Как сделать металлоискатель Пират своими руками

Металлоискатели достаточно дорогостоящие приборы, которые предназначены для обнаружения металлов под поверхностью почвы. Но многие энтузиасты предпочитают собирать подобные устройства в домашних условиях.

Статья содержит подробное описание — как собрать металлоискатель «Пират» своими руками. Читателю будут предоставлены 4 схемы этого устройства, собранные на разных элементах.

Назначение

Металлоискатель Пират, представляет собой простой детектор металла, способный обнаруживать мелкие монеты на глубинах до 0.5 метра. Более крупные предметы фиксируются на глубинах до 1.5 метра. Такой прибор очень удобен для новичков и более опытных искателей кладов. Устройство относится к импульсным металлоискателям. Работает по принципу взаимодействия магнитного поля (МП) от катушки с магнитным полем металла. Способен обнаруживать драгоценные металлы на глубине до 1 метра. Подобное обнаружение осуществляется за счет реакции на вихревые потоки от поверхности ненамагничиваемых металлов. Металлы, которые имеют собственное магнитное поле, обнаруживаются за счет разницы потенциалов МП от генератора и предмета.

Многие радиолюбители выбирают металлоискатель Пират из-за простоты сборки, довольно неплохую проникающую способность и наличие возможности изменения параметров. По сравнению с более дорогими типами этих устройств, самодельный Пират можно собрать с использованием дешевых материалов и деталей, при этом получить устройство с большой чувствительностью. Далее будут даны схемы этого устройства на различных компонентах, с подробным описанием принципа работы.

Схемы

Собирать металлоискатель Пират можно с использованием различных микросхем, а также транзисторов. От выбора электронного компонента будет зависеть проникающая способность катушки, ширина обнаружения, а также величина частоты и скорости приема сигнала. Также новичку будет удобнее использовать транзисторы, так как их легко найти в старой аппаратуре. Далее более подробно о разновидностях схем устройства.

NE555

Выбирая схему металлоискателя Пират на микросхеме NE555 стоит учитывать, что этот компонент будет выступать в роли усилителя частоты для передатчика прибора. Приемник для такой схемы может быть собран на микросхеме К157УД2.

Такой принцип поможет усилить сигнал от передатчика, а также намного снизить помехи при использовании катушки более широкого диаметра.

TL072

Металлоискатель Пират можно собрать на микросхеме TL072. Этот компонент станет основой приемника устройства. Таких элементов понадобится 2. В схеме с этим элементом будет использована микросхема NE555, как основа для передатчика. Такая подборка не влияет на качество проникающей способности, но значительно стабилизирует рабочую частоту, выравнивает тональность сигнала, значительно снижает помехи.

Это особенно важно при взаимодействии с крупными и многочисленными намагничиваемыми предметами, залегающими в сырой почве на разной глубине.

Транзисторы

Схема металлоискателя Gират на транзисторах значительно проще. Ее выбирают в случае, если трудно найти ранее описанные микросхемы. В подобной схеме, транзисторы выступают основой для частотного генератора и приемника. Главный недостаток использования этих элементов заключается в сложности последующей настройки. Транзисторы обладают очень узкой возможностью для увеличения параметров частот, посылаемых генератором сигналов. Также этот параметр будет трудно подстроить под принимающей узел будущего устройства. Для тонких настроек и корректировки понадобится осциллограф. Основным плюсом выбранной схемы является ее большая устойчивость к перегреву переменных резисторов.

Более дорогие и сложные микросхемы приходят в негодность при возникновении высокой температуры из-за наличия в устройстве резисторов с высоким сопротивлением.

