Саморобні металошукачі: прості і складніші — на золото, чорний метал, для будівництва

Зміст

  • Принцип дії
  • Різновиди
  • Котушка та інше
  • Кілька конструкцій
  • Простіше не буває
  • Щось дивне наостанок
  • Металошукач або металодетектор призначений для виявлення предметів, що за своїм електричним і/або магнітними властивостями відрізняються від середовища, в якій вони знаходяться. Попросту кажучи, він дозволяє знаходити метал у землі. Але не тільки метал, і не тільки в грунті. Металодетекторами користуються служби огляду, криміналісти, військові, геологи, будівельники для пошуку профілів під обшивкою, арматури, звірки планів-схем підземних комунікацій, і люди багатьох інших спеціальностей.

    Металошукачі своїми руками найчастіше роблять аматори: шукачі скарбів, краєзнавці, члени військово-історичних об’єднань. Їм початківцям, і призначена в першу чергу дана стаття; описані в ній пристрої дозволяють знайти монету з радянський п’ятак на глибині до 20-30 см або залізяку з каналізаційний люк приблизно в 1-1,5 м під поверхнею. Однак цей саморобний прилад може стати в нагоді і на господарстві при ремонті або на будівництві. Нарешті, виявивши в землі центнер-інший кинутої труби або металоконструкцій і здавши знахідку в металобрухт, можна виручити пристойну суму. А подібних скарбів в землі російській точно більше, ніж піратських скринь з дублонами або боярсько-розбійницьких схованок з єфимками.

    Примітка: якщо ви не обізнані в електротехніці з радіоелектронікою, не лякайтеся схем, формул та спеціальної термінології в тексті. Сама суть викладається просто, і в кінці буде опис приладу, який можна зробити за 5 хв на столі, не вміючи не те що паяти, а проводки скрутити. Але він дозволить «помацати» особливості пошуку металів, а виникне інтерес – прийдуть і знання з навичками.

    металошукач Пірат

    Трохи більше уваги порівняно з іншими буде приділено металошукачу «Пірат», див. рис. Цей прилад досить простий для повторення початківцями, але за своїми якісними показниками не поступається багатьом фірмовим моделям ціною до $300-400. А головне – він показав відмінну повторюваність, тобто повну працездатність при виготовленні за описами і специфікаціям. Схемотехніка і принцип дії «Пірата» цілком сучасні; за його налаштуванні і методикою використання є досить посібників.

    Принцип дії

    Металошукач діє за принципом електромагнітної індукції. Загалом схема металошукача складається з передавача електромагнітних коливань, що передає котушки, приймальні котушки приймача, схеми виділення корисного сигналу (дискримінатора) і пристрою індикації. Окремі функціональні вузли часто об’єднують схемотехнически і конструктивно, напр., приймач і передавач можуть працювати на одну котушку, приймальна частина відразу виділяє корисний сигнал і т. п.

    Принцип дії металошукача

    Котушка створює в середовищі електромагнітне поле (ЕМП) визначеної структури. Якщо в зоні його дії виявляється електропровідний предмет, поз. А на рис., в ньому наводяться вихрові струми або струми Фуко, які створюють його власне ЕМП. В результаті структура поля котушки спотворюється, поз. Б. Якщо ж предмет не електропровідний, але володіє феромагнітними властивостями, то він спотворює вихідне поле за рахунок екранування. У тому і іншому випадку приймач вловлює відміну ЕМП від вихідного і перетворює його в акустичний і/або оптичний сигнал.

    Примітка: в принципі для металошукача не обов’язково, щоб предмет був електропровідним, грунт – ні. Головне, щоб їх електричні та/або магнітні властивості відрізнялися.

    Детектор або сканер?

    У комерційних джерелах дорогі високочутливі металодетектори, напр. Терра-Н, нерідко називають геосканерами. Це невірно. Геосканеры діють за принципом вимірювання електропровідності грунту за різними напрямками на різній глибині, ця процедура називається боковим каротажем. За даними каротажу комп’ютер будує на дисплеї картинку всього, що в землі, включаючи різні за властивостями геологічні шари.

    Різновиди
    Загальні параметри

    Принцип дії металодетектора можливо втілити технічно різними способами відповідно до призначення приладу. Металошукачі для пляжного золотоискательства та будівельно-ремонтного пошуку зовні можуть бути схожі, але істотно відрізнятися за схемою і технічними даними. Щоб правильно зробити металошукач, потрібно чітко уявляти собі, яким вимогам він повинен відповідати для даного виду роботи. Виходячи з цього, можна виділити наступні параметри пошукових детекторів металу:

