він при роботі не видає жодних звуків, на відміну від металошукача на мікросхемі NE555, який спочатку неприємно пищить і про знайдений метал потрібно здогадуватися за тональністю.

У цій схемі зумер починає їсти тільки тоді, коли виявить метал. Мікросхема TDA0161 – це спеціалізований промисловий варіант для індукційних датчиків. І на ній переважно будують металодетектори для виробництва, що дають сигнал при наближенні металу до індукційного датчика.
Придбати таку мікросхемку можна на -
Коштує вона не дорого і цілком доступна кожному.

Ось схема простого металошукача

Характеристики металошукача

• Напруга живлення мікросхеми: від 3,5 до 15В
• Частота генератора: 8-10 кГц
• Споживаний струм: 8-12 мА в режимі сигналізації. У стані пошуку приблизно 1 мА.
• Робоча температура: від -55 до +100 градусів.