К561LA7

Последняя схема предполагает в своей основе микросхему К561LA7. Этот элемент делиться на 4 сектора:

1. 2 сектора используются в качестве частотного генератора. Именно такой принцип позволяет получать высокий сигнал и сохранять его при увеличении диаметра катушки на 3–5 сантиметров.
2. Сектор 3 отвечает за прием отраженного сигнала от металлического предмета в почве. Также намного увеличивается частота реакции на намагничиваемые предметы и драгоценные металлы. Дискриминация не является высокой, но при определенном опыте эксплуатации можно научится определять металл по звуку.
3. Сектор 4 является фильтром сигналов. Он сопоставляет уровень отправленного и принятого импульса, передает на усилитель конечную частотную тональность. Этот сектор очень важен при наличии в земле предметов, размером не превышающих диаметр монеты.

Данная схема очень хорошо подходит для последующих настроек. Наличие встроенного фильтра может значительно повысить возможность обнаружения золота, среди намагничиваемых элементов в почве.

Дополнительные детали

Определившись со схемой, которая будет использоваться в металлоискателе Пират, необходимо подготовить дополнительные радиодетали, заняться подготовкой печатной платы. Далее будет представлен общий список для всех предоставленных ранее схем.

Резисторы

Эти компоненты очень распространенные. Их легко можно выпаять из устаревших электронных и электрических приборов. Список деталей следующий:

1. Номинал 1 кОм в количестве 1шт.
2. 1.6 кОм — 1шт.
3. 47 кОм — 1.
4. 62 кОм — 2.
5. 100 кОм — 1.
6. 120 кОм — 1.
7. 470 кОм — 1.
8. 2 МОм — 1.
9. 100 Ом — 1.
10. 10 Ом — 1.
11. 470 Ом — 1.
12. 150 Ом — 1.
13. 220 Ом, мощностью 1 Вт — 1.
14. 390 Ом, мощностью 0.5 Вт — 1.

Также можно заменить представленный список современными аналогами. В процессе эксплуатации появится возможность замены некоторых резисторов. Их сопротивление часто влияет на работу соседних компонентов и приводит к их перегреву.

Конденсаторы

Для работы схемы понадобятся электролитические конденсаторы следующих номиналов:

1. 1 мкФ, 16 вольт — 2 шт.
2. 10 мкФ, 16 вольт — 2.
3. 100 мкФ, 16 вольт — 1.

Также необходим керамический конденсатор 1 нФ и два пленочных элемента номиналом 100 нФ.

Микросхемы

В зависимости от выбранной схемы, понадобятся следующие компоненты:

1. NE555 или ее отечественный аналог КР1006ВИ1.
2. TL072 или аналог К157УД2.
3. К561LA7.

При выборе микросхемы стоит учитывать разное количество выводов на этих элементах и способы подключения в общую схему.

Транзисторы

Тем, кто решит собирать металлоискатель Пират на транзисторах, понадобятся следующие элементы:

1. IRF740.
2. BC547.
3. BC557

Все эти компоненты легко можно заменить полными отечественными аналогами.

Также для сборки схемы необходимы 2 диода марки 1N4148, динамик с сопротивлением до 8 Ом, катушка индуктивности до 2 Ом. Питание металлоискателя осуществляется батареей или аккумулятором напряжением до 12 вольт.

После того, как были собраны все необходимые радиодетали, нужно приступить к созданию печатной платы. Полное руководство будет представлено далее.

Плата

Для изготовления платы под монтаж радиодеталей, необходимо скачать любую из предоставленных схем. Далее понадобится:

1. Вырезать из пластика или текстолита заготовку нужного размера. Все размеры плат под описанные схемы будут представлены ниже.
2. На заготовку перевести изображение.
3. При помощи перманентного маркера обвести все дорожки на рисунке.
4. Протравить заготовку. На 100 мл перекиси водорода необходимо 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм соли. В получившийся состав помещается заготовка на 30 минут.
5. Далее необходимо очистить поверхность дорожек на плате наждачной бумагой, обезжирить ее спиртом.
6. После обезжиривания, просверлить тонким сверлом отверстия под радиодетали.
7. На конечном этапе, поверхность платы снова обезжирить и полностью залудить дорожки оловом.
8. После этой операции снова высверлить отверстия.