  • Проницание, або проникаюча здатність – максимальна глибина, на яку поширюється ЕМП котушки в грунті. Глибше прилад нічого не виявить при будь-якому розмірі і властивості об’єкта.
  • Величина і розміри зони пошуку – уявна область в землі, в якій об’єкт буде виявлено.
  • Чутливість – здатність виявляти більш чи менш дрібні предмети.
  • Вибірковість – здатність сильніше реагувати на бажані знахідки. Солодка мрія пляжних старателів – детектор, який пищить тільки на дорогоцінні метали.
  • Завадостійкість – здатність не реагувати на ЕМП сторонніх джерел: радіостанцій, грозових розрядів, ЛЕП, електротранспорту та ін. джерел перешкод.
  • Мобільність і оперативність визначаються енергоспоживанням (на скільки батарейок вистачить), массогабаритами приладу і розмірами зони пошуку (скільки можна «прищепити» за 1 прохід).
  • Дискримінація, або роздільна здатність – дає оператору або керуючому мікроконтролеру можливість по реакції приладу судити про характер знайденого об’єкта.
  • Дискримінація, в свою чергу, параметр складовою, т. к. на виході металошукача наявна 1, максимум 2 сигналу, а величин, які визначають властивості та розташування знахідки, більше. Тим не менше, з урахуванням зміни реакції приладу під час наближення до об’єкта, у ньому виділяються 3 складових:

    • Просторова – свідчить про розташування об’єкта в зоні пошуку і глибини його залягання.
    • Геометрична – дає можливість судити про форму та розміри об’єкта.
    • Якісна – дозволяє будувати припущення про властивості матеріалу об’єкта.

    Робоча частота

    Всі параметри металошукача пов’язані складним чином і багато взаємозв’язку взаємовиключні. Так, напр., зниження частоти генератора дозволяє добитися більшого проникнення і зони пошуку, але ціною збільшення енергоспоживання, і погіршує чутливість і мобільність внаслідок зростання розмірів котушки. В цілому ж кожен параметр і їх комплекси так чи інакше прив’язані до частоти генератора. Тому первісна класифікація металошукачів будується по діапазону робочих частот:

  • Наднизькочастотні (СНЧ) – до перших сотень Гц. Абсолютно не аматорські прилади: енергоспоживання від десятків Вт, без комп’ютерної обробки за сигналом ні про що не можна судити, для переміщення потрібен автотранспорт.
  • Низькочастотні (НЧ) – від сотень Гц до декількох кГц. Прості схемотехнически і конструктивно, помехоустойчивы, але мало чутливі, дискримінація погана. Проницание – до 4-5 м при енергоспоживанні від 10 Вт (т. зв. глибинні металодетектори) або до 1-1,5 м при живленні від батарей. Гостріше реагують лише на феромагнітні матеріали (чорний метал) або великі маси діамагнітних (бетонні та кам’яні будівельні конструкції), тому іноді називаються магнитодетекторами. До властивостей грунту мало чутливі.
  • Підвищеної частоти (ПЧ) до декількох десятків кГц. Складніше НЧ, але вимоги до котушці невисокі. Проницание – до 1-1,5 м, завадостійкість на трієчку, хороша чутливість, задовільна дискримінація. Можуть бути універсальними при використанні в імпульсному режимі, див. нижче. На обводнених або мінералізованих грунтах (з уламками або частками скельних порід, екрануючих ЕМП) працюють погано або зовсім нічого не чують.
  • Високою, або радіочастоти (ВЧ або РЧ) – типові металошукачі «на золото»: відмінна дискримінація на глибину до 50-80 см в сухих непровідних і немагнітних грунтах (пляжний пісок тощо) Енергоспоживання – як в перед. п. Решта – на межі незадовільної оцінки. Ефективність приладу багато в чому залежить від конструкції і якості виконання котушки (обмотки).
  • Примітка: мобільність металошукачів пп. 2-4 хороша: від одного комплекту сольових елементів («батарейок») АА і без перевтоми оператора можна працювати до 12 год.

    Осібно стоять імпульсні металошукачі. У них первинний струм на котушку надходить імпульсами. Задавши частоту слідування імпульсів в межах НЧ, а їх тривалість, яка визначає спектральний склад сигналу, що відповідає діапазонам ПЧ-ВЧ, можна отримати металодетектор, що поєднує в собі позитивні властивості НЧ, ПЧ і ВЧ або перебудовується.

    Метод пошуку

    Налічується не менше 10 методів пошуку предметів з допомогою ЕМП. Але такі, як, скажімо, метод безпосередньої оцифровки відповідного сигналу з комп’ютерною обробкою – доля професійного застосування.

    Саморобний металошукач схемотехнически будують найбільше наступними способами:

    • Параметричним.
    • Приймально-передавальним.
    • З накопиченням фази.
    • На биениях.

    Без приймача

    Параметричні металошукачі в деякому роді випадають з визначення принципу дії: у них немає ні приймача, ні приймальної котушки. Для детекції використовується безпосередньо вплив об’єкта на параметри котушки генератора – індуктивність і добротність, а структура ЕМП значення не має. Зміна параметрів котушки веде до зміни частоти і амплітуди виробляються коливань, що фіксується різними способами: вимірюванням частоти і амплітуди, по зміні струму споживання генератора, вимірювання напруги в петлі ФАПЧ (системи фазового автопідстроювання частоти, «підтягуючою» її до заданого значення) та ін.

    Параметричні металошукачі прості, дешеві і помехоустойчивы, але користування ними вимагає певних навиків, оскільки частота «пливе» під впливом зовнішніх умов. Чутливість у них слабка; більш за все використовуються як магнитодетекторы.

