Кто бы не мечтал о сокровище? Кто не увлекается романтикой поисков чего-то таинственного или необычного? Поиск артефактов из прошлого тоже заманчив. Он может занять увлекательное время или стать развлечением для любимого хобби и даже принести заработок — ручной металлоискатель. А если собрать металлодетектор собственными руками, это пополнит копилку жизненного опыта новыми знаниями и умениями.
Далее кратко рассмотрим способы применения и разновидности металлодетекторов:
- Военная сфера, охрана: миноискатели у сапёров. Разнообразные металлоискатели обеспечивают безопасность на массовых мероприятиях — от ручных досмотров до стационарных рам-контролей на входах и выходах.
- Строительство и ремонт: металлодетекторы применяются для поиска мест прокладки скрытой проводки, арматуры, труб в стенах сооружений и зданий.
- Поисковые работы: металлодетекторы используются для обнаружения крупных объектов — трубопроводов, и мелких предметов — ювелирных изделий, потерянных на пляже. Древних монет и не очень древних — под слоем почвы.
Различные области и условия применения металлодетекторов предъявляют и разные требования к характеристикам этих устройств, а именно эти требования и породили множество типов приборов. Хотя работа всех видов основана на одном принципе: обнаружении изменений в электромагнитном поле.
Краткий обзор разновидностей металлоискателей
Главное различие между различными типами металлодетекторов — рабочая частота электромагнитного поля. Чем ниже частота поля, тем массивнее и мощнее устройство, тем больше оно потребляет электроэнергии, работает на большую глубину и, соответственно, тем крупнее объекты под землей — трубопроводы или залежи руды. Малые предметы не вносят заметных изменений в поле, поэтому для перемещения прибора и блока питания у низкочастотных моделей требуется иной транспорт.
Вторая особенность металлодетекторов — наличие передающей катушки, которая формирует рабочее поле прибора и передающей/принимающей катушки, передающей параметры поля на анализирующее устройство (блок обработки). Здесь нужна точная настройка параметров — не всегда по силам домашнему мастеру или требует дорогого оборудования.
Как сделать металлоискатель в домашних условиях и обойти эти противоречия? Нужна простая металлоискательная схема своими руками, компактная и лёгкая, с низким энергопотреблением и несложной настройкой, которая позволяла бы искать, скажем, золото на глубине пляжного песка?
Здесь пригодится импульсный принцип работы схемы: на катушку подаётся кратковременный импульс тока, который создаёт электромагнитное поле, и катушка выступает как передатчик. После затухания импульса она переходит в режим приема, улавливая электрическое поле, возникающее за счёт вихревых токов в проводниковых элементах грунта. Если в глубине грунта встречается нечто с существенно другой электропроводностью, оно и вызывает изменение электромагнитного поля.
Импульсная (непостоянная) работа генератора позволяет снизить энергопотребление, использование одной катушки вместо двух упрощает настройку катушек, уменьшает габариты и вес глубинного металлоискателя. Среди множества вариантов стоит обратить внимание на следующую схему простого самодельного металлодетектора:
Схема металлоискателя пират и инструкция по сборке
Для изготовления печатной платы металлоискателя по схеме пират нужно скачать перечень деталей и их расположение на монтажной плате. Скачать и распечатать зеркальное изображение на неплотной фотобумаге можно с лазерного принтера; подойдут страницы глянцевого журнала или защитная пленка из обоев, приклеенная скотчем к обычному листу А4. Вырезать заготовку из фольгированного текстолита чуть большей по размерам, чем распечатанная схема, обезжирить спиртом или растворителем и просушить. Зеркальную распечатку уложить тонером на фольгированную сторону заготовки и через лист бумаги прогреть обычным утюгом на максимальной температуре.