Если нет возможности или опыта для создания платы описанным способом, можно просто перевести изображение на поверхность пластика. Далее просверлить отверстия под ножки элементов. Дорожки можно не использовать. Все элементы спаять при помощи медного, одножильного провода. Такой подход более трудоемкий, может привести к большому количеству ошибок при соединении и плохим контактам пайки. Но для первого монтажа можно воспользоваться и им.

При подготовке плат, под выбранную схему, нужно учитывать габариты заготовки. Они следующие:

1. При выборе схемы с микросхемой NE555 — габариты платы варьируются в пределах 30 на 80 мм.
2. Для транзисторной схемы — 30 на 76 мм.
3. Для микросхемы с TL072 — габариты в пределах 26 на 35 мм.
4. Если выбрана микросхема К561ЛА7, то размер платы составляет 30 на 75 мм.

После подготовки печатной платы «Пирата», нужно обязательно провести тест всех компонентов при помощи мультиметра, и собрать схему на плате.

После сборки печатной платы, требуется изготовить катушку — элемента для сканирования поверхности почвы. Инструкция по сборке далее.

Катушка

Катушку для металлоискателя можно собрать двумя способами. Каждый способ требует четкого соблюдения инструкции.

Способ 1

Катушка для металлоискателя Пират, выполненная своими руками, должна быть одновременно прочной и чувствительной. При сборке этого варианта, строго запрещается использовать металлические корпуса, фольгу или иные детали. Самодельная катушка изготовляется следующим образом:

1. Подбирается каркас диаметром 19–20 см. Можно вырезать фанерный круг или воспользоваться подходящей по размеру пластиковой емкостью, или трубой.
2. Подготавливается медный, изолированный лаком провод сечением 0.5 мм.
3. На каркас наматывается провод в количестве 25 витков.
4. Оба конца провода выводятся за обмотку. Они должны быть длиной не менее 20 см.
5. Заготовка снимается с каркаса и плотно обматывается изоляционной лентой.

Очень важно, чтобы сопротивление изготовленной катушки не превышало 2 Ом. Далее можно настроить чувствительность. Делается это уже после того, как все элементы конструкции будут собраны вместе.

При сборке катушки, нужно учитывать тот факт, что при увеличении диаметра необходимо снижать число витков. Деталь большого диаметра будет обладать более широким диапазоном сканирования, но при этом уменьшиться проникающая способность и чувствительность прибора. Все размеры и количество витков показаны в списке.

Способ 2

Эти способом создается катушка из компьютерного 8 жильного кабеля без фольгированного экрана. Далее дается подробнейшая инструкция по сборке:

1. На подготовленный каркас диаметром 200 мм. наматывается 1 виток подготовленного кабеля.
2. После 1 оборота, конец кабеля продевается через первый виток и обматывается вокруг заготовки.

Таким образом, вокруг 1 витка обматывается еще 3 оборота. Должно получиться плотное кольцо из скрученного кабеля. Далее необходимо соединить концы всех жил. Делается это по следующей схеме:

1. Жила зеленого цвета соединяется с бело-зеленной.
2. Второй конец бело-зеленой жилы соединяется с синей.
3. Синяя с бело-синей.
4. Бело-синяя с оранжевой.
5. Оранжевая с бело-оранжевой.
6. Бело-оранжевая с коричневой.

Должны остаться 2 жилы: зеленая и бело-коричневая. Они будут подключаться непосредственно к плате. Все остальные соединения необходимо спаять и изолировать.

Такая катушка обладает более высокой чувствительность. Она на 20–25 % больше, чем у представленного выше варианта. При этом сохраняется сопротивление до 2 Ом. Для повышения чувствительность необходимо уменьшить число витков с 4 до 3. При этом стоит учесть повышение потребления электрического тока. Для снижения потребления необходимо увеличить диаметр окружности с 200 до 250 мм.