    З приймачем і передавачем

    Пристрій приймально-передавального металошукача показано на рис. на початку, до пояснення принципу дії; там описано і принцип роботи. Такі прилади дозволяють домогтися найкращої ефективності в своєму діапазоні частот, але складні схемотехнически, вимагають особливо якісної системи котушок. Приемопередающие металошукачі з однією котушкою називаються індукційними. Їх повторюваність краще, т. к. проблема правильного розташування котушок відносно один одного відпадає, але схемотехніка складніше – потрібно виділити слабкий вторинний сигнал на тлі сильного первинного.

    Примітка: в імпульсних приймальнопередаючих металошукачі від проблеми виділення також вдається позбутися. Пояснюється це тим, що в якості вторинного сигналу «ловлять» т. зв. «хвіст» переизлученного об’єктом імпульсу. Первинний імпульс внаслідок дисперсії при переизлучении розпливається, і частина вторинного імпульсу виявляється в проміжку між первинними, звідки її неважко виділити.

    До клацання

    Металошукачі з накопиченням фази, або фазочуттєві, бувають або однокотушковими імпульсними, або з 2-ма генераторами, що працюють кожен на свою котушку. У першому випадку використовується той факт, що імпульси при переизлучении не тільки розпливаються, але і затримуються. В часі зсув фаз наростає; коли він досягає певної величини, дискримінатор спрацьовує і в навушниках лунає клацання. По мірі наближення до об’єкта клацання стають частіше і зливаються в звук все більш високого тону. Саме на цьому принципі побудований «Пірат».

    У другому випадку техніка пошуку та ж, але працюють 2 строго симетричних електрично і геометрично генератора, кожен на свою котушку. При цьому внаслідок взаємодії ЕМП відбувається взаємна синхронізація: генератори працюють в такт. При спотворенні загальної ЕМП починаються зриви синхронізації, чутні як ті ж клацання, а потім тон. Двухкатушечные металошукачі зі зривом синхронізації простіше імпульсних, але менш чутливі: проницание їх в 1,5-2 рази менше. Дискримінація в обох випадках близька до відмінною.

    Фазочуттєві металодетектори – улюблені інструменти курортних старателів. Аси пошуку налаштовують свої прилади так, що точно над об’єктом звук знову пропадає: частота проходження клацань переходить в ультразвукову область. Таким способом на ракушечном пляжі вдається знаходити золоті сережки розміром з ніготь на глибині до 40 див. Однак на грунті з дрібними неоднорідностями, обводнених і мінералізованому, металошукачі з накопиченням фази поступаються іншим, крім параметричних.

    По писку

    Биття 2-х электросигналов – сигнал з частотою, рівній сумі або різниці основних частот вихідних сигналів або кратних їм – гармонік. Так, напр., якщо на входи спеціального пристрою – змішувача – подати сигнали з частотами 1 МГц і 1 000 500 Гц або 1,0005 МГц, а до виходу змішувача підключити навушники або динамік, то почуємо чистий тон 500 Гц. А якщо 2-й сигнал буде 200 100 Гц або 200,1 кГц, станеться те ж саме, т. к. 200 100 х 5 = 1 000 500; ми «зловили» 5-ю гармоніку.

    У металошукачі на биениях діють 2 генератора: опорний і робочий. Котушка коливального контуру опорного маленька, захищена від сторонніх впливів, або його частота стабілізована кварцовим резонатором (попросту – кварцом). Контурна котушка робочого (пошукового) генератора – пошукова, і його частота залежить від наявності предметів в зоні пошуку. Перед пошуком робочий генератор налаштовують на нульові биття, тобто до збігу частот. Повного нуля звуку, як правило, не домагаються, а налаштовують до дуже низького тону або хрипа, так зручніше шукати. По зміні тону биттів судять про наявність, величиною, властивості і розташуванні об’єкта.

    Примітка: найчастіше частоту пошукового генератора беруть в кілька разів нижче опорної і працюють на гармоніках. Це дозволяє, по-перше, уникнути шкідливого в даному випадку взаємного впливу генераторів; по-друге, точніше налаштувати прилад, по-третє, вести пошук на оптимальною в даному випадку частоті.

    Металошукачі на гармоніках загалом складніше імпульсних, однак працюють на будь-якому грунті. Правильно виготовлені і налаштовані, вони не поступаються імпульсним. Про це можна судити хоча б з того, що золотошукачі-пляжники ніяк не зійдуться на думці, що ж краще: импульсник або на биениях?

    Котушка та інше

    Найпоширеніша помилка початківців радіоаматорів – абсолютизація схемотехніки. Мовляв, якщо схема «крута», то все буде тіп-топ. Щодо металошукачів це подвійно невірно, т. к. їх експлуатаційні достоїнства найсильнішим чином залежать від конструкції і якості виготовлення пошукової котушки. Як висловився якийсь курортний старатель: «Знаходяться детектора повинна тягнути кишеню, а не ноги».