Размочить в воде получившийся «бутерброд» — важно аккуратно удалить бумажную основу так, чтобы тонер перенёсся на медное покрытие и служил защитной маской. Раствором хлорного железа в пропорции 1:2 или 1:3 и в этот раствор погрузить заготовку на 30–40 минут для протравливания медного слоя с текстолита. Промыть заготовку, удалить тонер растворителем. Просверлить отверстия для монтажа деталей на схеме, обработать поверхность мелкой наждачной бумагой и обезжирить спиртом. Нанести кисточкой флюс, например ЛТИ-120 (разработан Ленинградским Технологическим Институтом) или жидкую канифоль (раствор канифоли в спирте) и залудить, размазав припой паяльником.
Монтаж деталей на плату
При пайке деталей самодельного металлоискателя пират на плату не рекомендуется использовать активный флюс, а только канифоль или раствор канифоли в спирте. Основной узел — это таймер, микросхема КР1006ВИ1 или зарубежный аналог NE555, не забудьте — под ней должна находиться перемычка. Двухканальный усилитель К157УД2 поищите в советском кассетном магнитофоне, можно использовать и К157УД3.
Динамик можно взять любой, при необходимости можно подключить наушники и/или светодиодную сигнализацию. Если нет в наличии резисторов нужного номинала, можно вспомнить уроки физики в школе и подобрать нужный номинал из того, что есть под рукой. Два резистора номиналом 50 Ом, подключённых последовательно в итоге дадут 100 Ом, а эти же два резистора, подключённые параллельно — только 25 Ом. Так можно поступить и с конденсаторами, но нужно помнить о температурном коэффициенте и стараться использовать плёночные, у которых он ниже, что важно при работе на улице весной или осенью.
Пайку деталей на схему монтажной платы нужно начинать с самых небольших по размеру: резисторов, конденсаторов. Перемычку нужно сделать сразу, как только появится подходящий кусок от отрезанной ножки уже припаянного резистора. Микросхемы монтируются в самую последнюю очередь, чтобы уменьшить риск их повреждения статикой. Всё, что можно проверить перед монтажом — обязательно проверьте, пусть даже деталь и новая. Проверка много времени не займёт, а брак может попасться, что потом придётся сделать, чтобы выявить неисправность в собранной монтажной плате:
- Не подавайте питание на собранную схему пока не очистите её от остатков флюса. Это можно сделать ацетоном или спиртом с помощью зубной щётки, просушите монтажную плату после промывки.
- Проверку и работу начинайте не ранее, чем через 0,5 мин после включения питания.
Блок питания
Блок питания должен выдавать от 9 V до 12 V и до 40 mA, тут всё зависит от имеющихся возможностей. Можно взять подходящий аккумулятор или собрать блок из 3 или 4 батарей «Крона», подключённых параллельно. Одна батарея не подойдёт из-за слишком малой ёмкости заряда.
Катушка
Наматывается из медной проволоки с эмалевой изоляцией, сечением 0,5 мм. У катушки диаметром 0,2 м нужно 25 витков, при уменьшении диаметра количество витков увеличивается и наоборот.
Намотанная катушка укладывается в жёсткий корпус (в согнутую по кругу пластиковую трубу) или наматывается на жёсткий каркас из диэлектрика. Можно использовать для каркаса фанеру, но это не самый лучший вариант — вся выгода от простоты изготовления такого каркаса может сойти на нет, когда фанера намокнет. Провод от катушки к плате должен быть свитым из двух многожильных, максимально большого сечения из возможного. Неплохо предусмотреть возможность смены катушек, для работы с катушками разных диаметров.
Блок управления и индикации
Удобнее всего смонтировать, используя пластиковую монтажную коробку для электрических сетей, но возможны варианты, тут всё зависит от фантазии и предпочтений.
Штанга
Можно сделать на любой вкус, из любого диэлектрика: водопроводной пластиковой трубы, рыболовного удилища. Она должна быть максимально лёгкой, удобной и прочной, не создавать проблем при транспортировке и работе с металлодетектором.
Такой простой самодельный металлоискатель можно без труда сделать своими руками, он состоит из следующих основных элементов: катушка, печатная плата, блок управления и индикации, блок питания, несущая конструкция (штанга).
