Простые схемы металлоискателей на транзисторах

Металлоискатели

Металлоискатель — это электронное устройство для поиска и различения металлов, предметов из металла, которые могут быть спрятаны на разной глубине под слоем песка, земли, в стенах помещений и различных конструкций.

Приведены принципиальные схемы металлоискателей, выполненных на транзисторах, микросхемах и микроконтроллерах. Металлоискатель заводского производства является достаточно дорогим устройством, поэтому самостоятельное изготовление самодельного металлоискателя может сэкономить не мало средств.

Схемы современных металлоискателей могут быть построены по разным принципам работы, перечислим наиболее популярные из них:

• Метод биений (измерение изменения эталонной частоты);
• Индукционный баланс на низких частотах;
• Индукционный баланс на разнесённых катушках;
• Импульсный метод.

Многие начинающие радиолюбители и кладоискатели задаются вопросом: как самому изготовить металлоискатель? Желательно начать свое знакомство со сборки простой схемы металлодетектора, это позволит разобраться в работе подобного устройства, получить первые навыки в поиске кладов и изделий из разноцветных металлов.

Сейчас существует достаточно большой выбор мультиметров, по самой разной цене.Теперь радиолюбитель может не ограничиваться скромным набором функций «легендарного» М-838. Ненамного дороже можно приобрести более современный прибор, который способен так же измерять и частоту переменного тока .

Металлоискатель предназначен для обнаружения металлического предмета (крышка колодца, отрезок трубы, скрытая проводка). Металлоискатель состоит из параллельного стабилизатора напряжения (транзисторы V1 V2)у генератора высокой (около 100 кГц) частоты на транзисторе V4, детектора ВЧ колебаний (V5) и.

Металлоискатель позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки. Это должно увеличить и глубину обнаружения. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рисунке. Схема собрана на транзисторах, работающих в режиме.

Схема самодельного металлоискателя на биениях, которая построена на пяти микросхемах. Находит монету 0,25мм на глубине 5см, пистолет — на глубине 10см, металлическую каску — 20см. Принципиальная схема металлоискателя на биениях изображена ниже. Схема состоит из следующих узлов: кварцевый генератор, измерительный генератор, синхронный детектор, триггер Шмидта, устройство индикации .

Схема, представленная на рисунке — это классический металлоискатель. Работа схемы основана на принципе супергетеродинного преобразования частоты, которое обычно используется в супергетеродинном приемнике. Принципиальная схема металлоискателя с интегральным УНЧ, в нем используются два генератора радиочастоты, частоты которых составляют 5,5 МГц. Первый радиочастотный генератор собран на транзисторе Т1 типа BF494, частота.

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см. Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и.

Простой компактный металлоискатель нужен для обнаружения в стенах под слоем штукатурки разнообразных металлических предметов (например, труб, проводки, гвоздей, арматуры). Это устройство полностью автономно, питается от 9 вольтовой батареи типа «Крона», потребляя от нее 4-5 мА. Металлоискатель имеет достаточную чувствительность для обнаружения: трубы на расстоянии 10-15 см; проводки и гвоздей на расстоянии 5-10.

Схема малогабаритного высокоэкономичного металлоискателя с хорошей повторяемостью и высокими эксплуатационными характеристиками, используя широко распространенные и недорогие детали. Анализ большинства распространённых схем показал, что все они питаются от источника с напряжением не ниже 9 В (то есть «Крона»), а это и дорого и неэкономично. Так, собранный на микросхеме K561ЛE5.

Схема металлоискателя каких-либо особенностей не имеет, проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителям. Как часто пишут в книгах и журналах, при правильном монтаже и исправных деталях работать начинает сразу. Печатная плата устройства показана на рисунке, она выполнена под SMD компоненты, все детали устанавливаются со стороны фольги, и сверления отверстий не требуется. Изготовление поисковой катушки требует высокой.

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рисунке. Опорный генератор металлоискателя собран по схеме емкостной трехточки на транзисторе Т1. Контурная катушка L1 является датчиком прибора. Конденсаторы СЗ—С6 предназначены для настройки генератора на частоту 50 кГц. Через разделительный конденсатор С7 синусоидальное напряжение с генератора поступает на кварцевый фильтр. Емкость С7 выбрана небольшой, тем самым влияние.

Простой металлоискатель на транзисторах

Принцип работы металлоискателя сводится к тому, что при приближении металлического предмета к катушке индуктивности генератора — основного узла прибора — частота генератора изменяется. Чем ближе предмет и чем он больше, тем сильнее его влияние на частоту генератора.

Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя на транзисторах

А теперь рассмотрим конструкцию простого металлоискателя собранного на двух транзисторах. Схема металлоискателя представлена на рис.1. Генератор выполнен на транзисторе VT1 по схеме емкостей трехточки. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Частота генератора зависит от емкости конденсаторов С1-С3 и индуктивности катушки L1. При приближении катушки к металлическому предмету индуктивность ее изменяется- увеличивается, если металл ферромагнитный, например железо, и уменьшается, если металл цветной- медь, латунь.

Но как проследить за изменением частоты? Для этого служит приемник, собранный на втором транзисторе. Это тоже генератор, собранный, как и первый, по схеме емкостной трехточки. Частота его зависит от емкости конденсаторов С4-С6 и индуктивности катушки L2 и не намного отличается от частоты первого генератора. Нужную разность частот подбирают подстроечником катушки. Кроме того, каскад на транзисторе VT2 совмещает в себе и функцию детектора, выделяющего колебания низкой частоты поступающих на базу транзистора высокочастотных колебаний. Нагрузкой детектора являются головные телефоны BF1; конденсатор С1 шунтирует нагрузку для колебаний высокой частоты.
Колебательный контур приемника индуктивно связан с контуром генератора, поэтому в коллекторной цепи транзистора VT2 протекают токи частотой обоих генераторов, а также ток разностной частоты, иначе говоря, частоты биения. Если, к примеру, частота основного генератора 460 кГц, а частота генератора приемника 459 кГц, то разностная составит 1кГц, т. е. 1000Гц. Этот сигнал и слышен в телефонах. Но стоит приблизить поисковую катушку L1 к металлу, как частота звука в телефонах изменится- в зависимости от вида металла она или понизится, или станет выше.

Рис.2. Конструкция катушки

Вместо указанных на схеме подойдут П401, П402 и другие высокочастотные транзисторы. Головные телефоны- высокоомные ТОН-1 или ТОН-2, но их капсюли нужно включать параллельно, чтобы общее сопротивление составило 800. 1200 Ом. Громкость звука в этом случае будет несколько выше. Резисторы- МЛТ-0,25, конденсаторы- КЛС-1 или БМ-2.
Катушка L1 представляет собой прямоугольную рамку размерами 175х230 мм, состоящую из 32 витков провода ПЭВ-2 0.35 (подойдет провод ПЭЛШО 0.37).

Конструкция катушки L2 показана на рисунке 2. В двух бумажных цилиндрических каркасах 6 размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН: один (1) длинной 20. 22мм, закрепленный постоянно, другой (2)-35. 40мм (подвижный- для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой 3, поверх которой намотана катушка L2 (5)-55 витков провода ПЭЛШО (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2) диаметром 0,2мм. Выводы катушки закреплены резиновыми колечками 4.
Источники питания- батарея 3336, выключатель SA1- тумблер, разъем Х1- двухгнездая колодка.

Транзисторы, конденсаторы и резисторы смонтированы на плате (рис.3) из изоляционного материала. Плату соединяют с катушками, батареей питания, выключателем и разъемом, многожильным проводом в изоляции. Плату и остальные детали размещают в фанерном клееном футляре размерами 40х200х350 мм. Катушку L1 прикрепляют ко дну футляра, а внутри катушки на расстоянии 5. 7 мм от ее витков размещают катушку L2. Рядом с этой катушкой крепят плату. Разъем и выключатель прикрепляют снаружи к боковой стенке футляра. Сверху к футляру крепят (желательно на клею) деревянную ручку примерно метровой длинны.

Рис.3. Расположение элементов на плате

Налаживание металлоискателя начинают с измерения режимов работы транзисторов. Включив питание, измеряют напряжение на эмиттере первого транзистора (относительно общего провода- плюса питания)- оно должно быть 2.1В. Точнее это напряжение можно подобрать резистором R2. Затем измеряют напряжение на эмиттере второго транзистора — оно должно быть 1 в (устанавливают точнее подбором резистора R4). После этого медленным перемещением подстроечного сердечника катушки L2 добиваются появления в головных телефонах громкого чистого звука низкой частоты.

Приближая к поисковой катушке консервную банку, фиксируют начало изменения тона звучания. Как правило, это происходит на расстоянии 30. 40 см. Более точной подстройкой частоты второго генератора добиваются наибольшей чувствительности прибора.