    При розробці приладу його схему і параметри котушки підганяють один до одного до отримання оптимуму. Певна схема з «чужою» котушкою якщо і запрацює, то до заявлених параметрів не дотягне. Тому, вибираючи прототип для повторення, дивіться передусім опис котушки. Якщо воно неповне або неточне – краще будувати інший прилад.

    Про розміри котушки

    Велика (широка) котушка ефективніше випромінює ЕМП і глибше «просвітить» грунт. Її зона пошуку ширше, що дозволяє зменшити «знаходяться ногами». Однак, якщо в зоні пошуку виявиться великий непотрібний предмет, його сигнал «заб’є» слабкий від шуканої дрібниці. Тому бажано брати або робити металодетектор, розрахований на роботу з котушками різного розміру.

    Примітка: типові діаметри котушок 20-90 мм для пошуку арматури і профілів, 130-150 мм «на пляжне золото» і 200-600 мм «на велику залізо».

    Монопетля

    Традиційний тип котушки детектора металу т. зв. тонка котушка або Mono Loop (одинарна петля): кільце з багатьох витків емальованого мідного дроту шириною і товщиною раз в 15-20 менше середнього діаметра кільця. Переваги котушки-монопетли – слабка залежність параметрів від типу грунту, звужується донизу зона пошуку, що дозволяє, рухаючи детектор, точніше визначати глибину і розташування знахідки, і конструктивна простота. Недоліки – мала добротність, чому в процесі пошуку «пливе» настройка, схильність перешкод і розпливчаста реакція на об’єкт: робота з монопетлей вимагає значного досвіду користування даним конкретним екземпляром приладу. Саморобні металошукачі початківцям рекомендується робити з монопетлей, щоб без особливих проблем отримати працездатну конструкцію і придбати з нею пошуковий досвід.

    Індуктивність

    При виборі схеми, щоб переконатися в достовірності обіцянок автора, і тим більше при самостійному конструюванні або доопрацювання, потрібно знати індуктивність котушки і вміти розраховувати. Навіть якщо ви робите металошукач з покупного набору, індуктивність все одно потрібно перевірити вимірюваннями або розрахунком, щоб не ламати потім голову: чому, ось ніби все справно, а не пищить.

    Калькулятори для розрахунку індуктивності котушок є в інтернеті, але комп’ютерна програма всі випадки практики передбачити не може. Тому на рис. дана стара, перевірена десятиліттями номограма для розрахунку багатошарових котушок; тонка котушка – приватний випадок багатошаровою.

    Номограма для розрахунку багатошарових котушок

    Для розрахунку пошукової монопетли номограммой користуються наступним чином:

    • Беремо величину індуктивності L з опису приладу і розміри петлі D, l і t звідти ж або, за своїм вибором; типові значення: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 див.
    • За номограмою визначаємо кількість витків w.
    • Задаємося коефіцієнтом укладання k = 0,5, за розмірами l (висота котушки) і t (ширина її) визначаємо площу перерізу петлі і знаходимо площу чистої міді у ній як S = klt.
    • Поділивши S w, отримаємо переріз обмотувального дроту, а по ньому – діаметр дроту d.
    • Якщо вийшло d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В іншому випадку збільшуємо l і t при d>0,8 мм або зменшуємо при d<0,5 мм.

    Завадостійкість

    Екран Фарадея

    Монопетля добре «ловить» перешкоди, т. к. влаштована так само, як рамкова антена. Збільшити її завадостійкість можна, по-перше, помістивши обмотку у т. зв. екран Фарадея (Faraday shield): металеву трубку, оплітку або обмотку з фольги з розривом, щоб не утворився короткозамкнений виток, який «з’їсть» усі ЕМП котушки, див. рис. справа. Якщо на вихідній схемі біля позначення пошукової котушки є пунктирна лінія (див. схеми тощо), то це означає, що котушка даного приладу обов’язково повинна бути поміщена в екран Фарадея.

    Також обов’язково екран з’єднується із загальним проводом схеми. Тут таїться пастка для новачків: заземлюючий провідник потрібно підключати до екрану строго симетрично розрізу (див. той же рис.) і підводити його до схемі також симетрично щодо сигнальних проводів, інакше перешкоди все-таки «пролізуть» в котушку.

    Екран поглинає і деяку частку пошукового ЕМП, що знижує чутливість приладу. Цей ефект особливо помітний в імпульсних металошукачі; їх котушки взагалі не можна екранувати. У такому разі збільшення перешкодозахищеності можна домогтися, симметрируя обмотку. Суть в тому, що для віддаленого джерела ЕМП котушка – точковий об’єкт, і е. д. с. перешкод у її половинах подавлять один одного. Симетрична котушка може знадобитися і схемно, якщо генератор двотактний або індуктивна трехточка.

    Способи симетрування котушок індуктивності

    Однак симметрировать котушку звичним радіоаматорам бифиллярным способом (див. рис.) в даному випадку не можна: при знаходженні в поле бифиллярной котушки проводять та/або феромагнітних предметів її симетрія порушується. Тобто, завадостійкість металошукача пропаде як раз тоді, коли вона найбільше потрібна. Тому симметрировать котушку-монопетлю потрібно перехресної намотуванням, див. той же рис. Її симетрія не порушується ні за яких обставин, але мотати тонку котушку з великою кількістю витків перехресним способом – пекельна праця, і тоді краще зробити корзиночную котушку.