Сборка

Заключительным этапом создания самодельного металлоискателя «Пират», является полная сборка всех элементов. Необходимо сделать следующее:

1. Подготавливается удобный держатель. Можно использовать пластиковую трубу или черенок от садового инструмента. Главный плюс трубы в том, что можно изготовить держатель изогнутой формы.
2. Собранная печатная плата помещается в пластиковый контейнер с герметичной крышкой. Защитный корпус платы можно закрепить на держатель при помощи шурупов. Не обязательно, чтобы плата находилась вместе с батареей в одном корпусе. На стенку защитного корпуса платы можно вывести штекер для соединения с отдельным отсеком под батарею.
3. Подготовленная катушка также крепиться к нижнему концу держателя. Очень важно закрепить деталь с использованием ненамагничивающихся крепежей. Лишнее магнитное поле снизит чувствительность изделия.
4. К обоим выводам катушки припаивается многожильным медный провод, с толстой изоляцией.
5. Один конец катушки соединяется с клеммой «+» на контакте передатчика.
6. Второй конец соединяется с корпусом устройства или с минусом на плате.

Для обеспечения приема сигнала можно использовать обычный динамик от приемника сопротивлением 8 Ом или наушники. Для визуального контроля к выводу динамика можно соединить светодиод.

Настройка

Правильная предварительная настройка самодельного металлоискателя поможет протестировать чувствительность прибора на разных глубинах. Выполняется она следующим образом:

1. Включить питание прибора.
2. В течение 10–15 секунд динамик издаст звук в виде щелчков.
3. Переменным резистором необходимо добиться самого громкого и частого импульса.

Далее проводится тест устройства. К катушке подводится металлическая монета и определяется чувствительность по частоте издаваемых динамиком щелчков. После теста на поверхности, проверяется проникающая способность устройства.

Для этого необходимо поместить металлический предмет на глубину до 0.5 метра и найти его. Во время поиска требуется внимательно прислушиваться к поступающим сигналам. Это поможет понять принцип оповещения. Также тест проводится на почвах различной твердости и влажности.

Неисправности

Во время первого запуска или последующей работы, у данного металлоискателя возникает ряд технических проблем. Они могут быть следующими:

1. Отсутствие реакции на металлические предметы. Проблема может возникнуть по причине неисправности транзистора Т1 или диодов. Стоит проверить эти элементы, и при необходимости заменить их.
2. На транзисторной схеме, часто греется транзистор IRF740. Устранить проблему можно заменой резистора R6 сопротивлением 150 Ом на деталь с сопротивлением 100 Ом. Если проблема не пропала, то необходимо подобрать резистор меньшего сопротивления.
3. Нагрев резистора R6 или транзистора Т3. В этом случае проблема кроется в динамике. Очень важно подобрать этот элемент с сопротивлением равным 8 Ом.

У металлоискателя Пират очень простая схема. В ней нет сложных радиодеталей. Главное соблюсти все требуемые параметры по напряжению и сопротивлению катушки.

После того, как металлоискатель прошел первое успешное тестирование, его можно доработать. Энтузиасты дополняют устройство световыми индикаторами, индикаторами заряда батареи. Прибор также можно использовать для подводных поисков. Для этого придется защитить обмотку и выводы катушки плотным, герметичным корпусом. В воде, параметры чувствительности прибора не уменьшаются.

Основная проблема «Пирата» — это дискриминация. Устройству сложно различать предметы из разного рода металлов. Для обнаружения золота, владельцу придется научиться отличать частотные сигналы от намагничиваемых предметов.

Заключение

Читатель, который решил сделать металлоискатель Пират своими руками, должен четко следовать описанной инструкции. Она поможет выбрать наиболее подходящую схему, собрать правильно катушку. Дальнейшая работа потребует только самостоятельного проектирования дополнительных элементов. Пират прост в эксплуатации и дает широкие возможности для модернизации в сторону увеличения чувствительности, глубины определения.

Видео по теме