Схема простого и достаточно эффективного металлоискателя «ПИРАТ»

Собрать такой аппарат под силу каждому, даже тем кто совершенно далек от электроники, просто нужно припаять все детали как на схеме. Металлоискатель состоит из двух микросхем. Они не требуют ни каких прошивок и программирования.

Питание 12 вольт, можно от пальчиковых батареек но лучше АКБ на 12в (небольшой)

Катушка намотана на оправке 190мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5

Характеристики:
— Потребляемый ток 30-40 мА
— Реагирует на все металлы дискриминации нет
— Чувствительность 25 миллиметровая монета — 20 см
— Крупные металлические предметы — 150 см
— Все детали не дорогие и легкодоступные.

Список необходимых деталей:
1)Паяльник
2)Текстолит
3)Провода
4)Сверло 1мм

Вот список необходимых деталей

В схеме используются 2 микросхемы (NE555 и К157УД2). Они достаточно распространенные. К157УД2 — можно выковырять из старой аппаратуры, что я с успехом и сделал

Далее просто припаиваем все компоненты на свои места.

Для К157УД2 лучше поставить переходную панельку.

По схеме катушка диаметром 19 см и содержит 25 витков. Сразу замечу, что катушку нужно делать такого диаметра исходя из того, что вы будете искать. Чем больше катушка тем глубже поиск, но большая катушка плохо видит мелкие детали. Маленькая катушка хорошо видит мелкие детали, но глубина не большая. Я сразу намотал себе три катушки 23см(25 витков), 15см(17 витков) и 10см(13-15 витков). Если нужно накопать металлолом, то ставим большую, если на пляже мелочевку искать, то катушку меньше, ну сами разберетесь.

Катушку мотаем на чем угодно подходящего диаметра и плотно обматываем изолентой, что бы витки были плотно друг возле друга.

Катушка должна быть, как можно ровной. Динамик взял первый попавшийся.

Теперь все подключаем и пробуем схему на работоспособность.

После подачи питания, нужно подождать 15-20 секунд пока схема прогреется. Ставим катушку подальше от любого металла, лучше всего подвесить в воздухе. После начинаем крутить переменный резистор 100К пока не появятся щелчки. Как только щелчки появились крутим в обратную сторону, как только щелчки пропадут хватит. После этого, так же настраиваем резистор 10К.

На счет микросхемы К157УД2. Кроме той, что я выковырял, я еще 1 попросил у соседа и две купил на радио рынке. Вставил купленные микросхемы, включил прибор, а он отказался работать. Долго ломал голову, пока просто не поставил другую микросхему (ту что выпаял). И все сразу заработало. Так что вот для чего нужна переходная панелька, что бы подобрать живую микросхему и не мучатся с выпаиванием и впаиванием.

Вот ВИДЕО испытаний

Испытания дома проводил на средней катушке диаметром 15 см. Так вот золотое кольцо по воздуху ловило на 18см, ножницы 30см. настольная лампа 50см. что достаточно не плохо для такого метало детектора.

Схема простого металлоискателя

Металлоискатель на двух транзисторах для начинающих

Металлоискатели часто бывают нужны например, при поиске потерявшихся металлических предметов или труб, кабелей, баков, закопанных под землёй. Ещё металлоискатели ассоциируются с искателями кладов и минёрами

Типы металлоискателей

Самый сложные и чувствительные, но и самые дорогие, построены по принципу передачи/приёма радиосигнала. Сложность и дороговизна заключается не только в обилии электронных компонентов схемы, но и в необходимости квалифицированной настройки контуров.

Есть еще несколько видов по разным принципам: индукционные, измерители частоты, импульсные, ослабление генерации, метод биений, импульсная индукция, срыв резонанса…

Смысл всех металлоискателей в одном: изменение частоты генератора при попадании в поле катушки металлического предмета. Это изменение частоты, как правило очень незначительное, и вторая суть той или иной схемы — уловить это малейшее изменение и во что-то преобразовать.

Схема простого металлоискателя представлена ниже.

Сделав подобный металлоискатель компактным и взяв его с собой в поездку на море, он вам поможет, при поиске потерянной вами или родственниками на пляже золотое украшение. Но что вам ближе, так это поиск скрытой проводки в стене ли какого-нибудь гвоздика. Вот такую простую и зарекомендовавшую себя схему металлоискателя для подобных целей мы и рассмотрим здесь, чтобы собрать её своими руками.

Схема простого металлоискателя на транзисторах

Схема этого простого металлоискателя, которую сможет повторить любитель без большого опыта.