    Кошик

    Кошикові котушки мають всі переваги монопетель ще більшою мірою. До того ж, котушки-кошики стабільніше, їх добротність вище, а те, що котушка плоска – подвійний плюс: чутливість і дискримінація зростуть. До перешкод кошикові котушки менш сприйнятливі: шкідливі е. д. с. в перехрещуються проводах гасять один одного. Єдиний мінус – для котушок-кошиків потрібна точно зроблена жорстка і міцна оправлення: загальна сила натягу багатьох витків досягає великих величин.

    Корзиночная котушка для металошукача Пірат

    Кошикові котушки конструктивно бувають плоскими і об’ємними, але електрично об’ємна «кошик» еквівалентна плоскою, тобто створює таку ж ЕМП. Об’ємна корзиночная котушка ще менш чутлива до перешкод і, що важливо для імпульсних металошукачів, дисперсія імпульсу в ній мінімальна, тобто легше зловити дисперсію, викликану об’єктом. Переваги оригінального металошукача «Пірат» багато в чому обумовлені тим, що його «рідна» котушка – об’ємна кошик (див. рис.), однак її намотування складна і трудомістка.

    Новачкові краще самостійно мотати плоску кошик, див. рис. нижче. Для металошукачів «на золото» або, скажімо, для описаних далі металошукача-«метелики» і простого приемопередающего 2-катушечная хорошою оправленням будуть негідні комп’ютерні диски. Їх металізація не зашкодить: вона дуже тонка і нікелева. Неодмінна умова: непарне, і ніяк інакше, число прорізів. Номограма для розрахунку плоскої кошики не вимагається; розрахунок ведуть таким чином:

    • Задаються діаметром D2, рівним зовнішньому діаметру оправки мінус 2-3 мм, і беруть D1 = 0,5D2, це оптимальне співвідношення для пошукових котушок.
    • За формулою (2) на рис. обчислюють кількість витків.
    • По різниці D2 – D1 з урахуванням коефіцієнта плоскої укладання 0,85 обчислюють діаметр проводи в ізоляції.

    Плоска корзиночная котушка

    Як не треба і треба мотати кошики

    Деякі любителі беруться самостійно мотати об’ємні кошики способом, показаним на рис. нижче: роблять оправку з ізольованих цвяхів (поз. 1) або саморізів, мотають за схемою, поз. 2 (в даному випадку, поз. 3, для кількості витків, кратного 8; через кожні 8 витків «візерунок» повторюється), потім запенивают, поз. 4, оправлення витягують, а зайву піну обрізають. Але незабаром виявляється, що натягнуті витки порізали піну і вся робота пішла некруто. Тобто, щоб намотати надійно, потрібно відрізки міцного пластику вставити в отвори основи, і тільки тоді мотати. І пам’ятайте: самостійний розрахунок об’ємної кошикові котушки без відповідних комп’ютерних програм неможливий; методика для плоскої кошика в даному випадку не застосовується.

    Кустарна намотування котушки кошикові

    ДД котушки

    Принцип дії котушок Монопетля і ДД

    ДД в даному випадку означає не дальнодействие, а подвійний або дифферециальный детектор; в оригіналі – DD (Double Detector). Це котушка з 2-х однакових половин (плечей), складених з деяким перетином. При точному електричному і геометричному балансі плечей ДД пошукове ЕМП стягується в зону перетину, праворуч на рис; зліва – котушка-монопетля і її полі. Найменша неоднорідність простору в зоні пошуку викликає розбаланс, і з’являється різкий сильний сигнал. ДД-котушка дозволяє недосвідченому шукачеві виявити дрібний глибокий добре провідний предмет, коли поруч з ним і вище залягла іржава банку.

    Котушки ДД чітко орієнтовані «на золото»; всі металошукачі з маркуванням GOLD комплектуються ними. Однак на дрібно-неоднорідних та/або проводять грунтах вони або зовсім відмовляють, або часто дають помилкові сигнали. Чутливість ДД котушки дуже висока, але дискримінація близька до нульової: сигнал або граничний, або його зовсім немає. Тому металодетектори з ДД котушками воліють шукачі, яких цікавить лише «знаходяться на кишеню».

    Примітка: детальніше про ДД котушках можна буде дізнатися далі в описі відповідного металошукача. Мотають плечі ДД або внавал, як монопетлю, на спеціальній оправці, див. далі, або кошиками.

    Як кріпити котушку

    Готові каркаси і оправки для пошукових котушок продаються в широкому асортименті, але з накрутками продавці не соромляться. Тому багато любителів роблять основу котушки з фанери, зліва на рис.:

    Саморобні оправки для металошукачів, котушок

    Однак це не вихід: фанера досить сильно поглинає ЕМП, дає велику паразитне дисперсію імпульсів, а намокнувши, здатна взагалі заглушити прилад. Кращий варіант – комп’ютерний диск або пластикова тарілка або блюдце, праворуч там же. Склавши 2 посудини і склеївши, можна отримати герметичний корпус котушки. Для котушок складних (кошиків, ДД) оптимальний матеріал оправки стільниковий полікарбонат. Він міцний, стійкий, впливає на ЕМП, легко обробляється.

    Кілька конструкцій
    Параметричні

    Самий простий металошукач для пошуку арматури, проводки, профілів і комунікацій в стінах і перекриттях можна зібрати за рис. Стародавній транзистор МП40 без всякого змінюється на КТ361 або його аналоги; щоб застосувати транзистори pnp, потрібно поміняти полярність батарейки.

    Найпростіший металошукач

    Цей металошукач – магнитодетектор параметричного типу, що працює на НЧ. Тон звуку в навушниках можна змінювати, підбираючи ємність С1. Під впливом об’єкта тон знижується, на відміну від усіх інших типів, тому спочатку потрібно домагатися «комариного писку», а не хрипа або бурчання. Прилад відрізняє проводку під струмом від «порожній», на тон накладається гул 50 Гц.

    Схема – імпульсний генератор з індуктивною зворотним зв’язком і стабілізацією частоти LC-контуром. Контурна котушка – вихідний трансформатор від старого транзисторного приймача або малопотужний «базарно-китайський» силовий низьковольтний. Дуже добре підходить трансформатор від негодящого джерела живлення польської антени, в його корпусі, зрізавши мережеву вилку, можна зібрати весь пристрій, тоді живити його краще від літієвої батарейки-таблетки на 3 Ст. Обмотка II на рис. – первинна або мережева; I – вторинна або знижувальна на 12 Ст. Саме так, генератор працює з насиченням транзистора, що забезпечує незначне енергоспоживання і широкий спектр імпульсів, що полегшує пошук.

    Металошукач з простим кварцовим фільтром

    Щоб перетворити трансформатор в датчик, його магнітопровід потрібно розімкнути: зняти каркас з обмотками, прибрати прямі перемички сердечника – ярма – а Ш-подібні пластини скласти в одну сторону, як праворуч на рис., потім надіти обмотки назад. При справних деталях прилад починає працювати відразу; якщо ні – потрібно поміняти місцями кінці будь-якої з обмоток.

    Параметрична схема складніше – на рис. справа. L з конденсаторами С4, С5 і С6 налаштовується на 5, 12,5 і 50 кГц, а кварц пропускає на вимірювач амплітуди 10-ю, 4-ю гармоніки і основний тон відповідно. Схемка більше на любителя попаять на столі: метушні з налаштуванням багато, а «чуття», як кажуть, ніяке. Наводиться тільки для прикладу.

    Приемопередающий

    Приемопередающий металошукач і котушки для нього

    Набагато чутливіші приемопередающий металошукач з ДД катушкою, який можна без особливих зусиль зробити в домашніх умовах, див. рис. Зліва – передавач; праворуч – приймач. Там же описані властивості різних типів ДД.

    Цей металошукач – НЧ; пошукова частота близько 2 кГц. Глибина виявлення: радянський п’ятак – 9 см, консервна бляшанка – 25 см, каналізаційний люк – 0,6 м. Параметри «троечные», але можна освоїти методику роботи з ДД, перш ніж переходити до більш складних конструкцій.

    Котушки містять по 80 витків дроту ПЕ 0,6-0,8 мм, намотаних внавал на оправку товщиною 12 мм, креслення якої показаний на рис. зліва. Взагалі прилад до параметрів котушок не критичний, були б точно однакові і розташовані строго симетрично. В цілому, хороший та дешевий тренажер для тих, хто хоче освоїти будь-яку техніку пошуку, в т. ч. «на золото». Хоча чутливість цього металошукача і невисока, але дискримінація дуже хороша незважаючи на використання ДД.

    Креслення оправки для намотування ДД котушок

    Для налагодження приладу спочатку замість L1 передавача включають навушники і по тону в них переконуються, що генератор працює. Потім закорочувати L1 приймача і підбором R1 і R3 встановлюють на колекторів VT1 і VT2 відповідно напруга, що дорівнює приблизно половині напруги живлення. Далі R5 виставляють ток колектора VT3 в межах 5..8 мА, розмикають L1 приймача і все, можна шукати.

    З накопиченням фази

    Конструкції в цьому розділі показують всі переваги методу накопичення фази. Перший металошукач переважно будівельного призначення обійдеться дуже недорого, оскільки його найбільш трудомісткі частини зроблені з картону, див. рис.:

    Простий імпульсний металошукач

    Налагодження прилад не вимагає; інтегральний таймер 555 – аналог вітчизняної ІМС (інтегральної мікросхеми) К1006ВИ1. Всі перетворення сигналу відбуваються в ній; спосіб пошуку – імпульсний. Єдина умова – динамік потрібен п’єзоелектричний (кристалічний), звичайний динамік або навушники перевантажать ІМС і вона скоро вийде з ладу.