Характеристики металлоискателя:

• Обнаружение монеты — 10-15 см (при хорошей наладке некоторые хватаются, что до 50 см!);
• Стальные ножницы — 20-25 см;
• Крупные предметы — 1-1,5 метра.

Схема состоит из двух высокочастотных генераторов, каждый — на одном транзисторе (VT1 и VT2). Частота левого генератора (VT1) изменяется при попадании в поле L1 металла, а частота правого (VT2) остается неизменной. Номиналы элементов обоих генераторов подобраны так, чтобы частоты генераторов лишь незначительно отличались. Генераторы работают на радиочастоте (более 100кГц), и такой звук не слышим ни нашим ухом, ни воспроизводится динамиком. Но небольшая их разница, к примеру 160 кГц и 161 кГц равна 1 кГц — это уже слышимые ухом колебания. А обе катушки генераторов (L1, L2) индуктивно связаны (находятся вблизи), поэтому оба сигнала от генераторов с разницей в 1 кГц объединяются и мы слышим так называемые амплитудные биения частотой 1 кГц.

Настройка металлоискателя

Включив питание, подбором резистора R2 на эммитере VT1 добиваются напряжения -2.1В относительного общего плюса. Затем то же самое делают резистором R4 на эммитере VT2 до -1В. Далее медленным перемещением подвижного сердечника катушки L2 подстраивают генератор так, чтобы в наушниках появился громкий ясный звук низкой частоты.

Детали металлоискателя

Катушка L1 — прямоугольная рамка 175 х 230 мм, 32 витка, ПЭВ-2 0,35 (чертеж ниже).

Катушка L2 — ее конструкция на рисунке ниже. В двух цилиндрах из бумаги (6) находятся стержни диаметром 7 мм из феррита 400 НН или 600 НН: один (1) длинной 20-22 мм (закреплён неизменно), другой (2) — 35-40 мм (для подстройки частоты генератора).

Вот так примерно делается рамка L1, внутрь которой помешается L2 (как можно ближе к краю L1).

Надо добавить, что рамка должна быть сделана как можно более жесткой, провод после обмотки пропитать лаком или эпоксидной смолой. Также жестко крепится внутри нее и L2.

Для L2 что-то типа таких штук от старых радиоприемников можно попробовать поискать и использовать. Там пластмассовые каркасы катушек с резьбой и ввинчивающиеся в них ферриты, имеющих выемку под отвертку на своем торце.

Транзисторы: практически любые p-n-p, работающие в нужных частотах (более 100 кГц), желателен подбор с более высоким коэффициентом усиления — чувствительность металлоискателя будет выше. Подойдут даже древние транзисторы типа П401, П422 и т.п. от старых радиоприёмников.

Зарубежные аналоги: SFT316, SFT357, 2N1524, 2N1526, 2SA108, 2SA109, 2SA110, 2SA111, 2SA112, 2SA351, 2SA352, 2SA353, 2SA354, 2SA355, SFT316, SFT354, SFT357, 2N1524, 2N1526, 2SA108, 2SA109, 2SA110, 2SA111, 2SA350, 2SA351.
С таким же успехом могут использоваться транзисторы n-p-n перехода (обратные), нужно только не забыть поменять полярность батареи питания при включении.

Конденсаторы: С1, С2 и С5, С6 желательно все одного типа, чтобы меньше «убегала» настроенная частота при смене температуры. Остальные не имеет значения.

Наушники — а вот с ними сложней (на схеме обозначены BF1): для данной схемы нужны высокоомные (типа ТОН-1, ТОН-2, ТА-4, ТА-56, ТГ-1 и др.) сопротивлением обмотки порядка 1600 Ом. О них писалось в статье про детекторный приемник. Любые современные имеют порядка десятком Ом, поэтому звук в них будет очень тихим.

Металлоискатель с усилителем низкой частоты

Поэтому, если вы не найдете высокоомные наушники (что более вероятно), тогда есть смысл собрать схему с каскадом на составном транзисторе КТ503Е — КТ502Е. В этой схеме уже можно использовать современные наушники. Также в ней добавлен переменный резистор R10 на 150 Ом. Меняя его сопротивление, можно менять ток всей схемы, таким образом плавно подгоняя частоту в полевых условиях, при необходимости, вместо того, чтобы обращаться за неудобной подстройкой катушки L2.

Левая часть схемы, как видите, та же самая, добавлена дополнительная часть справа. Замена: КТ503 на КТ315 или КТ342, а транзистор КТ502 – на КТ603, КТ608, КТ626.

В домашнем арсенале хозяйственного мужика такому нужному приборчику всегда найдётся место!