    Індуктивність котушки – близько 10 мГн; робоча частота – в межах 100-200 гц. При товщині оправки в 4 мм (1 шар картону) котушка діаметром 90 мм містить 250 витків дроту ПЕ 0,25, а 70-мм – 290 витків.

    Металошукач Метелик

    Металошукач «Метелик», див. рис. праворуч, за своїми параметрами вже близький до професійних приладів: радянський п’ятак знаходить на глибині 15-22 см в залежності від ґрунту; каналізаційний люк – на глибині до 1 м. Діє на зривах синхронізації; схема, плата і вид монтажу – на рис. нижче. Врахуйте, тут 2 окремі котушки діаметром 120-150 мм, а не ДД! Перетинатися вони не повинні! Обидва динаміка – п’єзоелектричні, як і в перед. випадку. Конденсатори – термостабільні, слюдяні або високочастотні керамічні.

    Властивості «Метелики» покращаться, а налаштувати її буде простіше, якщо, по-перше, намотати котушки плоскими кошиками; індуктивність визначається по заданій робочій частоті (до 200 кГц) і ємкостей контурних конденсаторів (по 10 000 пФ на схемі). Діаметр дроту – від 0,1 до 1 мм, чим більше, тим краще. Відведення в кожній котушці робиться від третини витків рахуючи від холодного (нижнього за схемою) кінця. По-друге, якщо окремі транзистори замінити 2-х транзисторної складанням схем дифусилителей К159НТ1 або її аналогами; вирощена на одному кристалі пара транзисторів має абсолютно однакові параметри, що важливо для схем зі зривом синхронізації.

    Схема і монтаж металошукача Метелик

    Для налагодження «Метелики» потрібно точно підігнати індуктивності котушок. Автор конструкції рекомендує розсовувати-зрушувати витки або підлаштовувати котушки феритом, але з точки зору електромагнітної і геометричної симетрії краще буде підключити паралельно ємкостей по 10 000 пФ підстроювальні конденсатори на 100-150 пФ і крутити їх при налаштуванні в різні сторони.

    Власне налагодження нескладно: тільки що зібраний прилад пищить. По черзі підносимо до котушок алюмінієву каструльку або пивну банку. До однієї – писк стає вище і голосніше; до другого – нижче і тихіше або зовсім замовкає. Тут трохи додаємо ємності подстроечника, а в протилежному плечі прибираємо. За 3-4 циклу можна добитися повної тиші в динаміках – прилад готовий до пошуку.

    Ще про «Пирате»

    Повернемося до прославленому «Пірата»; він імпульсний приемопередающий з накопиченням фази. Схема (див. рис.) дуже прозора і може вважатися класикою для даного випадку.

    Схема металошукача Пірат

    Передавач складається з задаючого генератора (ЗГ) на тому ж 555-м таймері і потужного ключа на Т1 і Т2. Зліва – варіант ЗГ без ІМС; в ньому доведеться виставити по осцилографу частоту проходження імпульсів 120-150 Гц R1 і тривалість імпульсу 130-150 мкс R2. Котушка L – загальна. Обмежувач на діодах D1 і D2 на струм від 0,5 А рятує підсилювач приймача QP1 від перевантаження. На QP2 зібраний дискримінатор; разом вони складають здвоєний операційний підсилювач К157УД2. Власне «хвостики» переизлученных імпульсів накопичуються в ємності С5; коли «резервуар наповнюється», на виході QP2 проскакує імпульс, який посилюється Т3 і дає клацання в динаміці. Резистором R13 регулюється швидкість заповнення «резервуара» і, отже, чутливість приладу. Ще про «Пирате» можна дізнатися з відео:

    Відео: металошукач «Пірат»

    а про особливості його налаштування – з наступного ролика:

    Відео: налаштування порогу металошукача «Пірат»

    На биениях

    Охочі відчути всі принади процесу пошуку на биениях зі змінними котушками можуть зібрати металошукач за схемою на рис. Його особливість, по-перше, економічність: вся схема зібрана на КМОН-логіки та відсутність об’єкту споживає дуже маленький струм. Друге – прилад працює на гармоніках. Опорний генератор на DD2.1-DD2.3 стабілізовано кварцом ZQ1 на 1 МГц, а пошуковий на DD1.1-DD1.3 працює на частоті близько 200 кГц. При настройці приладу перед пошуком потрібну гармоніку «ловлять» варикапом VD1. Змішання робочого і опорного сигналів відбувається в DD1.4. Третє – цей металошукач придатний для роботи зі змінними котушками.

    Металошукач на биениях на логічних мікросхемах

    ІМС 176-ї серії краще замінити на такі ж 561-й, струм споживання зменшиться, а чутливість приладу зросте. Замінювати старі радянські високоомні навушники ТОН-1 (краще ТОН-2) на низькоомних від плеєра просто так не можна: вони перенавантажать DD1.4. Потрібно або поставити підсилювач нібито «піратського» (C7, R16, R17, T3 і динамік на схемі «Пірата»), або використовувати пьезодинамик.

    Налаштування після складання цей металошукач не вимагає. Котушки – монопетли. Їх дані на оправці товщиною 10 мм:

    • Діаметр 25 мм – 150 витків ПЕВ-1 0,1 мм.
    • Діаметр 75 мм – 80 витків ПЕВ-1 0,2 мм.
    • Діаметр 200 мм – 50 витків ПЕВ-1 0,3 мм.

    Простіше не буває

    Тепер виконаємо дане спочатку обіцянку: розповімо, як зробити, нічогісінько не розуміючи в радіотехніці, металодетектор, який шукає. Металошукач «простіше простого» збирається з радіоприймача, калькулятора, картонній або пластикової коробки з відкидною кришкою і відрізків двостороннього скотчу.

    Металошукач «з радіо» імпульсний, проте для виявлення об’єктів використовується не дисперсія і не запізнювання з накопиченням фази, а поворот вектора магнітного ЕМП при переизлучении. На форумах про це пристрої пишуть різне, від «супер» до «відстій», «розводка» і слів, які на листі вживати не прийнято. Так от, щоб вийшло якщо не «супер», але хоча б цілком працездатний пристрій, його складові частини – приймач і калькулятор – повинні задовольняти певним вимогам.

    Калькулятор потрібен самий раздрянной і дешевий, «альтернативний». Роблять такі в офшорних підвальчик. Про норми на електромагнітну сумісність побутової техніки там поняття не мають, а якщо про щось таке і чули, то чхать хотіли від душі і зверхньо. Тому тамтешні вироби є досить потужними джерелами імпульсних перешкод; їх дає тактовий генератор калькулятора. В даному випадку його строб-імпульси в ефірі використовуються для зондування простору.

    Приймач теж потрібен дешевий, від таких виробників, без всяких засобів підвищення завадостійкості. У ньому повинен бути АМ діапазон і, що абсолютно необхідно, магнітна антена. Оскільки приймачі з прийомом коротких хвиль (КВ, SW) на магнітну антену рідко продаються і коштують дорого, доведеться обмежитися середніми хвилями (СВ, MW), але зате це полегшить налаштування.

    Далі робимо наступне:

    Металошукач з радіоприймача і калькулятора

  • Розгортаємо коробку з кришкою у книжку.
  • На тильні сторони калькулятора і радіо наклеюємо смужки скотчу і закріплюємо обидва пристрої в коробці, див. рис. справа. Приймач – бажано в кришці, щоб був доступ до органів управління.
  • Включаємо приймач, шукаємо налаштуванням на максимальній гучності вгорі АМ діапазону (діапазонів) ділянку, вільну від радіостанцій і як можна більш чистий від ефірних шумів. Для СВ це буде в районі 200 м або 1500 кГц (1,5 МГц).
  • Включаємо калькулятор: приймач повинен загудіти, захрипеть, заричати; загалом, дати тон. Гучність не прибираємо!
  • Якщо тони немає, обережно і плавно підлаштовуємося, поки не з’явиться; це ми зловили якусь з гармонік строб-генератора калькулятора.
  • Потихеньку складаємо «книжку», поки тон не ослабне, не стане більш музичним або зовсім не пропаде. Швидше за все це станеться при розвороті кришки близько 90 градусів. Таким чином ми знайшли становище, в якому магнітний вектор первинних імпульсів орієнтований перпендикулярно осі феритового стрижня магнітної антени і вона їх не приймає.
  • Фіксуємо кришку в знайденому положенні пінопластовим вкладишем і гумкою або підпорами.
  • Примітка: в залежності від конструкції приймача можливий зворотний варіант – для установки на гармоніку приймач кладуть на включений калькулятор, а потім, розкладаючи «книжечку», домагаються пом’якшення або зникнення тони. В такому випадку приймач буде ловити відбиті від об’єкта імпульси.

    А що ж далі? Якщо поблизу розкриву «книжки» виявиться електропровідний або феромагнітний предмет, він стане перєїзлучать зондувальні імпульси, але їх магнітний вектор повернеться. Магнітна антена їх «почує», приймач знову дасть тон. Тобто, ми вже щось знайшли.

    Щось дивне наостанок

    Є повідомлення ще про одному металошукачі «для повних чайників» з калькулятором, тільки замість радіо потрібні нібито 2 комп’ютерних диску, CD і DVD. Ще – пьезонаушники (саме п’єзо, за запевненнями авторів) і батарейка «Крона». Відверто кажучи, виглядає дане творіння техномифом, на зразок сумнозвісної ртутної антени. Але – чим чорт не жартує. Ось вам відео:

    спробуйте, якщо бажаєте, авось щось там і знайдеться, і в предметному і в науково-технічному сенсі. Удачі!

    В якості програми

    Схем і конструкцій металошукачів налічуються сотні, якщо не тисячі. Тому в додаток до матеріалу даємо ще список моделей, крім згаданих у тесті, що мають, як кажуть, ходіння в РФ, не надмірно дорогих і доступних для повторення або самозбірки:

    • Клон.
    • Шанс.
    • Кощій.
    • Кріт.
    • Volksturm.
    • Малюк ФМ.
    • Анкер.
    • Термінатор.
    • Спектр.
    • СОХА-2Т.
    • TRACKER PI-2.